臺達變頻器在商品混凝土攪拌機節能改造中的成功應用

中達電通股份有限公司 李志國

摘 要：本文主要介紹臺達變頻器在混凝土攪拌設備的變頻節能改造應用。工程實踐證明，采用臺達變頻器后，混凝土攪拌線的節能改造取得了顯著的效果，并提高了其系統的穩定性，降低系統故障率，減少了系統維護成本。

關鍵詞：臺達變頻器 混凝土攪拌線 程序控制矢量控制

　　1、引言

　　針對目前浙江省內眾多的商品混凝土生產企業能耗偏高的情況，中達電通杭州分公司在杭州某混凝土有限公司成功完成其混凝土攪拌線的節能改造，節能效果顯著，取得了很好的經濟效益和社會效益。

　　2、項目改造背景

　　杭州某混凝土有限公司原有兩條混凝土攪拌線，每條生產線的主要耗電設備為一臺30KW斜皮帶和一臺2×37KW雙攪拌機，三臺電機皆采用星－三角起動裝置，系統在無料輕載時（等待狀態），總電流為80A，在滿載時（入料攪拌），總電流為100－130A,系統工作占空比平均約50％，單臺系統的平均運行電流約為100A左右，折合消耗功率約50KW。兩臺的平均消耗功率為100KW。年耗電量約為100KW×20小時×300天×0.7元＝42萬元。

　　3、項目改造方案

　　3.1 改造方法

　　為了適應市場，提高產品的競爭力，節能是降低生產成本的最有效途徑之一。針對該公司混凝土攪拌線的實際情況，我公司和客戶達成了對混凝土攪拌線進行節能改造的共識。由于在本省行業內這種改造尚屬首次，通過雙方的通力配合，解決了改造過程中遇到的諸多問題，最終完成該項改造，取得了很好的經濟效益。

　　本次改造方法是采用先進的可編程控制技術（PLC）和變頻器技術，以程序控制取代繼電器----接觸器控制，實現斜皮帶機和雙攪拌機根據工藝流程的協調運行，以實現安全、節能、降低維修成本和方便操作的效果。

3．2 系統主要技術指標

　　1、 攪拌機電機：三相交流異步電動機，4極，37KW，數量2臺，連軸同步運行；

　　2、 斜皮帶輸送機：三相交流異步電動機，30KW，4極，數量1臺；

　　3、 系統負荷率：50％；

　　4、 電機控制和運行方式：采用星－三角起動，連續運行方式；

　　5、 供電電源：380V/220V，三相四線制，50HZ

　　6、 空載總電流：80A

　　7、 滿載總電流：120A

　　3．3 系統控制原理

　　1、變頻器拖動方案

　　2、系統主要控制方案

　　1）、保留原有星－三角起動裝置，作為備用系統；

　　2）、由于場地的限制，變頻器采用壁掛式安裝；

　　3）、星－三角工作方式和變頻器工作方式采用自動切換形式；

　　4）、采用可編程控制器根據配料工藝流程控制和協調兩臺變頻器的工作；

　　5）、具有詳細的控制功能和工作狀態、故障信號顯示，便于操作人員監視、操控和維護人員維護；

　　6）、完善的保護功能；

　　3、系統的控制要點

　　1）、調速方法

　　 采用具有矢量控制功能的變頻調速系統。

　　2）、系統的控制動作包括：起動、停止、低速運行、高速運行、急停等。所有這些都可 以 通過可編程序控制器（PLC）進行控制。

　　4、控制系統中需要注意的問題是：

　　1）變頻器的動作是由PLC控制的，PLC的控制條件是由生產工藝決定的；

　　2）變頻器的加速、減速時間和有關參數是根據負載的實際情況來設定的。

　　3．4 系統改造主要成果

　　1、節能效果顯著

　　改造前后相比，系統可節電35％以上。

　　2、提高系統的穩定性，降低系統故障率，減少了系統維護成本。

　　主要體現在以下幾個方面：

　　■由于使用了變頻器控制電機的運行，電動機實現了軟啟動，從而避免了以往電機Ｙ－Δ起動時對電氣設備和機械設備的沖擊，延長了設備使用壽命。

　　■保護功能強

　　由于變頻器的電氣保護功能十分完善，使系統具有短路、過載、過流、缺相、欠壓等保護功能，最大限度地保護了電機的安全。

　　■控制系統的故障率大為下降 原系統是由于十分復雜的接觸器、繼電器系統進行控制的，故障率較高。采用了變頻調速控制系統后，控制系統可大大簡化，可靠性大為提高

　　■提高了攪拌機雙絞刀的同步性能

　　由于采用了變頻器一拖二的驅動方式，使得攪拌機雙絞刀的同步特性非常好，大大減少了雙攪拌機的內耗，節約了大量的電能；

　　■提高了功率因數

　　采用變頻器實現了功率因數就地補償，功率因數可達0.95以上，既節約了電能又提高了用電效率。

　　3．5 改造效果評估

　　1、改造前后系統電耗對照表

　　系統狀態 系統電機總功率 電機轉速 改造前平均電流 改造后平均電流 節電率

　　系統空載（無料） 104KW 30HZ 80 20 75%

　　系統滿載（加料） 104KW 50HZ 110 65 41%

　　2、系統功率因數

　　改造前：0.78 改造后：≥0.95

　　3．6 系統改造所需設備材料清單

　　名稱 型號規格 數量

　　變頻器 進口75KW恒轉矩 1臺

　　變頻器 進口30KW恒轉矩 1臺

　　成套控制柜 定制（14SS＋08SM） 1臺

　　動力及控制電纜 國產 1批

　　安裝附件 國產 1批

　　4 結束語

　　本節能改造項目保留了原來的控制系統及配電系統，同時，在總系統電源進線安裝電度表，通過變頻和工頻的切換，可以直接體現改造后的節能效果，為以后的行業推廣提供了參觀考察的有力依據。

　　本改造項目是中達電通杭州分公司和杭州某公司在節能改造項目上成功合作的典型案例，為浙江乃至全國混凝土攪拌設備的變頻節能改造提供了有力依據。