四方V560變頻器在離心機上的應用

　　一、工業離心機工藝介紹

　　1.1 工業離心機簡介

　　工業離心機主要通過離心力作用將固液分離, 一般由進料、洗滌、脫水、括刀、卸料等幾個部分， 其中進料、洗滌、括刀、卸料等部分是通過電磁閥、氣動閥控制，離心釜是實現固液分離的主要部件，由一臺三相交流電機通過皮帶傳動。根據工藝特點在開始階段物料主要是固液混合物，剛起動時負載相對較大，當達到一定的轉速時液體在離心力的作用下由離心外側流出，這樣部分液體先被分離出來，隨著電機轉速的進一步提高，負載也相應減小。根據工藝要求，一般分為幾個不同轉速運行以達到分離效果。

　　1.2工業離心機工藝要求

　　1) 實現離心機進料、洗滌、脫水、刮刀四(多)段速度控制，進料時運行速度120r/min，洗滌使運行200r/min，脫水時運行速度960 r/min，刮刀時運行速度500 r/min;

　　2) 為了提高生產效率，起動和停車時間要短;

　　3) 電機在停車過程中能夠自行減速，不需任何外加阻力。

　　二、電氣配置方案

　　2.1傳統工頻方案

　　安徽某化工廠改造項目的工業離心機為一臺額定電流45KW，轉速為960 r/min 的6極電機，采用Y—△啟動方式，電動機通過傳動帶帶動回轉體運轉，電動機上的帶輪內裝有摩擦式離心離合器，由繼電器和液力耦合器控制調速。

　　2.2變頻改造方案

　　離心機為恒轉矩負載，起動轉矩和機械慣性較大，變頻器的選型一般放大一檔使用，因

　　此，我們選擇一臺四方V560系列55KW矢量型變頻器。將原電動機側摩擦式離心離合器式的帶輪改為直接傳動的普通帶輪。采用變頻器的多段速功能，對離心機進料、洗滌、脫水、刮刀4個工作階段的轉速進行精確控制。離心機的工作狀態采用原有的PLC控制系統，為變頻器提供離心機的工作狀態信號，變頻器的轉速設定在變頻器的多段速功能中設定。

　　三、工業離心機變頻系統方案

　　3.1系統主要配置：

　　V560-4T0550矢量變頻器、DBKU-4T0900制動單元、18KW/8Ω制動電阻

　　電氣圖如下：

　　上圖中，DI1/CM設置為變頻器啟動停止控制端子，當DI1與CM閉合時，則變頻器啟動，若DI1與CM斷開時，變頻器為停止狀態。

　　DI2～DI6端子為數字量信號端口，其公共端統一為CM，即與CM閉合導通有效。其中DI2、DI4、DI5端子設置為變頻器多段速控制，分別設置為DI2為進料速度、DI3為洗滌速度、DI4為脫水速度、DI5為刮刀速度，DI6設置為故障復位。

　　L1、L2、L3為三相輸入，U、V、W為變頻器三相輸出。

　　TA/TB/TC為變頻器繼電器輸出端子，其中TA/TB為常閉端口，TA/TC為常開端口。根據實際電氣設計及其控制需要，客戶可以極其方便的選擇常閉或者常開端口為報警輸出。

　　P+、P-為變頻器外接制動單元端口，制動單元中POW端子接變頻器的24V電源，ENA 端子接變頻器CM接地端;P+、PB為外接制動電阻端口。

　　3.2調試參數：

　　功能代碼 名稱 出廠值 設定值

　　F0.0.09 電機類型與控制模式選擇 0000 0000

　　F0.2.29 頻率設定1面板數字設定(進料轉速) 0.0 10.00

　　F0.3.33 控制命令1 0 1

　　F0.4.44 直流抱閘控制 0 1

　　F0.4.45 直流抱閘/控制啟動頻率/速度 2.00 1.00

　　F0.4.46 直流制動作用時間 0.0 20.0

　　F0.4.47 直流抱閘/制動注入電流 50.0 10.0

　　F1.0.03 加速時間1 5.0 100.0

　　F1.0.04 減速時間1 5.0 100.0

　　F1.1.13 載波頻率 6 4

　　F1.1.14 載波特性 0111 2111

　　F1.4.39 加/減速電流限制水平 160 200

　　F2.0.00~

　　F2.0.04 電機額定參數 按照電機實際參數設定

　　F2.2.52 矢量模式起動勵磁時間 0.5 1

　　F2.2.53 電機參數測定(矢量自學習) 0 1

　　F3.0.00 多功能輸入端子DI1(啟動) 0 7

　　F3.0.01 多功能輸入端子DI2(進料) 0 1

　　F3.0.02 多功能輸入端子DI3(洗滌) 7 2

　　F3.0.03 多功能輸入端子DI4(脫水) 8 3

　　F3.0.04 多功能輸入端子DI5(刮刀) 13 4

　　F3.0.05 多功能輸入端子DI5(復位) 0 13

　　F6.0.00 第1運行頻率(洗滌轉速) 5.00 20.00

　　F6.0.01 第2運行頻率(脫水轉速) 10.00 50.00

　　F6.0.02 第3運行頻率(刮刀轉速)

　　四、調試注意事項

　　1. 離心機的啟動轉矩較大，啟動比較困難。因此變頻器的啟動轉矩要盡可能的高，若在加速中出現過流、過載報警，應適當延長變頻器的加速時間。

　　2. 離心機的機械慣性較大，在減速過程中電機處于發電狀態，因此，系統中必須加裝制動單元和制動電阻。若運行中出現減速過流、過壓報警或制動電阻發熱嚴重，可適當放大制動電阻功率和延長停車減速時間。

　　五、改造后的效果

　　工頻系統長期使用存在的缺點：

　　* 起動電流大：電機Y—△起動電流為額定電流的2~3倍，大電流頻繁起動極易造成電機溫度升高、絕緣老化快從而損壞電機;

　　* 機械振動大：啟動和停止機械振動大，維護、維修成本高;

　　* 啟、停時間長：離心機機械慣性較大，摩擦力小，傳統的摩擦塊剎車，停車時間達200S;啟動時需緩慢加速，每次起動需要180s，啟動和停車時間長，工作效率低。

　　變頻系統的優勢：

　　* 實現電機軟啟動，變頻器從0HZ開始啟動，電流只有全壓啟動的三分之一，有效減少了對電網的沖擊;

　　* 啟動平滑，消除機械的沖擊，保護機械設備延長設備使用壽命;

　　* 有效縮短了起動和停車的時間，啟動時間100S，停車時間100S，提高了生產效率;

　　* 變頻器多段速功能，對離心機進料、洗滌、脫水、刮刀4個工作階段的轉速進行精確控制，省去了工頻系統中液力耦合器等部件;

　　* 系統采用變頻調速可以有效達到節能降耗，提高使用效率。

　　六、結束語

　　本文介紹了四方V560矢量型變頻器應用在工業離心機的系統方案，通過變頻調速，可以根據不同工藝要求選擇多段速運行，變頻控制實現電機的軟啟動可以有效減少對電網的沖擊，強勁的啟動力矩和直流制動、能耗制動等功能，有效縮短了離心機啟動和停車時間。該方案在現場取得了非常好的使用效果。