康沃變頻器在離心機(jī)中的應(yīng)用

1、 引言

　　工業(yè)離心機(jī)是化工行業(yè)主要設(shè)備之一，其主要通過離心力作用將固液分離，一般由進(jìn)料、洗滌、脫水、括刀、卸料等幾個(gè)部分，其中進(jìn)料、洗滌、括刀、卸料等部分是通過電磁閥、氣動(dòng)閥控制，離心釜為實(shí)現(xiàn)固液分離的主要部件，由一臺(tái)三相電機(jī)通過皮帶傳動(dòng)。根據(jù)工藝特點(diǎn)在開始階段物料主要是固液混合物，剛起動(dòng)時(shí)負(fù)載相對(duì)較大，當(dāng)達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速時(shí)液體在離心力的作用下由離心外側(cè)流出，這樣部分液體先被分離出來，隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的進(jìn)一步提高，負(fù)載也相應(yīng)減小。根據(jù)工芝一般分為幾個(gè)不同轉(zhuǎn)速運(yùn)行以達(dá)到分離效果。

　　三足立式離心機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖如下所示：  



    2、變頻器在離心機(jī)上的應(yīng)用

　　2.1 變頻器應(yīng)用的提出

　　近幾年變頻器作為一種工業(yè)控制設(shè)備在不斷更新發(fā)展，各行各業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。隨著電力電子技術(shù)、變頻控制理論、微機(jī)控制技術(shù)的不斷成熟，變頻器的性能不斷完善、功能也不斷增強(qiáng)：如多段速、可編程自動(dòng)運(yùn)行、通訊等，這使用得變頻器能適應(yīng)多種應(yīng)用場(chǎng)合。根據(jù)離心機(jī)的生產(chǎn)工藝，可采用變頻器的多段速功能控制來實(shí)現(xiàn)，另外變頻器一般都帶有內(nèi)置制動(dòng)單元或外部制單元，這可解決離心機(jī)在停車時(shí)因慣性大造成停車?yán)щy的問題。

　　 2.2 康沃G2系列變頻器在離心機(jī)上的應(yīng)用

　　 離心機(jī)負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩大慣性負(fù)責(zé)，這里選用深圳康沃公司專業(yè)生產(chǎn)的G2系列恒轉(zhuǎn)矩型變頻器。以電機(jī)功率為22KW、4極為例，選用CVF-G2-4T0220，其控制電路如下：



    其中X1到X3為康沃變頻器多功能控制端子，這里作為多段速選擇端子使用，根據(jù)需要選用三段速即低速運(yùn)行、中速運(yùn)行及高速運(yùn)行，具體運(yùn)行速度可通過設(shè)定相對(duì)應(yīng)的參數(shù)，CVF-BU-4T0220為康沃公司專業(yè)生產(chǎn)的制動(dòng)單元，其原理見4講解。

　　2.1 康沃變頻器主要參數(shù)設(shè)定

　　根據(jù)離心機(jī)負(fù)載特性，設(shè)定以下主要參數(shù)：

　　b-0=1 運(yùn)行參數(shù) b-1=1 數(shù)字給定 b-2=0.0 初始頻率設(shè)定

　　b-3=1 運(yùn)行命令選擇 b-5=380 電機(jī)額定電壓 b-6=50 電機(jī)額定頻率

　　b-7=150 加速時(shí)間 b-8=150 減速時(shí)間 b-9=0 加減速方式

　　L-0=0 選擇恒轉(zhuǎn)矩 L-1=5 轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償 L-7=2 啟動(dòng)頻率

　　L-11=0 減速停車 L-18=10 第一速度 L-19=30 第二速度

　　L-20=50 第三速度 L-63=1 多功能1 L-64=2 多功能2

　　

