摘要 本文闡述變頻調(diào)速控制技術(shù)近幾年在工業(yè)上的應(yīng)用，重點介紹糖廠變頻器的正確選用及其維護。 關(guān)鍵詞 變頻器;調(diào)速控制;選用;維護 0導(dǎo)言 據(jù)統(tǒng)計 ， 2002年我國風機、水泵設(shè)備裝機總功率達到3.6X108kw，年耗電量8.2X1012Ikw•h約占全國電力消耗總量的1/3。在風機、水泵運行中應(yīng)用變頻調(diào)速器，其節(jié)電率一般可在20%-40%，回收期限為1一2年，不僅節(jié)電效果顯著，而且對于滿足生產(chǎn)工藝的要求、保證產(chǎn)品質(zhì)量起到重要作用，經(jīng)濟效益十分顯著。因此，大力推廣風機、水泵變頻調(diào)速節(jié)能運行，不僅是當前企業(yè)節(jié)能降耗的重要技術(shù)手段，而且也是實現(xiàn)經(jīng)濟增長方式轉(zhuǎn)變的必然要求。就糖廠而言，許多日榨量為1500t/d、2500t/d的糖廠大多數(shù)在20世紀80年代前擴建或者新建，電氣控制設(shè)備比較落后，異步電動機采用傳統(tǒng)調(diào)速控制，風機、水泵采用執(zhí)行電機調(diào)整風門、閥門。當根據(jù)生產(chǎn)狀況對負荷進行調(diào)整時，要同時調(diào)整風門、閥門使其與負荷之變化相適應(yīng)，系統(tǒng)從電網(wǎng)所耗能量并沒有減少，電機之輸出功率基本沒有改變。如使用變頻節(jié)電設(shè)備就可完全避免以上問題，風門、閥門處于全開狀態(tài)，無風壓、水壓損耗，并能根據(jù)工況的要求自動調(diào)節(jié)電機之速度，使之與負荷相適應(yīng)，從而大大減輕用電負荷。在糖廠工藝流程中，傳統(tǒng)調(diào)速電機、風機、水泵類設(shè)備裝機臺數(shù)多，總體能耗較大，經(jīng)常造成電力緊張狀況，這就極大地制約了生產(chǎn)的發(fā)展。采用變頻調(diào)速技術(shù)對傳統(tǒng)調(diào)速電機、風機、水泵控制設(shè)備進行技術(shù)改造就有很大的節(jié)能降耗發(fā)展?jié)摿?。特別是經(jīng)過國企成功改制后，在廣西、云南、廣東湛江地區(qū)各糖廠不斷擴大生產(chǎn)規(guī)模，日榨量普遍達到5O00t/d一10000t/d，現(xiàn)在各車間崗位人員精簡后，只有改造傳統(tǒng)落后的調(diào)速控制設(shè)備，才能確保優(yōu)質(zhì)的管理和安全生產(chǎn)，達到節(jié)能降耗，降低生產(chǎn)成本目的。 1變頻器的發(fā)展概況 交流傳動與控制技術(shù)是目前發(fā)展最為迅速的技術(shù)之一。這是與電力電子器件制造技術(shù)、控制技術(shù)、微型計算機和大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展密切相關(guān)的。也就是說，每當新一代的電力電子器件出現(xiàn)時，體積更小、功率更大的新型通用變頻器就會產(chǎn)生。每當出現(xiàn)新的微機控制技術(shù)時，功能更全、適應(yīng)面更廣和操作更加方便的新一代通用變頻器就會出現(xiàn)。從世界通用變頻器應(yīng)用市場的角度來說，大致可分為日本、美國、歐洲3大部分，目前國內(nèi)引進的通用變頻器中，也是以上品牌居多。