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富士變頻器在水泥廠中的應用《富士變頻器》

前言：

????變頻調速技術具有調速范圍寬、傳動效率高、節電顯著等一系列優點 20 世紀90年代以來變頻器在技術性能上已有了很大的提高推廣應用的條件已很成熟在我國水泥行業應用取得了許多成功的經驗。2010年安徽省安慶市海豚水泥廠在其技改項目中對其生產線上的所有調速電機均使用富士制造的交流變頻器進行變頻調速。作者參與了這一技術的實施下面就對此項目作一簡要介紹。

????1變頻器的選用

????變頻器具有較多的品牌和種類性能價格相差很大。使用中要根據工藝環節的具體要求選用滿足性能要求的價格相對較低的品牌和種類。變頻器可按以下多種方法進行分類。

????( 1)按控制方式不同可分為通用型和工程型。通用型變頻器一般采用給定閉環控制方式動態響應速度相對較慢在電機高速運轉時能滿足設備恒功率的運行特性但在低速時難以滿足恒功率要求。工程型變頻器在其內部通過檢測設有自動補償、自動限制的環節在設備低速運轉時也可保持較好的特性實現閉環控制。在水泥廠喂料、卸料、窯轉速等工藝環節由于控制相對簡單要求不高為降低價格、便于維護選擇通用性變頻器即可。

????( 2)按安裝形式不同可分為四種: ①固定式(壁掛式) 功率多在37 kW以下;②書本型功率從0.2～37 kW 占用空間相對較小安裝時可緊密排列; ③裝機/裝柜型功率為45～200 kW需要附加電路及整體固定殼體體積較為龐大占用空間相對較大;④柜型控制功率為45～1 500 kW具③的特點且占用空間更大。選用時可根據受控電機功率及現場安裝條件選用合適類型。

????( 3)從調速范圍及精度可分為三種: ①變頻器FC( 頻率控制) 調速范圍1∶25;②變頻器VC( 矢量控制)調速范圍1∶100～1∶1000; ③變頻器SC( 伺服控制)調速范圍1∶4000～1∶1000。在水泥生產線上一般選用FC方式即可滿足生產要求。

????此外從變頻器的電壓等級可分為1AC230V3AC208 ～230 V380～460 V 500 ～575 V 660 ～690 V等級應根據要求做出正確的選擇; 從變頻器的防護等級可分為IP00和IP54 二類要根據現場環境情況作出相應的選擇。

????變頻器選型時應兼顧上述各點要求根據生產現場的情況正確選擇合適的形式;變頻器的容量選擇應滿足在*大工作電流時不超過變頻器的過載容量(電流)。此外相同設備配用的變頻器的規格應盡可能統一以利于備品備件的準備便于維修管理; 同時還要考慮生產廠家的售后服務質量等情況。

????根據變頻器的種類、性能和價格和以上選型的要求結合水泥廠所有調速電機的現場實際情況我們選用富士一般工業用G11S 系列變頻器實施對調速電機的變頻調速改造。G11S系列變頻器的特點如下: 動態轉矩矢量控制; 0.5Hz 輸出200% 高起動轉矩; 使用PG 卡可達2/10 000 精度;具有在線自整定功能; 自帶RS- 485通訊卡可接各種現場總線; 具豐富的保護功能與維護功能。

????2 變頻器的安裝

????水泥廠因生產線粉塵較大調速機械大多安裝在室外或庫下環境較其它行業相比較為惡劣而操作人員一般集中在電控室變頻器作為較精密的儀器設備生產現場時常無人且環境較差對設備不利。故在此水泥生產線上我們專門把變頻器安裝在電控室內并配有專用的除塵、降溫設備盡可能保證提供設備正常運轉所需的環境。

????變頻器控制線在安裝時采用屏蔽電纜并且在布線范圍內保證其與動力線相距>0.1m相交時轉90°。為了避免變頻器控制信號受到干擾將控制線與動力線放在不同的電纜托架(或線框)內。變頻器負載輸出線也采取屏蔽措施選用鎧裝電纜以避免變頻器對附近儀表產生干擾。

????通常變頻器連接到電機的電纜長度要求不能超過50m使用屏蔽電纜不能超過25m。這就必須要考慮變頻器到受控電機之間的距離問題在此次安裝中碰到超過規定距離的情況。我們采取的措施有兩個其一是在超過規定距離的線路上串入電流值適合的出線電抗器;其二是加大變頻器功率一個等級。使用這兩種方法后現場設備使用正常。

????3參數設置與調試

????變頻器參數的設置及調試工作是設備正常運轉的一個根本保障措施。現場中出現的許多問題往往是參數的設置問題而與設備本身無關由此可見合理正確設置參數很重要。在此次調試**使用了8 臺變頻器功率范圍從2.5 ～110 kW。除了回轉窯用的一臺變頻器(110 kW)外其余7 臺在調試中參數均為出廠設置值未作改動證明所應用的7 臺電機的工作特性符合常規設備的特點。

????回轉窯變頻器在剛開始調試時碰到了困難。剛開始空載運行時變頻器運轉正常;加上負載后變頻器頻率指示只有幾個赫茲電機發熱不運轉帶電1min 后出現電流過大錯誤提示變頻器不再工作。針對上述現象我們首先檢查變頻器硬件均為正常。因此判斷問題主要是參數設置不合理所造成。

????為了解決此問題我們從分析回轉窯負載特點入手。啟動時回轉窯內的物料處于正下方在窯啟動并不斷加速的過程中整個窯體及窯內的物料克服自身慣性而升速當物料偏移正下方*大角度時此時所需轉矩*大這是個加速過程一個克服設備巨大慣性的過程。一旦驅動電流克服了這種大慣性負載而啟動起來維持正常運轉所需的驅動能量及轉矩就很小了。根據以上特點在參數設置上采取了以下措施。

????( 1)在低頻段適當提高V/F 的值這樣有利于提高電動機出力; 對于富士變頻器來說應修改F04基本頻率這個參數因為它對于基本頻率的定義為達到額定電壓時的*低頻率。經過現場實驗把基本頻率由50Hz 改為32Hz。即V/F 的值由7.6改為11.875。但在滿足啟動要求的情況下提升值越小越好一般情況下應小于10。這樣做能減小電動機損耗降低電動機溫升避免造成過流保護。

????( 2)設置*低頻率。由于煤粉中經常混有各種雜物啟動時往往負荷較大除我們適當選大電動機和變頻器容量外關鍵是設定一個起動頻率這樣有足夠的轉矩使電動機正常啟動。經過現場的反復實驗把啟動頻率設為5Hz。

????( 3)加減速時間設定。根據生產工藝的要求起動時間和停車時間不能太快太快容易過流過壓現象合理選擇加減速時間非常重要。原出廠設定為20 s現場根據啟停特點啟動時間為7 s停車時間為15 s。通過上述設置回轉窯變頻器運轉正常電流、電壓指標正常。

????4結語

????( 1)經過半年的安裝、調試。2010 年安徽省安慶市海豚水泥廠8臺調速電機經變頻器調速改造后，所用富士G11S 系列變頻器一直運轉正常未出現任何故障。

????( 2)從應用情況看變頻調速是在水泥廠節能改造中優勢顯著但在應用中要合理選型正確安裝做好變頻器參數設置與調試以取得良好的使用效果。

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