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变频器在搅拌机上的应用

发布时间:2019.08.27 11:50  浏览次数:   作者:admin

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变(bian)频器在搅拌机上的(de)应用



随着变(bian)频技术的(de)(de)成(cheng)熟,变(bian)频器(qi)在电气传动(dong)领域中应用越来(lai)越广泛。其控制方式的(de)(de)多样(yang)化、完善的(de)(de)电机保护功能以及其特(te)有的(de)(de)优点是目(mu)前在工控领域其它无(wu)可(ke)比(bi)拟的(de)(de)。

一:改(gai)造原理(li)

由流体传输设备搅拌机(ji)的工作原理可(ke)(ke)知:搅拌机(ji)的流量(liang)(风量(liang))与(yu)其(qi)转(zhuan)(zhuan)速成(cheng)(cheng)正(zheng)比(bi);搅拌机(ji)的压力(扬程(cheng))与(yu)其(qi)转(zhuan)(zhuan)速的平方(fang)(fang)成(cheng)(cheng)正(zheng)比(bi),而搅拌机(ji)的轴功(gong)率(lv)(lv)等(deng)于流量(liang)与(yu)压力的乘积,故搅拌机(ji)的轴功(gong)率(lv)(lv)与(yu)其(qi)转(zhuan)(zhuan)速的三次方(fang)(fang)成(cheng)(cheng)正(zheng)比(bi)(即与(yu)电(dian)(dian)源频(pin)率(lv)(lv)的三次方(fang)(fang)成(cheng)(cheng)正(zheng)比(bi))根据上述(shu)原理可(ke)(ke)知:降低搅拌机(ji)的转(zhuan)(zhuan)速,那么其(qi)功(gong)率(lv)(lv)可(ke)(ke)以下降得更多。例如:将(jiang)供电(dian)(dian)频(pin)率(lv)(lv)由50Hz降为(wei)(wei)45Hz,则(ze)P45/P50=(45/50)3=0.729,即P45=0.729P50(P为(wei)(wei)电(dian)(dian)机(ji)轴功(gong)率(lv)(lv));将(jiang)供电(dian)(dian)频(pin)率(lv)(lv)由50Hz降为(wei)(wei)40Hz,则(ze)P40/P50=(40/50)3=0.512,即P40=0.512P50(P为(wei)(wei)电(dian)(dian)机(ji)轴功(gong)率(lv)(lv))。

搅(jiao)(jiao)拌机(ji)消(xiao)耗(hao)功率与转(zhuan)速的(de)(de)三次(ci)方成正比(bi)。即N=KN3 N:为(wei)搅(jiao)(jiao)拌机(ji)消(xiao)耗(hao)功率;n:为(wei)搅(jiao)(jiao)拌机(ji)运(yun)(yun)行(xing)时的(de)(de)转(zhuan)速;K为(wei)比(bi)例系数(shu)。而(er)(er)搅(jiao)(jiao)拌机(ji)设计(ji)是(shi)按工频(pin)运(yun)(yun)行(xing)时设计(ji)的(de)(de),但搅(jiao)(jiao)拌时除高速外,大部分时间流量较小(xiao),由于采用(yong)了变(bian)频(pin)技术及微(wei)机(ji)技术有微(wei)机(ji)控制,因此可(ke)以(yi)使搅(jiao)(jiao)拌机(ji)运(yun)(yun)行(xing)的(de)(de)转(zhuan)速随(sui)流量的(de)(de)变(bian)化(hua)而(er)(er)变(bian)化(hua),最终达(da)(da)到节能(neng)的(de)(de)目的(de)(de)。实践证明,使用(yong)变(bian)频(pin)设备可(ke)使搅(jiao)(jiao)拌机(ji)运(yun)(yun)行(xing)平均转(zhuan)速比(bi)工频(pin)转(zhuan)速降(jiang)低20%,从而(er)(er)大大降(jiang)低能(neng)耗(hao),节能(neng)率可(ke)达(da)(da)20%-40%。

因搅拌机属于(yu)典型的平(ping)方转(zhuan)(zhuan)矩负(fu)载(zai)类(lei)型,所(suo)以其功(gong)率(lv)(轴功(gong)率(lv)),转(zhuan)(zhuan)矩(压力),速(风(feng)量)满(man)足以下关系(相似定理):

压力(li)=P轴=QH

Q’/Q=N’/N 则Q’=QN’/N

P’/P=(N’/N)3 则P’=P(N’/N)3

异步电机的转速公式(shi) n=60f(1-s)/p

式中:N、Q、H、P——搅(jiao)拌机的额定(ding)转速,风(feng)量,轴功率

N’、Q’、H’、P’——调(diao)速(su)后搅拌(ban)机的额定(ding)转速(su),水(shui)量,轴(zhou)功率

在一(yi)定范(fan)围满足(zu)生产要求的前提下,可(ke)以通过(guo)改变转(zhuan)(zhuan)速来灵活(huo)的调(diao)节搅拌(ban)的速度(du)(du),以方便(bian)均(jun)匀搅拌(ban),并且不改变工作周期(qi)。这种特性(xing)表(biao)明(ming),调(diao)节搅拌(ban)机转(zhuan)(zhuan)速,改变电动机出力(li),使(shi)搅拌(ban)速度(du)(du)始(shi)终(zhong)满足(zu)工艺要求。