其產(chǎn)品正向3個方面發(fā)展變化:其一，向無需調(diào)整便能得到最佳運行的多功能與高性能型變頻器方向發(fā)展;其二，向通過簡單控制就能運行的小型及操作方便的變頻器方向發(fā)展;其三，向大容量、高起動轉(zhuǎn)矩及具有環(huán)境保護功能的變頻器方向發(fā)展。 2變頻器的選擇方法 2.1變頻器容量的選擇 選擇變頻器容量的基本原則是最大負載電流不能超過變頻器的額定電流。一般 情 況 下，按照變頻器使用說明書中所規(guī)定的配用電動機容量進行選擇，但是，當電機不是4極時（通用變頻器一般是以4極電機模型設(shè)計的），就不能僅以電機的容量來選擇變頻器的容量，還需要考慮變頻器的額定電流是否大于電機的額定電流。因此，通常應(yīng)根據(jù)異步電動機的額定電流來選擇變頻器，或者根據(jù)異步電動機實際運行中的電流值（最大值）來選擇變頻器. 選擇時應(yīng)注意:變頻器的過載能力允許電流瞬時過載為每分鐘150%額定電流或每分鐘120%額定電流。這對于設(shè)定電動機的起動和制動過程才有意義，而與電動機短時過載200%以上、時間長達幾分鐘是無法比擬的。凡是在工作過程中可能使電動機短時過載的場合，變頻器的容量都應(yīng)加大一檔。 2.1.1連續(xù)運行場合變頻器容量的選擇 由于變頻器供給電動機是脈動電流其脈動值比工頻供電時電流要大，因此須將變頻器的容量留有適當?shù)挠嗔浚缦率剿? 如按電動機實際運行中的最大電流來選定變頻器時，變頻器的容量可以適當縮小，如圖2一01所示。 2.1.2加減速時變頻器容量的選定 變頻器的最大輸出轉(zhuǎn)矩是由變頻器的最大輸出電流決定。一般情況對于短時間的加減速而言，變頻器允許達到額定輸出電流130%一150%（視變頻器容量有別）。因此，在短時間加減速時的輸出轉(zhuǎn)矩也可以增大;反之如只需要較小的加減速轉(zhuǎn)矩時，也可降低選擇變頻器的容量。由于電流的脈動原因，此時應(yīng)將變頻器的最大輸出電流降低10%后再進行選定，如圖2一02所示。 2.2變頻器類型的選擇 根據(jù)變頻器控制功能將通用變頻器分為兩大類，而每大類又有兩種類型:對于v/f控制方式，有普通功能型和恒定電磁轉(zhuǎn)矩控制功能型;對于矢量控制方式，又有帶速度傳感器和不帶速度傳感器之分。變頻器類型選擇的基本原則是根據(jù)負載的要求進行選擇。選擇方法如下: （1 ）鍋爐鼓風機、引風機、給水泵與及制煉各類泵、輸送帶，選型時可選v/f控制方式的變頻器。因為風機和泵類的負載在過載能力方面要求較低，由于負載轉(zhuǎn)矩與速度的平方成正比，所以低速運行時負載較輕（羅茨風機除外），又因為這類負載對轉(zhuǎn)速精度沒有什么要求，故選擇普通功能型變頻器。但引風機、輸送帶類的負載具有恒轉(zhuǎn)矩特性，最好采用具有恒轉(zhuǎn)矩控制功能的變頻器。 （2）壓榨機電機、1[sup]# [/sup]、2[sup]#[/sup]切蔗機電機，必需選用矢量控制方式的變頻器。因為這類負載要求低速時有較硬的機械特性，才能滿足生產(chǎn)工藝對控制系統(tǒng)的動態(tài)、靜態(tài)指標要求。矢量控制方式是將定子電流分解成規(guī)定的磁場電流和轉(zhuǎn)矩電流，分別進行任意控制，同時將二者合成后的定子電流供給電動機。因此，從原理上說可以得到與直流電動機相同的控制性能。 3變頻器的維護 盡管新一代變頻器的可靠性已經(jīng)很高，但是如果使用、維護不當，仍可能發(fā)生故障或運行狀況不佳，縮短設(shè)備使用壽命。