臺(tái)達(dá)變頻器在商品混凝土攪拌機(jī)節(jié)能改造中的成功應(yīng)用

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 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，每條生產(chǎn)線的主要耗電設(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，三相四線制，50HZ

　　6、 空載總電流：80A

　　7、 滿載總電流：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)。