變頻器在藥廠攪拌機上的改造

一、攪拌機的配置及存在的缺點
　　攪拌機械在藥廠、化工等行業(yè)的生產(chǎn)過程中應(yīng)用很廣泛。
　　攪拌機械在設(shè)計時均是按使用工況的要求考慮一定余量的，而攪拌機在實際使用過程中，則不一定要在最大轉(zhuǎn)速下工作，有很多時間都可以工作在非滿載狀態(tài)；傳統(tǒng)的攪拌機通常不進行調(diào)節(jié)或采用機械方式調(diào)速；機械方式調(diào)速會增大攪拌機的損耗，同時會使攪拌機工作在波動狀態(tài)，也使攪拌機設(shè)備工作在“大馬拉小車”的狀態(tài)，很不經(jīng)濟。

原系統(tǒng)工況存在的問題主要有如下幾點：
　　1、主電機雖然星-角減壓起動，但起動時的電流仍然很大，會影響電網(wǎng)的穩(wěn)定及其它用電設(shè)備的運行安全。
　　2、主電機工頻運行，屬非經(jīng)濟運行，電能浪費嚴重。
　　3、主電機工頻運行致使攪拌機運行時噪音很大。
　　4、主電機工頻起動設(shè)備的沖擊大，電機軸承的磨損大，所以設(shè)備維護工作繁瑣。
二、變頻改造的節(jié)電原理
　　由流體傳輸設(shè)備攪拌機的工作原理可知：攪拌機的流量（風量）與其轉(zhuǎn)速成正比；攪拌機的壓力（揚程）與其轉(zhuǎn)速的平方成正比，而攪拌機的軸功率等于流量與壓力的乘積，故攪拌機的軸功率與其轉(zhuǎn)速的三次方成正比（即與電源頻率的三次方成正比）根據(jù)上述原理可知：降低攪拌機的轉(zhuǎn)速，那么其功率可以下降得更多。例如:將供電頻率由50Hz降為45Hz，則P45/P50=(45/50)3=0.729，即P45=0.729P50（P為電機軸功率）；將供電頻率由50Hz降為40Hz，則P40/P50=(40/50)3=0.512，即P40=0.512P50（P為電機軸功率）。
    攪拌機消耗功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。即N=KN3 N：為攪拌機消耗功率；n：為攪拌機運行時的轉(zhuǎn)速；K為比例系數(shù)。而攪拌機設(shè)計是按工頻運行時設(shè)計的，但攪拌時除高速外，大部分時間流量較小，由于采用了變頻技術(shù)及微機技術(shù)有微機控制，因此可以使攪拌機運行的轉(zhuǎn)速隨流量的變化而變化，最終達到節(jié)能的目的。實踐證明，使用變頻設(shè)備可使攪拌機運行平均轉(zhuǎn)速比工頻轉(zhuǎn)速降低20%，從而大大降低能耗，節(jié)能率可達20%-40%。
因攪拌機屬于典型的平方轉(zhuǎn)矩負載類型，所以其功率（軸功率），轉(zhuǎn)矩（壓力），速（風量）滿足以下關(guān)系（相似定理）：
  P電=P軸=QH
  Q’/Q=N’/N   則Q’=QN’/N
  P’/P=(N’/N)3   則P’=P(N’/N)3
  異步電機的轉(zhuǎn)速公式 n=60f(1-s)/p
式中：N、Q、H、P——攪拌機的額定轉(zhuǎn)速，風量，軸功率
N’、Q’、H’、P’——調(diào)速后攪拌機的額定轉(zhuǎn)速，水量，軸功率
    在一定范圍滿足生產(chǎn)要求的前提下，可以通過改變轉(zhuǎn)速來靈活的調(diào)節(jié)攪拌的速度，以方便均勻攪拌，并且不改變工作周期。這種特性表明，調(diào)節(jié)攪拌機轉(zhuǎn)速，改變電動機出力，使攪拌速度始終滿足工藝要求。　　
　 三、攪拌機變頻方案
　　根據(jù)攪拌機配置及運行轉(zhuǎn)矩大的特點，通常是在攪拌機上加裝設(shè)一套范用型的變頻器調(diào)速裝置；保留攪拌機原工頻系統(tǒng)，并與攪拌機的變頻系統(tǒng)互為備用可相互切換使用，工頻與變頻之間設(shè)聯(lián)鎖。  
　　在實際工作的過程中，可以根據(jù)攪拌物料的特性以及加入其它化學物質(zhì)的時間不同，設(shè)定多段速度，最多可以達到八段不同速度。同時也可以采用變頻器的程序運行功能，最多可以設(shè)定七段不同速度，不同時間的自動程序運行模式，大大減輕工人的勞動強度，提高生產(chǎn)效率。
    利用安邦信系列變頻器強大的通訊功能，配合工控機和組態(tài)軟件等，還可實現(xiàn)與主控室進行聯(lián)網(wǎng)控制，便于監(jiān)控人員自動化管理。如果用戶希望采用DCS或者是FCS，那么則可以由D/FCS負責采集模擬量、開關(guān)量等信號，變頻器輸出的模擬量、開關(guān)量信號全部進入DCS系統(tǒng)，形成閉環(huán)控制，同時實現(xiàn)相關(guān)輔機聯(lián)鎖功能等。為確保系統(tǒng)可靠性，建議在變頻系統(tǒng)上增加工頻軟啟動旁路裝置　

四、攪拌機變頻調(diào)速裝置的功能及優(yōu)點：
　　 1、攪拌機變頻節(jié)能裝置為開環(huán)調(diào)節(jié)；
　　 2、軟啟動方式可減小啟動沖擊電流；
　　 3、變頻器帶有智能保護，故障時可自動停機；
　　 4、可根據(jù)不同的工藝采用不同的轉(zhuǎn)速；
　　 5、通過變頻調(diào)速實現(xiàn)節(jié)能： 　

五、系統(tǒng)改造后的性能
    （1）采用變頻器控制，在滿足使用要求的前提下達到了最大限度的節(jié)能。
　?。?）由于降速運行和軟啟運，減少了振動、噪音和磨損，延長了設(shè)備維修周期和使用壽命，提高了設(shè)備的MTBF（平均故障維修時間）值，并減少了對電網(wǎng)沖擊，提高了系統(tǒng)的可靠性。
　?。?）系統(tǒng)具有各種保護措施，使系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)率和安全可靠性大大提高。
　　（4）變頻調(diào)速閉環(huán)控制系統(tǒng)與工頻控制系統(tǒng)互為互鎖，不影響原系統(tǒng)的運行，且在變頻調(diào)速閉環(huán)控制系統(tǒng)檢修維護或故障時，原工頻控制系統(tǒng)照樣可以正常運行。