即使是最新一代的變頻器，由于長期使用，以及溫度、濕度、振動、塵土等環(huán)境的影響，其性能都會有一些變化，如果使用合理、維護得當，則能延長機器的使用壽命，并減少因突然故障造成的生產(chǎn)損失。因此，日常維護與檢查是不可缺少的。 3.1變頻器檢查注意事項 操作者必須熟悉變頻器的基本原理、功能特點和指標等，具有操作變頻器運行的經(jīng)驗。維護前必須切斷電源，還要注意主回路電容器充電部分，確認電容放電結(jié)束后再行作業(yè)。 3.2日常檢杳項目 檢查變頻器在運行時是否有異?，F(xiàn)象;安裝地點的環(huán)境是否異常;冷卻系統(tǒng)是否正常;變頻器、電動機、變壓器、電抗器等是否過熱、變色或有異味;變頻器和電動機是否有異常振動、異常聲音;主回路電壓和控制回路電壓是否正常;濾波電容器是否有異味，各種顯示是否正常。 3.3定期檢查的主要項目及維護方法 一般的定期檢查應(yīng)1年進行1次，絕緣電阻檢查可以3年進行1次。定期檢查的重點是變頻器運行時無法檢查的部位，重點檢查項目及維護方法如下。 3.3.1冷卻系統(tǒng)檢查 冷卻風機 。冷卻風機是全密封的，維護工作不需要對其進行清潔和潤滑。但應(yīng)注意，先將扇葉固定，然后使用壓縮空氣清潔散熱器，以保護軸承。冷卻風機損壞的前兆是軸承的噪音升高，或散熱器溫升高于正常。變頻器頻繁出現(xiàn)過溫警告或故障，則說明冷卻風機工作狀態(tài)異常。 散熱器 。在正常的使用條件下，散熱器應(yīng)每年清潔1次。運行在污染較嚴重的場合，散熱器的清潔工作應(yīng)頻繁一些。請使用柔軟的毛刷清潔散熱器，或用壓縮空氣來清潔散熱器。 3.3.2電解電容器檢查 目視電解電容器是否有漏液和變形。一般情況下，電解電容器的使用壽命為100000h，靜電容值大于標稱值的85%。實際使用壽命由變頻器的使用方法和環(huán)境溫度決定，降低環(huán)境溫度可以延長其使用壽命。 3.3.3接觸器、充電電阻檢查 檢查接觸器觸點是否粗糙，檢查充電電阻是否有過熱的痕跡。 3.3.4接線端子、控制電源檢查 檢查螺絲 、螺母等緊固件是否松動并進行必要的緊固;導(dǎo)體、絕緣物和變壓器是否有腐蝕、過熱的痕跡，是否變色或破損;檢查絕電阻是否在正常范圍內(nèi);確認控制電源電壓是否正確，戶確認保護、顯示回路沒有異常。 4結(jié)語 只要掌握有關(guān)變頻器的工作特性以及在不同的工作范圍正確選擇和維護變頻器，變頻器調(diào)速控制的應(yīng)用技術(shù)就會越來越受到糖廠重視，從而加速新一代電氣設(shè)備對傳統(tǒng)設(shè)備的技術(shù)革新。自動調(diào)速控制設(shè)備逐漸進人糖廠后，生產(chǎn)工藝過程更加穩(wěn)定，生產(chǎn)安全率不斷提高，更能達到現(xiàn)代企業(yè)優(yōu)質(zhì)管理目的。 參考文獻 [1] 吳 忠 智，吳加林.變頻器應(yīng)用手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社，2001. [2] 曾 毅 ，王效良，吳皓，等.變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的設(shè)計與維護[M].濟南:山東科學(xué)技術(shù)出版社，2002. 淺談糖廠技改中變頻器的選用及維護:PDF