三晶变频器在离心机、工业脱水机上的应用
一,工业离心机是化工行业主要设备之一,它主要通过离心力作用将固液分离, 一般由进料、洗涤、脱水、括刀、卸料等几个部分, 其中进料、洗涤、括刀、卸料等部分是通过电磁阀、气动阀控制,离心釜是实现固液分离的主要部件,由一台三相交流电机通过皮带传动。根据工艺特点在开始阶段物料主要是固液混合物,刚起动时负载相对较大,当达到一定的转速时液体在离心力的作用下由离心外侧流出,这样部分液体先被分离出来,随着电机转速的进一步提高,负载也相应减小。根据工艺要求,一般分为几个不同转速运行以达到分离效果。
二, 变频器在离心机上的应用
2.1 变频器应用的提出
近几年变频器作为一种工业控制设备在不断更新发展,各行各业有着广泛的应用。随着电力电子技术、变频控制理论、微机控制技术的不断成熟,变频器的性能不断完善、功能也不断增强:如多段速、可编程自动运行、通讯功能等,这使用得变频器能适应多种应用场合。根据离心机的生产工艺,可采用变频器的多段速功能控制来实现,另外变频器一般都带有内置制动单元或外部制动单元,这可解决离心机在停车时因惯性大造成停车困难的问题。
2.2三晶SA-J8000 系列变频器在离心机上的应用
离心机负载为恒转矩大惯性负载,这里选用广州三晶公司专业生产的SAJ-8000G系列通用型变频器。以电机功率为5.5kW、6极为例,选用SAJ-80007R5G3变频器,其外部控制电路见图1。其中K1的启动信号接变频器FWD多功能控制端子,K2多段速度1接变频器的MI1, K3多段速度2接变频器的MI2,K4多段速度3接变频器的MI3,根据需要选用三段速即低速运行、中速运行及高速运行,具体运行速度可通过设定相对应的参数。
图1 离心机变频外部控制示意图

2.3 三晶变频器主要参数设定
通用型变频器的主电路下图所示。
根据离心机负载特性,设定以下主要参数:
功能代码 参数设定 备 注 功能代码 参数设定 备 注
F000 50.00HZ 主频率 F026 20S 中速运行减速时间
F001 200S 加速时间 F027 48HZ 高速运行频率
F002 200S 减速时间 F028 20S 高速运行加速时间
F005 1.0HZ 制动起始频率 F029 20S 高速运行减速时间
F006 5% 制动电压 F030 0 减速制动方式停车
F007 22S 直流动作时间 F031 1 禁止反转
F008 0.5 直流动作延迟时间 F033 2 启动放电刹车回路
F021 30.00HZ 低速运行频率 F039 2.0 外部端子控制
F022 20s 低速运行加速时间 F040 0.08 运行频率设定选择
F023 20S 低速运行减速时间 F041 4 MI1端子功能选择
F024 40HZ 中速运行频率 F042 3 MI2端子功能选择
F025 20S 中速运行加速时间 F043 2 MI3端子功能选择

2.4 三晶制动单元的应用
离心机为大惯性负载,采用变频器控制时都要求增加制动单元才能满足要求,但三晶变频器15KW及15KW以下的内置制动单元,这样不仅为用户节省了安装空间,同时更节省了成本。由电机的运行特性知道当电机的实际转速高于同步转速时电机运行在发电机状态,当离心机开始停机时变频器的输出频率开始按减速时间下降,由于负载惯性离心机此时转速变化不大,造成电机实际转速高于同步转速,电机处于发电制动状态,由变频器的主回路知道,此时电机侧反馈回的能量将通过逆变回路的续流二极管D1-D6反馈到直流回路的滤波电容C1、C2上,这时变频器的母线电压Ud会升高(即泵升电压),过高的泵升电压将使变频器出现过压保护,甚至会损坏变频器,为此,必须加装制动组件,当制动单元控制回路检测到直流母线电压达到一定值时控制其开关管IGBT开通,制动电阻RB接到回路中,将电机的反馈的制动能量消耗在电阻上,以维持正常的母线电压Ud。