森蘭變頻器在制糖分離機(jī)上的應(yīng)用
一、分離機(jī)在技改前的運(yùn)行
云南某糖廠的制糖分離工藝采用離心脫水方式。分離機(jī)主要由錐體轉(zhuǎn)筒、驅(qū)動電機(jī)組成，電機(jī)軸與轉(zhuǎn)筒直接相連。從高濃度的糖水中結(jié)晶出來的固體糖，在錐體轉(zhuǎn)筒中進(jìn)行脫水處理。處理的過程是：電機(jī)從零開始升速，這時物料也開始注入轉(zhuǎn)筒，升至210r/min大約需要1分鐘，注入的物料已達(dá)到1.5噸，這時停止注料，并且升速至700r/min運(yùn)行1分鐘后，再升速到1000r/min，運(yùn)行4分鐘后，水已全部拋干，逐步降速至停止，降速過程大約2分鐘。整個工藝過程需時8分鐘。
在改造之前，采用的電機(jī)是24-8-6極多極電機(jī)。多極電機(jī)的轉(zhuǎn)速變化是突變的，頻繁的升速、降速對電網(wǎng)和機(jī)械的沖擊較大，帶來的后果是維修費用高，停工損失很大。
二、分離機(jī)變頻調(diào)速控制
采用交流變頻器驅(qū)動普通三相鼠籠電機(jī)可滿足制糖分離工藝的要求。考慮到分離機(jī)的機(jī)械特性屬于恒轉(zhuǎn)矩大慣性負(fù)載，應(yīng)采用恒轉(zhuǎn)矩特性的變頻器并配置剎車制動單元，選用合適的制動單元，配以一定的制動電阻滿足分離機(jī)剎車制動的要求。
變頻器采用森蘭BT40 110kW。這種變頻器具有獨特的擬超導(dǎo)控制、低速高轉(zhuǎn)矩輸出、轉(zhuǎn)差補(bǔ)償、AVR自動穩(wěn)壓運(yùn)行等功能。與原來的操作方式一致，采用多段速度控制。
三、制動單元及電阻
1、能耗制動：由于負(fù)載較重（物料1.5噸），加速到1000r/min后，要在2分鐘的時間內(nèi)停下來，必須加裝容量與變頻器容量相當(dāng)?shù)闹苿訂卧?，制動單元實際上就是一個電壓滯環(huán)開關(guān)。在電機(jī)降速時，負(fù)載的動能很大，加在電機(jī)轉(zhuǎn)子上的電壓，給電機(jī)提供磁場，電動機(jī)變成了三相交流發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)發(fā)的電經(jīng)逆變橋上的二極管整流變?yōu)橹绷鲗﹄娙莩潆姟Ｈ绻娏骺梢杂^測，則電流的流向和降速前相反，表明能量由負(fù)載返回變頻器，當(dāng)電容的充電電壓達(dá)到710V時，制動單元開關(guān)打開，電流流向制動電阻力，電能以電阻發(fā)熱的形式耗掉。由于能量被消耗，電容電壓下降，下降到680V時制動單元關(guān)斷。只要制動過程沒有結(jié)束，制動單元就會反復(fù)地打開和關(guān)斷，使負(fù)載以平穩(wěn)的速度，很快地降到零。
2、制動電阻的計算：在有制動電阻制動的情況下，電動機(jī)內(nèi)部的有功耗損部分，折合成制動轉(zhuǎn)矩，大約為電動機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的20%。因此可用下式計算制動電阻的阻值：
式中：UC為制動單元動作電壓值，現(xiàn)為710V；TB為制動轉(zhuǎn)矩；TM為電動機(jī)額定轉(zhuǎn)矩；N為開始減速時電機(jī)的速度，本例為1000r/min。
由制動單元和制動電阻構(gòu)成的放電回路中，其最大電流受制動單元ICBG最大允許電流IC的限制，制動電阻的最小允許值為：
Rmin＝VC/IC
因此通常Rmin＜RB（5Ω）＜RB0
3、制動電阻的確定：視電機(jī)是否重復(fù)減速，制定電阻額定功率選擇是不同的，本例中電阻的額定功率為24kW，自然冷卻，如果強(qiáng)迫風(fēng)冷電阻的額定功率可減小。一般制動電阻應(yīng)采用雙線并繞的無感電阻，當(dāng)然也可用普通的箱式電阻，但需在電阻兩端并接一只續(xù)流二極管，可使用快恢復(fù)二極管，耐壓1000V以上。
四、實際運(yùn)行效果
分離機(jī)改造成功后，從未發(fā)生過任何故障，故障停工損失減少為零，節(jié)省大量維修費。森蘭變頻器在制糖分離機(jī)上的成功應(yīng)用，充分說明其他類似農(nóng)藥生產(chǎn)、物料脫水、選礦等行業(yè)，都可以用森蘭變頻器改造提高整機(jī)的性能。
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