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(tǒng)配置特點、主要參數(shù)設置和功能作了介紹，并對應用過程中的經(jīng)驗進行了總結。
關鍵詞：
西門子標準變頻器 MM440 沉沒泵 PKS系統(tǒng)
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(tǒng)的改造經(jīng)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(tǒng)為例進行簡要介紹。
二．系統(tǒng)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(jù)生產系統(tǒng)運行情況結合技術選型數(shù)據(jù)，選定變頻器額定功率為75KW。為此經(jīng)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(tǒng)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(tài)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(shù)結構，標準測試軟件;數(shù)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(xiàn)I/O端口自由連接;內置PID控制器，參數(shù)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(xiàn)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(shù)發(fā)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(xù)時間3s和150％額定負載電流，持續(xù)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(xiàn)參數(shù)聯(lián)鎖。
三．控制系統(tǒng)構成
主控系統(tǒng)由霍尼威爾的PKS系統(tǒng)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(jiān)控。
控制系統(tǒng)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(jié)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?lián)P程-流量（H-Q）的特性；曲線⑤為泵在轉速n2下?lián)P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。

采用變頻器控制方式，泵的轉速由n1降到n2，在滿足同樣流量Q2的情況下，泵揚程H3大幅度降低，軸功率P3與面積CH3OQ2。軸功率P3和P1、P2相比將顯著減小，節(jié)省的功率損耗△P與面積BH2H3C成正比，節(jié)能效果很明顯。
五．變頻器的主要調試參數(shù)
變頻器主要調試參數(shù)如下：
P003 1
P0010 1
P0100 0
P0300 1
P0304 380
P0305 106
P0307 55
P0310 50
P0311 1500
P0700 2
P1080 0
P1082 50
P1120 15
P1121 15
P1300 20
P1910 2
P3900 2
P0701 1
P1001 1
P1232 100
P1234 0
六.應用體會
通過MM440變頻器在四臺沉沒泵上的應用，在延長了電機的使用壽命在設備穩(wěn)定運行、保護、節(jié)能等各方面都達到了原設計目的，至今未出現(xiàn)任何問題，效果十分明顯，并且項目也通過了公司優(yōu)質項目鑒定，在氧化鋁生產流程中有較好的推廣前景。