西門子標準變頻器在種分工藝沉沒泵中的應用

摘要:
本文主要論述了西門子MM440標準變頻器在氧化鋁種分槽沉沒泵上的應用，對系統配置特點、主要參數設置和功能作了介紹，并對應用過程中的經驗進行了總結。
關鍵詞：
西門子標準變頻器 MM440 沉沒泵 PKS系統
一．引言
氧化鋁廠種分槽是生產中最重要的流程之一，種分槽物料較為粘稠，流動性差，因此對于種分槽的各種泵類的驅動就要求在低速時可正常啟動有足夠大的驅動力矩，用來克服結疤以及摩擦等帶來的阻力，才能保證足夠的揚程。作為種分槽沉沒泵就是最有代表性的重要的設備。因此傳動系統的改造經過多次研究篩選最終選擇了西門子MM440標準變頻器。下面就我公司氧化鋁廠種分槽沉沒泵變頻調速系統為例進行簡要介紹。
二．系統介紹
沉沒泵一共4臺，電機功率為55KW，額定電壓380V，額定電流106A，額定轉速1500rpm，頻率50HZ。跟據生產系統運行情況結合技術選型數據，選定變頻器額定功率為75KW。為此經過多方面的考慮確定選用西門子公司生產的MM440變頻器。
系統配置示意圖如下

MM440標準變頻器的特點圖下：
440變頻器由32位微處理器控制，變頻器的功率元件采用IGBT，是全新一代多功能標準變頻器。它采用高性能矢量控制技術，能提供低速高轉矩輸出和良好的動態特性，同時具備超強的過載能力。
其控制功能主要有:
線性V/f控制，平方V/f控制，可編程多點設定V/f控制，磁通電流控制，無測速矢量控制;標準參數結構，標準測試軟件;數字量輸入6個，模擬量輸入2個，模擬量輸出2個，繼電器輸出3個;獨立的I/O端子板，方便維護;采用BICO技術，實現I/O端口自由連接;內置PID控制器，參數自整定;集成RS-485接口;具有15個固定頻率，4個跳轉頻率，可編程;可實現主從控制及力矩控制方式;在電源消失或故障時具有自動再起動功能;靈活的斜坡函數發生器，帶有起始段和結束段的平滑特性;快速電流限制(FCL)，防止運行中不應有的跳閘;有直流制動和復合制動方式，提高制動性能。
主要保護功能有:
過載能力為200％額定負載電流,
持續時間3s和150％額定負載電流，持續時間60s;
過電壓，欠電壓保護;
變頻器和電機過熱保護;
接地故障保護，短路保護;
閉鎖電機保護，防止失速保護;
采用PIN編號實現參數聯鎖。
三．控制系統構成
主控系統由霍尼威爾的PKS系統和變頻器組成，變頻器的兩地轉換、開停、故障、復位等信號集中上位機進行操作和監控。
控制系統示意圖如下：

四．運行原理及功能：
泵是一種平方轉矩負載，其轉速n與流量Q、揚程H及泵的軸功率N的關系如下：

上式表明，泵的流量與其轉速成正比，泵的揚程與其轉速的平方成正比，泵的軸功率與其轉速的立方成正比。當電動機驅動軸時，電動機的軸功率P(KW)可按下式計算：
P=rQH/hChF´10-3
泵的特性分析及節能原理
圖1 是泵的流量Q與揚程H的關系曲線。圖中，曲線①為泵在轉速n1下揚程-流量（H-Q）的特性；曲線⑤為泵在轉速n2下揚程-流量（H-Q）的特性；曲線②為泵在轉速n1下功率-流量（P-Q）的特性；曲線③、④為管阻特性。