通過變頻器在水泥廠中的實際應用
閱讀：258發(fā)布時間：2008-05-16
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煙臺勾股通信技術(shù)有限公司
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引言
變頻調(diào)速技術(shù)我國水泥行業(yè)應用日趨廣泛，回轉(zhuǎn)窯、篦冷機、喂料機、配料秤、風機、水泵等生產(chǎn)工藝需要調(diào)速許多環(huán)節(jié)，以交流變頻調(diào)速取代調(diào)壓調(diào)速、滑差調(diào)速、直流調(diào)速已成為一種必然趨勢。某廠從2001年開始引進變頻器，主要用于風機、水泵等設備調(diào)速控制。多年來生產(chǎn)實踐中，筆者總結(jié)出一些變頻器使用經(jīng)驗，本文就這些經(jīng)驗作一介紹。
1 變頻器使用范圍
當前生產(chǎn)變頻器普遍采用IGBT管，它一個突出優(yōu)點是具有較高切換頻率，高切換頻率可使變頻器承受較大負載，降低電機損耗。變頻器可控范圍0．2—1 500 kW，到1 700 kW，此范圍內(nèi)，水泥生產(chǎn)線上要求調(diào)速各個工藝環(huán)節(jié)均能到滿足。
2 變頻器優(yōu)點
（1）滿足調(diào)速工藝要求。變頻器調(diào)速范圍均10：1以上，調(diào)速范圍大。
（2）便于實現(xiàn)自動化控制。變頻器本身由一個16（或32）位微處理器控制，設有RS 485（或422）、A/D輸人、D/A輸出接口，為自動控制創(chuàng)造了充分條件。
（3）可獲可觀節(jié)能效果。對較大功率風機、泵類等設備，使用變頻器可節(jié)電1/4以上。
（4）可減輕工人勞動強度。提高了調(diào)整系統(tǒng)整體可靠性，降低了故障率，減少了工人工作量。
3 變頻器分類
3．1 按控制方式分類
變頻器按控制方式分為通用型和工程型兩大類。通用型變頻器一般采用v/f曲線控制。當電機高速運轉(zhuǎn)時，氣隙磁通 基本恒定，可滿足設備恒功率（或恒轉(zhuǎn)矩）運行特性；當電機低速運轉(zhuǎn)時，氣隙磁通 下降，故zui大轉(zhuǎn)矩也下降，難以滿足恒功率要求。通用型變頻器一般采用給定閉環(huán)控制方式，動態(tài)響應速度相對較慢；工程型變頻器則其內(nèi)部檢測設有自動補償、自動限制環(huán)節(jié)，當設備低速運轉(zhuǎn)時，也可保持良好轉(zhuǎn)矩特性，可實現(xiàn)真正意義上閉環(huán)控制。
工程型變頻器通常有3種控制方式可供選擇：
①開環(huán)控制方式，同通用型；② 帶轉(zhuǎn)差補償，當負載突降時，則給定可自動補償；③帶模擬、數(shù)字測速機，可*實現(xiàn)閉環(huán)控制。
3．2 按安裝方式分類
變頻器按安裝方式分為4類：
（1）固定型：固定式（壁掛式）。
（2）書本型：占用空間相對較小，可緊密排列。
（3）裝機、裝柜型：需要附加電路并將整體殼體固定，占用空間相對較大。
（4）柜型：占用空間更大。
3．3 按調(diào)速范圍及精度要求分類
變頻器按調(diào)速范圍及精度要求分為3類：
（1）FC（頻率控制），調(diào)速范圍為：1：25。，
（2）VC（矢量控制），調(diào)速范圍為：1：100—1：1 000。
（3）SC（伺服控制），調(diào)速范圍為：1：4 000—1： 10 000。
4 變頻器現(xiàn)場安裝注意事項
4．1 安裝技術(shù)措施
變頻器安裝過程中，技術(shù)保障應放*，某個調(diào)速環(huán)節(jié)中變頻器數(shù)量，集中（或分散）做好技術(shù)準備工作。石灰石破碎喂料、風機、水泵、回轉(zhuǎn)窯、生料磨、水泥磨選粉機等調(diào)速環(huán)節(jié)，變頻器單臺設置，相互之間干擾少且不影響正常使用；生料、水泥配料等生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，要求多臺變頻器安裝同一電控室某一個電控柜內(nèi)，變頻器本身是一個強干擾源，當其正常工作時會產(chǎn)生高次諧波，相互之間以及對主控設備干擾所難免，而控制系統(tǒng)信號輸出多為低壓（0～5 V）電流方式，必須采取抗干擾措施，以保證系統(tǒng)正常工作。
多年來實踐經(jīng)驗，筆者認為，生產(chǎn)現(xiàn)場條件比較好，嚴格按要求對抗干擾源、做好屏蔽之外，控制信號傳輸采用電流（4～20 mA）方式，可有效降低干擾對系統(tǒng)影響，滿足生產(chǎn)需求；生產(chǎn)現(xiàn)場條件較差，必須將屏蔽線作為與變頻器采樣及控制信號連接線，對信號屏蔽網(wǎng)單獨專門接，可有效抑制干擾。采取以上措施后仍不能避免干擾，應考慮更換變頻器。
4．2 安裝點及距離問題
變頻器使用初期，安裝點大多現(xiàn)場，就控制機械設備。有集中控制要求，可采用加遠程控制器方式（控制線路距離可達1 km以上），但水泥生產(chǎn)中，變頻器不宜現(xiàn)場安裝，水泥生產(chǎn)線上粉塵較大，調(diào)速機械大多安裝室外，他行業(yè)相比，環(huán)境更為惡劣，而操作人員一般集中電控室，變頻器作為較為精密儀器設備，不設專人進行看管，對設備維護極為不利。，水泥生產(chǎn)線上變頻器應安裝電控室內(nèi)。
據(jù)《變頻器產(chǎn)品手冊》介紹，變頻器連接到電動機電纜長度應≯50 m，使用屏蔽電纜線，zui長>25 m。，必須考慮變頻器到受控電動機距離問題，要解決這個問題，首要方法是>50 m線路上串人電流值出線電抗器。有些變頻器本身已串加此電抗器，與電動機之間連接電纜zui長可達300 m，但價格較高，用于>50 m場合明顯浪費。依據(jù)經(jīng)濟合理原則，>50 m線路上，通常采用加大變頻器功率方法，如2．2 kW 電動機配3 kW 變頻器，3 kW電動機配3．7 kW 變頻器，該方法特別適用于多臺設備集中控制、安裝位置緊湊、要求規(guī)范（如微機配料系統(tǒng)）場合。
4．3 變頻器參數(shù)設置及調(diào)試
做好變頻器參數(shù)設置及調(diào)試工作，是設備正常運轉(zhuǎn)一項根本保障措施。設備運行中出現(xiàn)許多問題，往往與參數(shù)設置有關(guān)，而與設備本身無關(guān)。，合理正確設置參數(shù)尤為重要。（1）基本參數(shù)設置。基本參數(shù)包括電動機銘牌上額定功率、電壓、電流、轉(zhuǎn)速、頻率等。（2）其他參數(shù)設置。變頻器一般都有上百個可設置參數(shù)，設備出廠時設置大部分參數(shù)都可直接采用，僅生產(chǎn)工藝對少部分參數(shù)進行特殊設置即可滿足生產(chǎn)要求。
