易能變頻器在制糖分離機上的應用

一、分離機在技改前的運行
　　湖南某糖廠的制糖分離工藝采用離心脫水方式。分離機主要由錐體轉筒、驅動電機組成，電機軸與轉筒直接相連。從高濃度的糖水中結晶出來的固體糖，在錐體轉筒中進行脫水處理。處理的過程是：電機從零開始升速，這時物料也開始注入轉筒，升至210r/min大約需要1分鐘，注入的物料已達到1.5噸，這時停止注料，并且升速至700r/min運行1分鐘后，再升速到1000r/min，運行4分鐘后，水已全部拋干，逐步降速至停止，降速過程大約2分鐘。整個工藝過程需時8分鐘。

　　在改造之前，采用的電機是24-8-6極多極電機。多極電機的轉速變化是突變的，頻繁的升速、降速對電網和機械的沖擊較大，帶來的后果是維修費用高，停工損失很大。

二、分離機變頻調速控制
　　采用交流變頻器驅動普通三相鼠籠電機可滿足制糖分離工藝的要求。考慮到分離機的機械特性屬于恒轉矩大慣性負載，應采用恒轉矩特性的變頻器并配置剎車制動單元，選用合適的制動單元，配以一定的制動電阻滿足分離機剎車制動的要求。
　　變頻器采用易能EDS2000-4T1100G 110kW。這種變頻器具有獨特的自動轉矩補償、低速高轉矩輸出、轉差補償、AVR自動穩壓運行等功能。與原來的操作方式一致，采用變頻器內置的簡易PLC控制。

1、能耗制動：由于負載較重（物料1.5噸），加速到1000r/min后，要在2分鐘的時間內停下來，必須加裝容量與變頻器容量相當的制動單元，制動單元實際上就是一個電壓滯環開關。在電機降速時，負載的動能很大，加在電機轉子上的電壓，給電機提供磁場，電動機變成了三相交流發電機，發電機發的電經逆變橋上的二極管整流變為直流對電容充電。如果電流可以觀測，則電流的流向和降速前相反，表明能量由負載返回變頻器，當電容的充電電壓達到710V時，制動單元開關打開，電流流向制動電阻力，電能以電阻發熱的形式耗掉。由于能量被消耗，電容電壓下降，下降到680V時制動單元關斷。只要制動過程沒有結束，制動單元就會反復地打開和關斷，使負載以平穩的速度，很快地降到零。
　　 2、制動電阻的計算：在有制動電阻制動的情況下，電動機內部的有功耗損部分，折合成制動轉矩，大約為電動機額定轉矩的20%。因此可用下式計算制動電阻的阻值：

式中：UC為制動單元動作電壓值，現為710V；TB為制動轉矩；TM為電動機額定轉矩；N為開始減速時電機的速度，

本例為1000r/min。
　　 由制動單元和制動電阻構成的放電回路中，其最大電流受制動單元ICBG最大允許電流IC的限制，制動電阻的最小允許值為：
　　 Rmin＝VC/IC
　　 因此通常Rmin＜RB（5Ω）＜RB0
　　 3、制動電阻的確定：視電機是否重復減速，制定電阻額定功率選擇是不同的，本例中電阻的額定功率為24kW，自然冷卻，如果強迫風冷電阻的額定功率可減小。一般制動電阻應采用雙線并繞的無感電阻，當然也可用普通的箱式電阻，但需在電阻兩端并接一只續流二極管，可使用快恢復二極管，耐壓1000V以上。