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通过变频器在水泥厂中的实际应用 |
| 最近更新时间：2008-5-16 10:27:25 |
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引言
变频调速技术我国水泥行业应用日趋广泛，回转窑、篦冷机、喂料机、配料秤、风机、水泵等生产工艺需要调速许多环节，以交流变频调速取代调压调速、滑差调速、直流调速已成为一种必然趋势。某厂从2001年开始引进变频器，主要用于风机、水泵等设备调速控制。多年来生产实践中，笔者总结出一些变频器使用经验，本文就这些经验作一介绍。
1 变频器使用范围
当前生产变频器普遍采用IGBT管，它一个突出优点是具有较高切换频率，高切换频率可使变频器承受较大负载，降低电机损耗。变频器可控范围0．2—1 500 kW，到1 700 kW，此范围内，水泥生产线上要求调速各个工艺环节均能到满足。
2 变频器优点
（1）满足调速工艺要求。变频器调速范围均10：1以上，调速范围大。
（2）便于实现自动化控制。变频器本身由一个16（或32）位微处理器控制，设有RS 485（或422）、A/D输人、D/A输出接口，为自动控制创造了充分条件。
（3）可获可观节能效果。对较大功率风机、泵类等设备，使用变频器可节电1/4以上。
（4）可减轻工人劳动强度。提高了调整系统整体可靠性，降低了故障率，减少了工人工作量。
3 变频器分类
3．1 按控制方式分类
变频器按控制方式分为通用型和工程型两大类。通用型变频器一般采用v/f曲线控制。当电机高速运转时，气隙磁通 基本恒定，可满足设备恒功率（或恒转矩）运行特性；当电机低速运转时，气隙磁通 下降，故最大转矩也下降，难以满足恒功率要求。通用型变频器一般采用给定闭环控制方式，动态响应速度相对较慢；工程型变频器则其内部检测设有自动补偿、自动限制环节，当设备低速运转时，也可保持良好转矩特性，可实现真正意义上闭环控制。
工程型变频器通常有3种控制方式可供选择：
①开环控制方式，同通用型；② 带转差补偿，当负载突降时，则给定可自动补偿；③带模拟、数字测速机，可完全实现闭环控制。
3．2 按安装方式分类
变频器按安装方式分为4类：
（1）固定型：固定式（壁挂式）。
（2）书本型：占用空间相对较小，可紧密排列。
（3）装机、装柜型：需要附加电路并将整体壳体固定，占用空间相对较大。
（4）柜型：占用空间更大。
3．3 按调速范围及精度要求分类
变频器按调速范围及精度要求分为3类：
（1）FC（频率控制），调速范围为：1：25。，
（2）VC（矢量控制），调速范围为：1：100—1：1 000。
（3）SC（伺服控制），调速范围为：1：4 000—1： 10 000。
4 变频器现场安装注意事项
4．1 安装技术措施
变频器安装过程中，技术保障应放首位，某个调速环节中变频器数量，集中（或分散）做好技术准备工作。石灰石破碎喂料、风机、水泵、回转窑、生料磨、水泥磨选粉机等调速环节，变频器单台设置，相互之间干扰少且不影响正常使用；生料、水泥配料等生产环节中，要求多台变频器安装同一电控室某一个电控柜内，变频器本身是一个强干扰源，当其正常工作时会产生高次谐波，相互之间以及对主控设备干扰所难免，而控制系统信号输出多为低压（0～5 V）电流方式，必须采取抗干扰措施，以保证系统正常工作。
多年来实践经验，笔者认为，生产现场条件比较好，严格按要求对抗干扰源、做好屏蔽之外，控制信号传输采用电流（4～20 mA）方式，可有效降低干扰对系统影响，满足生产需求；生产现场条件较差，必须将屏蔽线作为与变频器采样及控制信号连接线，对信号屏蔽网单独专门接，可有效抑制干扰。采取以上措施后仍不能避免干扰，应考虑更换变频器。
4．2 安装点及距离问题
变频器使用初期，安装点大多现场，就控制机械设备。有集中控制要求，可采用加远程控制器方式（控制线路距离可达1 km以上），但水泥生产中，变频器不宜现场安装，水泥生产线上粉尘较大，调速机械大多安装室外，他行业相比，环境更为恶劣，而操作人员一般集中电控室，变频器作为较为精密仪器设备，不设专人进行看管，对设备维护极为不利。，水泥生产线上变频器应安装电控室内。
据《变频器产品手册》介绍，变频器连接到电动机电缆长度应≯50 m，使用屏蔽电缆线，最长>25 m。，必须考虑变频器到受控电动机距离问题，要解决这个问题，首要方法是>50 m线路上串人电流值最适合出线电抗器。有些变频器本身已串加此电抗器，与电动机之间连接电缆最长可达300 m，但价格较高，用于>50 m场合明显浪费。依据经济合理原则，>50 m线路上，通常采用加大变频器功率方法，如2．2 kW 电动机配3 kW 变频器，3 kW电动机配3．7 kW 变频器，该方法特别适用于多台设备集中控制、安装位置紧凑、要求规范（如微机配料系统）场合。
4．3 变频器参数设置及调试
做好变频器参数设置及调试工作，是设备正常运转一项根本保障措施。设备运行中出现许多问题，往往与参数设置有关，而与设备本身无关。，合理正确设置参数尤为重要。（1）基本参数设置。基本参数包括电动机铭牌上额定功率、电压、电流、转速、频率等。（2）其他参数设置。变频器一般都有上百个可设置参数，设备出厂时设置大部分参数都可直接采用，仅生产工艺对少部分参数进行特殊设置即可满足生产要求。 |
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