一 變頻技術(shù)的發(fā)展概況
隨著大功率整流器件制造工藝的進(jìn)一步發(fā)展。商家生產(chǎn)的變頻器普遍采用全新的IGBT(絕緣柵型雙極型)管,,它的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)就是具有較高的切換頻率,,即通斷時(shí)間短。高的切換頻率使電機(jī)帶大負(fù)載容量的能力得到提高,,使電機(jī)制損減小,。變頻器一般可分為交-直-交及交-交兩處。變頻器的可控功率范圍從 0.2~1500kW,,甚至到1700kW,。從這一范圍來(lái)看,,水泥生產(chǎn)線(xiàn)上要求調(diào)速的各工藝環(huán)節(jié)都能得到滿(mǎn)足。從應(yīng)用情況來(lái)看,,變頻調(diào)速器用于水泥生產(chǎn)企業(yè)有四個(gè)突出優(yōu)點(diǎn):(1)可滿(mǎn)足調(diào)速的工藝要求,,變頻調(diào)速器調(diào)速范圍均在10:1以上,,而水泥生產(chǎn)工藝過(guò)程中調(diào)速范圍在10:1范圍內(nèi)即可完全滿(mǎn)足要求,。(2)全球?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化控制,由于變頻器本身是由一個(gè)16(或32)位微處理器所控制,,設(shè)有RS485(或422),、A/D輸入。D/A輸出接口,,為自動(dòng)控制(與上位機(jī)聯(lián)網(wǎng))創(chuàng)造了充分的條件,。(3)獲得可觀(guān)的節(jié)能效果。如在較大功率(15kW以上)風(fēng)機(jī),、泵類(lèi)的應(yīng)用中尤為明顯,,可節(jié)電1/4以上。(4)降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,,由于調(diào)整系統(tǒng)整體可靠性提高,,故障率低,免維護(hù)周期較長(zhǎng),,可減輕有關(guān)維護(hù)人員的工作量,。
二 如何選用變頻調(diào)速器
變頻器與其它產(chǎn)品一樣,也具有較多的品牌及種類(lèi),。在如何選用這個(gè)問(wèn)題上當(dāng)然需要了解價(jià)格,、產(chǎn)品質(zhì)量,便更應(yīng)了解變頻器的技術(shù)特性,。按其控制方式的不同可分為通用型和工程型兩大類(lèi),,除價(jià)格差異外,通用型變頻器在技術(shù)特性上與工程型變頻器存在較大差異,。通用型變頻器一般采用U/f曲線(xiàn)控制方案,,在電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),氣隙磁通φ基本恒定,。則可滿(mǎn)足設(shè)備恒功率(或恒轉(zhuǎn)矩)的運(yùn)行特性,。但在低速時(shí),由于氣隙磁通下降,,故最大轉(zhuǎn)矩也下降,,難以滿(mǎn)足恒功率要求,通用型變頻器一般采用給定閉環(huán)控制方式,,動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度相對(duì)較慢,。而工程型變頻器則在其內(nèi)部通過(guò)檢測(cè)設(shè)有自動(dòng)補(bǔ)償,、自動(dòng)限制的環(huán)節(jié),在設(shè)備低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)也可保持好的轉(zhuǎn)矩特性,,可實(shí)現(xiàn)真正意義上的閉環(huán)控制,。工程型變頻器通常有三種控制設(shè)定方式可選:
(1)開(kāi)環(huán)控制方式,同通用型,;
(2)帶轉(zhuǎn)差補(bǔ)償,,即當(dāng)負(fù)載突降時(shí),則給定可自動(dòng)補(bǔ)償,;
(3)裝機(jī)/裝柜型,,功率45~200kW,需要附加電路及整體固定殼體,,體積較為寵大,,占用空間相相對(duì)較大;
(4)柜型,,控制功率45~1500kW,,除具備裝機(jī)/裝柜型特點(diǎn)外,與之比較占用空間更大,,選擇時(shí)可根據(jù)受控電機(jī)功率及現(xiàn)場(chǎng)安裝條件選用適合類(lèi)型,。從變頻器的電壓等級(jí)來(lái)看,有1AC 230V,;也有3AC 208~230V,、380~460V、500~575V,、660~690V等級(jí),,應(yīng)根據(jù)要求來(lái)做出正確的選擇。
從變頻范圍及精度要求而言,,變頻器有FC(頻率控制),,調(diào)速范圍1:25;VC(矢量控制),,調(diào)速范圍1:100~1:1000,;SC(伺服控制),調(diào)速范圍1:4000~1:10000,;在水泥生產(chǎn)線(xiàn)上一般選用FC方式即可滿(mǎn)足生產(chǎn)要求,。兼顧上述四點(diǎn)要求的前提下,可根據(jù)生產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)情況做出完全符合要求的正確選擇,。
三 變頻器在水泥廠(chǎng)生產(chǎn)線(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)安調(diào)運(yùn)行中的幾個(gè)問(wèn)題
3.1 變頻器現(xiàn)場(chǎng)安裝的技術(shù)措施
