中達(dá)電通股份有限公司 李志國(guó)

摘 要：本文主要介紹臺(tái)達(dá)變頻器在混凝土攪拌設(shè)備的變頻節(jié)能改造應(yīng)用。工程實(shí)踐證明，采用臺(tái)達(dá)變頻器后，混凝土攪拌線(xiàn)的節(jié)能改造取得了顯著的效果，并提高了其系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低系統(tǒng)故障率，減少了系統(tǒng)維護(hù)成本。

關(guān)鍵詞：臺(tái)達(dá)變頻器 混凝土攪拌線(xiàn) 程序控制矢量控制

　　1、引言

　　針對(duì)目前浙江省內(nèi)眾多的商品混凝土生產(chǎn)企業(yè)能耗偏高的情況，中達(dá)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(xiàn)的節(jié)能改造，節(jié)能效果顯著，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

　　2、項(xiàng)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(xiàn)，每條生產(chǎn)線(xiàn)的主要耗電設(shè)備為一臺(tái)30KW斜皮帶和一臺(tái)2×37KW雙攪拌機(jī)，三臺(tái)電機(jī)皆采用星－三角起動(dòng)裝置，系統(tǒng)在無(wú)料輕載時(shí)（等待狀態(tài)），總電流為80A，在滿(mǎn)載時(shí)（入料攪拌），總電流為100－130A,系統(tǒng)工作占空比平均約50％，單臺(tái)系統(tǒng)的平均運(yùn)行電流約為100A左右，折合消耗功率約50KW。兩臺(tái)的平均消耗功率為100KW。年耗電量約為100KW×20小時(shí)×300天×0.7元＝42萬(wàn)元。

　　3、項(xiàng)目改造方案

　　3.1 改造方法

　　為了適應(yīng)市場(chǎng)，提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，節(jié)能是降低生產(chǎn)成本的最有效途徑之一。針對(duì)該公司混凝土攪拌線(xiàn)的實(shí)際情況，我公司和客戶(hù)達(dá)成了對(duì)混凝土攪拌線(xiàn)進(jìn)行節(jié)能改造的共識(shí)。由于在本省行業(yè)內(nèi)這種改造尚屬首次，通過(guò)雙方的通力配合，解決了改造過(guò)程中遇到的諸多問(wèn)題，最終完成該項(xiàng)改造，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。

　　本次改造方法是采用先進(jìn)的可編程控制技術(shù)（PLC）和變頻器技術(shù)，以程序控制取代繼電器----接觸器控制，實(shí)現(xiàn)斜皮帶機(jī)和雙攪拌機(jī)根據(jù)工藝流程的協(xié)調(diào)運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)安全、節(jié)能、降低維修成本和方便操作的效果。

3．2 系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)

　　1、 攪拌機(jī)電機(jī)：三相交流異步電動(dòng)機(jī)，4極，37KW，數(shù)量2臺(tái)，連軸同步運(yùn)行；

　　2、 斜皮帶輸送機(jī)：三相交流異步電動(dòng)機(jī)，30KW，4極，數(shù)量1臺(tái)；

　　3、 系統(tǒng)負(fù)荷率：50％；

　　4、 電機(jī)控制和運(yùn)行方式：采用星－三角起動(dòng)，連續(xù)運(yùn)行方式；

　　5、 供電電源：380V/220V，三相四線(xiàn)制，50HZ

　　6、 空載總電流：80A

　　7、 滿(mǎn)載總電流：120A

　　3．3 系統(tǒng)控制原理

　　1、變頻器拖動(dòng)方案

　　2、系統(tǒng)主要控制方案

　　1）、保留原有星－三角起動(dòng)裝置，作為備用系統(tǒng)；

　　2）、由于場(chǎng)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(dòng)切換形式；

　　4）、采用可編程控制器根據(jù)配料工藝流程控制和協(xié)調(diào)兩臺(tái)變頻器的工作；

　　5）、具有詳細(xì)的控制功能和工作狀態(tài)、故障信號(hào)顯示，便于操作人員監(jiān)視、操控和維護(hù)人員維護(hù)；

　　6）、完善的保護(hù)功能；

　　3、系統(tǒng)的控制要點(diǎn)

