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變頻器在攪拌機上的應用

發布時間:2019.08.27 11:50  瀏覽次數:   作者:admin

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變頻器在攪拌機上的應用



隨著變頻技術的成熟,變頻器在電氣傳動領域中應用越來越廣泛。其控制方式的多樣化、完善的電機保護功能以及其特有的優點是目前在工控領域其它無可比擬的。

一:改造原理

由流體傳輸設備攪拌機的工作原理可知:攪拌機的流量(風量)與其轉速成正比;攪拌機的壓力(揚程)與其轉速的平方成正比,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速的三次方成正比(即與電源頻率的三次方成正比)根據上述原理可知:降低攪拌機的轉速,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速;K為比例系數。而攪拌機設計是按工頻運行時設計的,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及微機技術有微機控制,因此可以使攪拌機運行的轉速隨流量的變化而變化,最終達到節能的目的。實踐證明,使用變頻設備可使攪拌機運行平均轉速比工頻轉速降低20%,從而大大降低能耗,節能率可達20%-40%。

因攪拌機屬于典型的平方轉矩負載類型,所以其功率(軸功率),轉矩(壓力),速(風量)滿足以下關系(相似定理):

壓力=P軸=QH

Q’/Q=N’/N 則Q’=QN’/N

P’/P=(N’/N)3 則P’=P(N’/N)3

異步電機的轉速公式 n=60f(1-s)/p

式中:N、Q、H、P——攪拌機的額定轉速,風量,軸功率

N’、Q’、H’、P’——調速后攪拌機的額定轉速,水量,軸功率

在一定范圍滿足生產要求的前提下,可以通過改變轉速來靈活的調節攪拌的速度,以方便均勻攪拌,并且不改變工作周期。這種特性表明,調節攪拌機轉速,改變電動機出力,使攪拌速度始終滿足工藝要求。

綜上所述:利用變頻技術改變電機轉速來調節流量和速度的變化用來取代傳統工頻電路的控制,能取得明顯的節能效果

二:改造方案

原系統工況存在的問題

  1、主電機雖然星-角減壓起動,但起動時的電流仍然很大,會影響電網的穩定及其它用電設備的運行安全。

  2、主電機工頻運行,屬非經濟運行,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、主電機工頻起動設備的沖擊大,電機軸承的磨損大,所以設備維護工作繁瑣。

根據以上特點,我公司采用以下系統方案:

采用瑋肯WK9600系列重載型變頻器

該產品的主要特點有:

1.電壓矢量控制技術。

2. 轉矩自動提升功能,低頻大轉矩輸出。

3. 載波頻率0-16K可調,靜音運行。

4. 控制方式多樣化,通用性強,多段速和程序運行功能。

5. 可內置剎車單元,快速停車。

6. 內置PID調節功能,閉環控制簡單。

7. 內置RS-485接口,可計算機聯網控制,

8. 具有時間累計功能,可以顯示單次通電運行

時間,累計運行時間。

9. 電機控制專用微處理器,頻率解析度 高達0.01HZ。

在實際工作的過程中,可以根據攪拌物料的特性以及加入其它化學物質的時間不同,設定多段速度,最多可以達到16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,提高生產效率。

三:系統改造后的性能:

(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能。

(2)由于降速運行和軟啟運,減少了振動、噪音和磨損,延長了設備維修周期和使用壽命,提高了設備的MTBF(平均故障維修時間)值,并減少了對電網沖擊,提高了系統的可靠性。

(3)系統具有各種保護措施,使系統的運轉率和安全可靠性大大提高。

(4)變頻調速閉環控制系統與工頻控制系統互為互鎖,不影響原系統的運行,且在變頻調速閉環控制系統檢修維護或故障時,原工頻控制系統照樣可以正常運行。


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