综上(shang)所述:利用(yong)变(bian)频(pin)(pin)技(ji)术改变(bian)电机(ji)转(zhuan)速(su)来调节(jie)流量和速(su)度的(de)变(bian)化(hua)用(yong)来取代传统工频(pin)(pin)电路的(de)控制,能(neng)取得明显的(de)节(jie)能(neng)效果

二:改造(zao)方案

原系统(tong)工况存在的问题(ti)

  1、主电(dian)(dian)机(ji)虽然(ran)星-角(jiao)减压起动,但(dan)起动时的(de)电(dian)(dian)流(liu)仍(reng)然(ran)很大,会影(ying)响电(dian)(dian)网的(de)稳定及(ji)其它用电(dian)(dian)设(she)备的(de)运行安全。

  2、主电机工(gong)频运行,属(shu)非经济运行,电能浪(lang)费(fei)严重。

  3、主电机工频运行(xing)致使搅拌机运行(xing)时噪音(yin)很(hen)大。

  4、主电(dian)机工频(pin)起动设(she)备的(de)冲击大(da),电(dian)机轴承的(de)磨(mo)损大(da),所以设(she)备维护(hu)工作繁琐。

根据(ju)以上特点,我公司采用(yong)以下(xia)系统(tong)方案:

采用玮肯WK9600系(xi)列重载型变频器

该产品(pin)的主(zhu)要(yao)特(te)点有:

1.电压矢(shi)量控(kong)制技术。

2. 转矩(ju)自动提升(sheng)功能,低频(pin)大转矩(ju)输出。

3. 载波频率(lv)0-16K可(ke)调,静音(yin)运行。

4. 控制(zhi)方(fang)式(shi)多(duo)样(yang)化(hua),通(tong)用性强,多(duo)段速(su)和程(cheng)序运行功能。

5. 可内置(zhi)刹车单元,快速停车。

6. 内(nei)置PID调节(jie)功能,闭环(huan)控(kong)制简单。

7. 内(nei)置RS-485接口,可计算机联网控制(zhi),

8. 具有时间(jian)累计功能,可(ke)以显示(shi)单次通电运(yun)行

时间(jian),累计运(yun)行时间(jian)。

9. 电机控制(zhi)专用(yong)微处理器,频率解析度 高达(da)0.01HZ。

在实际工(gong)作的(de)过程(cheng)(cheng)中,可以(yi)根据搅拌物料的(de)特性以(yi)及加入其它化学物质的(de)时(shi)间不(bu)(bu)同,设(she)定多(duo)段速(su)度(du)(du),最多(duo)可以(yi)达(da)到16段不(bu)(bu)同速(su)度(du)(du)。不(bu)(bu)同时(shi)间的(de)自动(dong)程(cheng)(cheng)序运(yun)行(xing)模(mo)式,大大减轻工(gong)人的(de)劳动(dong)强度(du)(du),提高生产效率。

三:系统(tong)改(gai)造后(hou)的(de)性能(neng):

(1)采用变频器控制,在满(man)足使用要求的前提(ti)下达(da)到(dao)了最大限度的节能。

(2)由于(yu)降速运行和(he)软(ruan)启(qi)运,减少了(le)(le)振(zhen)动、噪(zao)音和(he)磨损(sun),延长了(le)(le)设备(bei)(bei)维修周期(qi)和(he)使用(yong)寿命,提高了(le)(le)设备(bei)(bei)的(de)MTBF(平均故障(zhang)维修时间)值,并减少了(le)(le)对电网(wang)冲击,提高了(le)(le)系(xi)统的(de)可靠性。

(3)系统(tong)具有各种(zhong)保护措施,使系统(tong)的运转率和安(an)全(quan)可(ke)靠性大大提高。

(4)变(bian)(bian)频(pin)调速闭环控制(zhi)系(xi)统(tong)(tong)(tong)与工(gong)频(pin)控制(zhi)系(xi)统(tong)(tong)(tong)互为互锁,不影响原系(xi)统(tong)(tong)(tong)的运(yun)行(xing),且在变(bian)(bian)频(pin)调速闭环控制(zhi)系(xi)统(tong)(tong)(tong)检(jian)修维(wei)护(hu)或故障(zhang)时,原工(gong)频(pin)控制(zhi)系(xi)统(tong)(tong)(tong)照样可以正(zheng)常运(yun)行(xing)。


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