　　其中多功能端子與多段速度選擇如下（0表示斷開、1表示接通）：

　　功能端子（X2 X1） 對(duì)應(yīng)多段速度

　　0 0 初始速度為0

　　0 1 第一速度L-18

　　1 0 第二速度L-19

　　1 1 第三速度L-20

　　2.2 康沃制動(dòng)單元的應(yīng)用

　　離心機(jī)為大慣性負(fù)載，采用變頻器控制時(shí)都要求增加制動(dòng)單元才能滿足要求。由電機(jī)的運(yùn)行特性知道當(dāng)電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速高于同步轉(zhuǎn)速時(shí)電機(jī)些時(shí)運(yùn)行在發(fā)電機(jī)狀態(tài)，當(dāng)離心機(jī)開始停機(jī)時(shí)變頻器的輸出頻率開始按減速時(shí)間下降，由于負(fù)載慣性離心機(jī)此時(shí)轉(zhuǎn)速變化不大，造成電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速高于同步轉(zhuǎn)速，電機(jī)處于發(fā)電機(jī)狀態(tài)，由變頻器的主回路知道，此時(shí)電機(jī)側(cè)反饋回的能量將通過逆變回路的續(xù)流二極管D1-D6反饋到直流回路的濾波電容C1、C2上，這時(shí)變頻器的母線電壓UD并會(huì)升高（即泵升電壓）



　 如果不把這部份能量消耗掉，過高的泵升電壓將使用變頻器出現(xiàn)保護(hù)，甚至?xí)p壞變頻器，為盡快把電機(jī)反饋的能量消耗掉必須加裝裝制動(dòng)組件，深圳康沃電氣公司專業(yè)生產(chǎn)的CVF-BU系列制動(dòng)單元適用于各種通用變頻器，其示意圖如圖3，當(dāng)制動(dòng)單元控制回路檢測(cè)到直流母線電壓達(dá)到一值時(shí)控制其開關(guān)管IGBT開通，制動(dòng)電阻RB接到回路中將電機(jī)的反饋的能量消耗在電阻上。

 

    3 調(diào)試注意問題

　　根據(jù)離心機(jī)負(fù)載特性，在調(diào)試時(shí)應(yīng)注意：

　　3.1 離心機(jī)負(fù)載起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求較高，可能出現(xiàn)起動(dòng)難度情況，這時(shí)可適當(dāng)提升變頻器的轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償值，康沃G2系列設(shè)定參數(shù)為L(zhǎng)-1，但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償不可太大，否則可能出現(xiàn)過流（故障代碼為ER03）、過載（故障代碼為ER09）等報(bào)警，若在加速中出現(xiàn)過流報(bào)警（故障代碼為ER01）應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)加速時(shí)間。

　　3.2 離心機(jī)慣性大，若要變頻器按減速時(shí)間停車，必須加裝制動(dòng)單元，其制動(dòng)電阻的選擇一般變頻器廠家說明手冊(cè)上都有，可根據(jù)操作手冊(cè)選擇，正常工作時(shí)制動(dòng)電阻會(huì)因消耗能量而發(fā)熱，如果減速時(shí)會(huì)出現(xiàn)過壓報(bào)警（故障代碼為ER05）可適當(dāng)延長(zhǎng)減速時(shí)間b-8參數(shù)。

　　3.3 一般離心機(jī)安裝在操作現(xiàn)場(chǎng)，多臺(tái)變頻器集中置于控制室內(nèi)，如果現(xiàn)場(chǎng)距離心機(jī)距離起過變頻器的允許范圍應(yīng)采相應(yīng)的處理措施，如合理分布主回路線與控制、加裝輸出電抗或?yàn)V波器以防變頻器輸出電壓的衰減，或考慮加大變頻器的容量。

　　4 結(jié)論

　　離心機(jī)采用變頻調(diào)速可以根據(jù)不同工藝要求進(jìn)行調(diào)速，根據(jù)物料的不同方便地選擇多段速運(yùn)行，同時(shí)采用變頻控制實(shí)現(xiàn)電機(jī)的軟啟動(dòng)減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊，變頻器具有過流、過載、過壓等豐富的保護(hù)功能，當(dāng)負(fù)載或電機(jī)出現(xiàn)異常時(shí)變頻器因故障停機(jī)并快速封鎖輸出，這樣可及時(shí)保護(hù)電機(jī)。

　　現(xiàn)代變頻器都具有通訊功能，通過人機(jī)界面觸摸屏、PLC控制可提高離心機(jī)產(chǎn)品檔次提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。