　　1）、調(diào)速方法

　　 采用具有矢量控制功能的變頻調(diào)速系統(tǒng)。

　　2）、系統(tǒng)的控制動(dòng)作包括：起動(dòng)、停止、低速運(yùn)行、高速運(yùn)行、急停等。所有這些都可 以 通過(guò)可編程序控制器（PLC）進(jìn)行控制。

　　4、控制系統(tǒng)中需要注意的問(wèn)題是：

　　1）變頻器的動(dòng)作是由PLC控制的，PLC的控制條件是由生產(chǎn)工藝決定的；

　　2）變頻器的加速、減速時(shí)間和有關(guān)參數(shù)是根據(jù)負(fù)載的實(shí)際情況來(lái)設(shè)定的。

　　3．4 系統(tǒng)改造主要成果

　　1、節(jié)能效果顯著

　　改造前后相比，系統(tǒng)可節(jié)電35％以上。

　　2、提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低系統(tǒng)故障率，減少了系統(tǒng)維護(hù)成本。

　　主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

　　■由于使用了變頻器控制電機(jī)的運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)了軟啟動(dòng)，從而避免了以往電機(jī)Ｙ－Δ起動(dòng)時(shí)對(duì)電氣設(shè)備和機(jī)械設(shè)備的沖擊，延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命。

　　■保護(hù)功能強(qiáng)

　　由于變頻器的電氣保護(hù)功能十分完善，使系統(tǒng)具有短路、過(guò)載、過(guò)流、缺相、欠壓等保護(hù)功能，最大限度地保護(hù)了電機(jī)的安全。

　　■控制系統(tǒng)的故障率大為下降 原系統(tǒng)是由于十分復(fù)雜的接觸器、繼電器系統(tǒng)進(jìn)行控制的，故障率較高。采用了變頻調(diào)速控制系統(tǒng)后，控制系統(tǒng)可大大簡(jiǎn)化，可靠性大為提高

　　■提高了攪拌機(jī)雙絞刀的同步性能

　　由于采用了變頻器一拖二的驅(qū)動(dòng)方式，使得攪拌機(jī)雙絞刀的同步特性非常好，大大減少了雙攪拌機(jī)的內(nèi)耗，節(jié)約了大量的電能；

　　■提高了功率因數(shù)

　　采用變頻器實(shí)現(xiàn)了功率因數(shù)就地補(bǔ)償，功率因數(shù)可達(dá)0.95以上，既節(jié)約了電能又提高了用電效率。

　　3．5 改造效果評(píng)估

　　1、改造前后系統(tǒng)電耗對(duì)照表

　　系統(tǒng)狀態(tài) 系統(tǒng)電機(jī)總功率 電機(jī)轉(zhuǎn)速 改造前平均電流 改造后平均電流 節(jié)電率

　　系統(tǒng)空載（無(wú)料） 104KW 30HZ 80 20 75%

　　系統(tǒng)滿(mǎn)載（加料） 104KW 50HZ 110 65 41%

　　2、系統(tǒng)功率因數(shù)

　　改造前：0.78 改造后：≥0.95

　　3．6 系統(tǒng)改造所需設(shè)備材料清單

　　名稱(chēng) 型號(hào)規(guī)格 數(shù)量

　　變頻器 進(jìn)口75KW恒轉(zhuǎn)矩 1臺(tái)

　　變頻器 進(jìn)口30KW恒轉(zhuǎn)矩 1臺(tái)

　　成套控制柜 定制（14SS＋08SM） 1臺(tái)

　　動(dòng)力及控制電纜 國(guó)產(chǎn) 1批

　　安裝附件 國(guó)產(chǎn) 1批

　　4 結(jié)束語(yǔ)

　　本節(jié)能改造項(xiàng)目保留了原來(lái)的控制系統(tǒng)及配電系統(tǒng)，同時(shí)，在總系統(tǒng)電源進(jìn)線(xiàn)安裝電度表，通過(guò)變頻和工頻的切換，可以直接體現(xiàn)改造后的節(jié)能效果，為以后的行業(yè)推廣提供了參觀(guān)考察的有力依據(jù)。

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