1 分離機在技改前的運行
云南某糖廠的制糖分離工藝采用離心脫水方式。分離機主要由錐體轉(zhuǎn)筒、驅(qū)動電機組成,電機軸與轉(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)筒中進行脫水處理。處理的過程是:電機從零開始升速,這時物料也開始注入轉(zhuǎn)筒,升至210 r/min 大約需要1 min,注入的物料已達到1.5 t,這時停止注料,并且升速至700 r/min運行1 min 后,再升速到1 000 r/min,運行4 min后,水已全部拋干,逐步降速至停止,降速過程大約2 min。整個工藝過程需要8 min。
在改造之前,采用的電機是24-8-6 極多極電機。多極電機的轉(zhuǎn)速變化是突變的,頻繁的升速、降速對電網(wǎng)和機械的沖擊較大,帶來的后果是維修費用高,停工損失很大。
2 分離機變頻調(diào)速控制
采用交流變頻器驅(qū)動普通三相鼠籠電機可滿足制糖分離工藝的要求??紤]到分離機的機械特性屬于恒轉(zhuǎn)矩大慣性負載,應采用恒轉(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以滿足分離機剎車制動的要求。
變頻器采用森蘭BT40 110 kW,這種變頻器具有獨特的擬超導控制、低速高轉(zhuǎn)矩輸出、轉(zhuǎn)差補償、AVR 自動穩(wěn)壓運行等功能。與原來的操作方式一致,采用多段速度控制。
3 制動單元及電阻
3.1 能耗制動
由于運行中負載較重(物料1.5 t),加速到1 000 r/min 后,要在2 min 內(nèi)停下來,所以必須加裝容量與變頻器容量相當?shù)闹苿訂卧?,制動單元實際上就是一個電壓滯環(huán)開關。在電機降速時,負載的動能很大,加在電機轉(zhuǎn)子上的電壓,給電機提供磁場,電動機變成了三相交流發(fā)電機,發(fā)電機發(fā)的電經(jīng)逆變橋上的二極管整流變?yōu)橹绷鲗﹄娙莩潆?。如果可以觀測電流,則電流的流向與降速前相反,表明能量由負載返回變頻器,當電容的充電電壓達到710 V時,制動單元開關打開,電流流向制動電阻,使電能以電阻發(fā)熱的形式耗掉。由于能量被消耗,所以電容電壓下降,當下降到680 V時制動單元關斷。只要制動過程沒有結(jié)束,制動單元就會反復地打開和關斷,使負載以平穩(wěn)的速度,很快地降速到零。
3.2 制動電阻的計算
在有制動電阻制動的情況下,可將電動機內(nèi)部的有功耗損部分,折合成制動轉(zhuǎn)矩,其值大約為電動機額定轉(zhuǎn)矩的20%。因此可用下式計算制動電阻的阻值。
3.3 制動電阻的確定
根據(jù)系統(tǒng)運行要求,視電機是否重復減速,對制動電阻額定功率的選擇是不同的,本系統(tǒng)中電阻的額定功率選為24 kW,冷卻方式是自然冷卻,如果強迫風冷,則制動電阻的額定功率可減小。一般制動電阻應采用雙線并繞的無感電阻,當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,可使用快恢復二極管,要求耐壓在1 000 V以上。
4 實際運行效果
分離機改造成功后,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上的成功應用,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進行改造來提高整機的性能。