在安裝過(guò)程中,,技術(shù)保障是首要的,特別需要注意的是要根據(jù)某個(gè)調(diào)速環(huán)節(jié)中變頻器的數(shù)量,,集中(或分散)做好技術(shù)準(zhǔn)備工作,。在石灰石破碎喂料,、各風(fēng)機(jī)、水泵,、回轉(zhuǎn)窯,、窯尾生料喂料、窯頭喂煤,、生料磨,、水泥磨選粉機(jī)等調(diào)速環(huán)節(jié),由于變頻器單臺(tái)裝置相對(duì)分散,,相互之間的干擾小,,不影響正常使用。但在某些生產(chǎn)環(huán)節(jié),,如生、熟料配料系統(tǒng)等,,要求多臺(tái)變頻器安裝在同一電控室的某一個(gè)控制屏內(nèi),。由于變頻器本身是一個(gè)強(qiáng)干擾源,正常工作時(shí)產(chǎn)生高次諧波,,相互之間以及對(duì)主控設(shè)備(上位機(jī)系統(tǒng))的干擾在所難免,,而控制系統(tǒng)信號(hào)傳輸多為低太直流(0~5V)方式,必須采用有關(guān)抗干擾措施以保證系統(tǒng)正常工作,。據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn),,生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)條件好的,除嚴(yán)格按照要求對(duì)于擾源做好屏蔽外,,控制信號(hào)傳輸采用電流(4~20mA)方式,,可有效降低干擾對(duì)系統(tǒng)的影響,滿(mǎn)足生產(chǎn)需求,。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)條件差的,,除必須用屏蔽作為與變頻器采樣及控制信號(hào)的連接線(xiàn)并對(duì)信號(hào)線(xiàn)屏蔽網(wǎng)做好單獨(dú)的專(zhuān)門(mén)接地,可有效抑制干擾,,在實(shí)施上述措施后仍不可避免強(qiáng)干擾而影響系統(tǒng)正常使用的,,應(yīng)考慮更換變頻器。
3.2 變頻器的安裝地點(diǎn)及距離問(wèn)題
變頻器應(yīng)用初期,,安裝地點(diǎn)多在現(xiàn)場(chǎng),,就地控制生產(chǎn)機(jī)械:有集中控制要求的,則采用加遠(yuǎn)程控制器的方式(控制線(xiàn)路距離可達(dá)1km以上),。但在水泥生產(chǎn)中,,現(xiàn)場(chǎng)安裝則不可取。因?yàn)樗嗌a(chǎn)線(xiàn)粉塵較大,,調(diào)速機(jī)械大多安裝在室外或庫(kù)下,,環(huán)境較其它行業(yè)相比更為惡劣,,而操作人員一般集中的電控室,變頻器作為較為精密的儀器設(shè)備,,生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)常無(wú)人且環(huán)境較差,,對(duì)設(shè)備不利,故在水泥生產(chǎn)線(xiàn)上,,變頻器應(yīng)安裝在電控室內(nèi),。據(jù)變頻器產(chǎn)品設(shè)備,生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)常無(wú)人且環(huán)境較差,,對(duì)設(shè)備不利,。故在水泥生產(chǎn)線(xiàn)上,變頻器應(yīng)安裝在電控室內(nèi),。據(jù)變頻器產(chǎn)品手冊(cè)介紹:變頻器連接到電機(jī)的電纜長(zhǎng)度要求不能超過(guò)50m,,如果使用屏蔽電纜,則最長(zhǎng)不能超過(guò)25m,,這就必須要考慮變頻器到受控電機(jī)之間的距離問(wèn)題,。要解決這個(gè)問(wèn)題,首要的方法是在超過(guò)50m的線(xiàn)路上串入電流值適合的出線(xiàn)電抗器(有些變頻器本身已串加此電抗器,,與電機(jī)之間的連接電纜最長(zhǎng)可達(dá)300m,,但價(jià)格較高,且使用在不超過(guò)50m的場(chǎng)合下則顯浪費(fèi)),。我廠(chǎng)在實(shí)際運(yùn)用中,,窯尾生料雙管喂料機(jī)與窯頭電控室的線(xiàn)路距離達(dá)180m,受控電機(jī)18.5kW,,串加50A出線(xiàn)電抗器(特制)后使用正常,。另一方法則是加在礦業(yè)頻器功率一個(gè)等級(jí),在超過(guò)50m線(xiàn)路上,,2.2kW電機(jī)配3kW變頻器,,3kW電機(jī)配3.7kW變頻器,這種選擇方式特別適合于多臺(tái)集中群控,。安裝位置狹小擁擠,、要求規(guī)范(如微機(jī)配料系統(tǒng))等場(chǎng)合。
3.3 變頻器的參數(shù)設(shè)置及調(diào)試
做好變頻器參數(shù)的設(shè)置及調(diào)試,,是設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的一個(gè)根本保障措施?,F(xiàn)場(chǎng)中出現(xiàn)的許多問(wèn)題,往往是參數(shù)的設(shè)置問(wèn)題,,而與設(shè)備本身無(wú)關(guān),,由此可風(fēng)合理正確設(shè)置參數(shù)很重要。
(1)基本參數(shù)的設(shè)置,?;緟?shù)包括電機(jī)銘牌上的額定功率,、電壓、電流,、轉(zhuǎn)速,、頻率等。
(2)要根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求做好其它參數(shù)的設(shè)置,。變頻器一般都有幾十上百個(gè)可設(shè)置的參數(shù),,實(shí)際運(yùn)用中可采用大多數(shù)出廠(chǎng)設(shè)置,僅對(duì)少數(shù)作特殊設(shè)定即可滿(mǎn)足生產(chǎn)要求,。如在要求重載啟動(dòng)的環(huán)節(jié),,則必須設(shè)定起動(dòng)提升參數(shù),可以通過(guò)設(shè)置一個(gè)額外的電壓提升在電機(jī)額定電流0~250%的范圍內(nèi)提升起動(dòng)電流,,以達(dá)到設(shè)備順利起動(dòng),。