西門子標(biāo)準(zhǔn)變頻器在種分工藝沉沒泵中的應(yīng)用

摘要:
本文主要論述了西門子MM440標(biāo)準(zhǔn)變頻器在氧化鋁種分槽沉沒泵上的應(yīng)用，對系統(tǒng)配置特點、主要參數(shù)設(shè)置和功能作了介紹，并對應(yīng)用過程中的經(jīng)驗進行了總結(jié)。
關(guān)鍵詞：
西門子標(biāo)準(zhǔn)變頻器 MM440 沉沒泵 PKS系統(tǒng)
一．引言
氧化鋁廠種分槽是生產(chǎn)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(qū)動就要求在低速時可正常啟動有足夠大的驅(qū)動力矩，用來克服結(jié)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(shè)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(biāo)準(zhǔn)變頻器。下面就我公司氧化鋁廠種分槽沉沒泵變頻調(diào)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(zhuǎn)速1500rpm，頻率50HZ。跟據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)運行情況結(jié)合技術(shù)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(chǎn)的MM440變頻器。
系統(tǒng)配置示意圖如下

MM440標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)變頻器。它采用高性能矢量控制技術(shù)，能提供低速高轉(zhuǎn)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(shè)定V/f控制，磁通電流控制，無測速矢量控制;標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)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(shù)，實現(xiàn)I/O端口自由連接;內(nèi)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(zhuǎn)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(jié)束段的平滑特性;快速電流限制(FCL)，防止運行中不應(yīng)有的跳閘;有直流制動和復(fù)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(fù)載電流,
持續(xù)時間3s和150％額定負(fù)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(gòu)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(zhuǎn)換、開停、故障、復(fù)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(zhuǎn)矩負(fù)載，其轉(zhuǎn)速n與流量Q、揚程H及泵的軸功率N的關(guān)系如下：

上式表明，泵的流量與其轉(zhuǎn)速成正比，泵的揚程與其轉(zhuǎn)速的平方成正比，泵的軸功率與其轉(zhuǎn)速的立方成正比。當(dāng)電動機驅(qū)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(guān)系曲線。圖中，曲線①為泵在轉(zhuǎn)速n1下?lián)P程-流量（H-Q）的特性；曲線⑤為泵在轉(zhuǎn)速n2下?lián)P程-流量（H-Q）的特性；曲線②為泵在轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(diào)試參數(shù)
變頻器主要調(diào)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(yīng)用體會
通過MM440變頻器在四臺沉沒泵上的應(yīng)用，在延長了電機的使用壽命在設(shè)備穩(wěn)定運行、保護、節(jié)能等各方面都達(dá)到了原設(shè)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(zhì)項目鑒定，在氧化鋁生產(chǎn)流程中有較好的推廣前景。