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(diǎn)介紹糖廠變頻器的正確選用及其維護(hù)。 關(guān)鍵詞 變頻器;調(diào)速控制;選用;維護(hù) 0導(dǎo)言 據(jù)統(tǒng)計(jì) ， 2002年我國(guó)風(fēng)機(jī)、水泵設(shè)備裝機(jī)總功率達(dá)到3.6X108kw，年耗電量8.2X1012Ikw•h約占全國(guó)電力消耗總量的1/3。在風(fēng)機(jī)、水泵運(yùn)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(duì)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(jì)效益十分顯著。因此，大力推廣風(fēng)機(jī)、水泵變頻調(diào)速節(jié)能運(yùn)行，不僅是當(dāng)前企業(yè)節(jié)能降耗的重要技術(shù)手段，而且也是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)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(jì)80年代前擴(kuò)建或者新建，電氣控制設(shè)備比較落后，異步電動(dòng)機(jī)采用傳統(tǒng)調(diào)速控制，風(fēng)機(jī)、水泵采用執(zhí)行電機(jī)調(diào)整風(fēng)門、閥門。當(dāng)根據(jù)生產(chǎn)狀況對(duì)負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整時(shí)，要同時(shí)調(diào)整風(fēng)門、閥門使其與負(fù)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(jī)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(fēng)門、閥門處于全開狀態(tài)，無(wú)風(fēng)壓、水壓損耗，并能根據(jù)工況的要求自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)之速度，使之與負(fù)荷相適應(yīng)，從而大大減輕用電負(fù)荷。在糖廠工藝流程中，傳統(tǒng)調(diào)速電機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵類設(shè)備裝機(jī)臺(tái)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(duì)傳統(tǒng)調(diào)速電機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵控制設(shè)備進(jìn)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(guó)企成功改制后，在廣西、云南、廣東湛江地區(qū)各糖廠不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，日榨量普遍達(dá)到5O00t/d一10000t/d，現(xiàn)在各車間崗位人員精簡(jiǎn)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(dá)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(dòng)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(jì)算機(jī)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(shuō)，每當(dāng)新一代的電力電子器件出現(xiàn)時(shí)，體積更小、功率更大的新型通用變頻器就會(huì)產(chǎn)生。每當(dāng)出現(xiàn)新的微機(jī)控制技術(shù)時(shí)，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(huì)出現(xiàn)。從世界通用變頻器應(yīng)用市場(chǎng)的角度來(lái)說(shuō)，大致可分為日本、美國(guó)、歐洲3大部分，目前國(guó)內(nèi)引進(jìn)的通用變頻器中，也是以上品牌居多。其產(chǎn)品正向3個(gè)方面發(fā)展變化:其一，向無(wú)需調(diào)整便能得到最佳運(yùn)行的多功能與高性能型變頻器方向發(fā)展;其二，向通過簡(jiǎn)單控制就能運(yùn)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(dòng)轉(zhuǎn)矩及具有環(huán)境保護(hù)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(fù)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(shuō)明書中所規(guī)定的配用電動(dòng)機(jī)容量進(jìn)行選擇，但是，當(dāng)電機(jī)不是4極時(shí)（通用變頻器一般是以4極電機(jī)模型設(shè)計(jì)的），就不能僅以電機(jī)的容量來(lái)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(jī)的額定電流。因此，通常應(yīng)根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)的額定電流來(lái)選擇變頻器，或者根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行中的電流值（最大值）來(lái)選擇變頻器. 選擇時(shí)應(yīng)注意:變頻器的過載能力允許電流瞬時(shí)過載為每分鐘150%額定電流或每分鐘120%額定電流。這對(duì)于設(shè)定電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和制動(dòng)過程才有意義，而與電動(dòng)機(jī)短時(shí)過載200%以上、時(shí)間長(zhǎng)達(dá)幾分鐘是無(wú)法比擬的。凡是在工作過程中可能使電動(dòng)機(jī)短時(shí)過載的場(chǎng)合，變頻器的容量都應(yīng)加大一檔。 2.1.1連續(xù)運(yùn)行場(chǎng)合變頻器容量的選擇 由于變頻器供給電動(dòng)機(jī)是脈動(dòng)電流其脈動(dòng)值比工頻供電時(shí)電流要大，因此須將變頻器的容量留有適當(dāng)?shù)挠嗔浚缦率剿? 如按電動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行中的最大電流來(lái)選定變頻器時(shí)，變頻器的容量可以適當(dāng)縮小，如圖2一01所示。 2.1.2加減速時(shí)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(duì)于短時(shí)間的加減速而言，變頻器允許達(dá)到額定輸出電流130%一150%（視變頻器容量有別）。因此，在短時(shí)間加減速時(shí)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(shí)，也可降低選擇變頻器的容量。由于電流的脈動(dòng)原因，此時(shí)應(yīng)將變頻器的最大輸出電流降低10%后再進(jìn)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(duì)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(duì)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(fù)載的要求進(jìn)行選擇。選擇方法如下: （1 ）鍋爐鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、給水泵與及制煉各類泵、輸送帶，選型時(shí)可選v/f控制方式的變頻器。因?yàn)轱L(fēng)機(jī)和泵類的負(fù)載在過載能力方面要求較低，由于負(fù)載轉(zhuǎn)矩與速度的平方成正比，所以低速運(yùn)行時(shí)負(fù)載較輕（羅茨風(fēng)機(jī)除外），又因?yàn)檫@類負(fù)載對(duì)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(fēng)機(jī)、輸送帶類的負(fù)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(jī)電機(jī)、1[sup]# [/sup]、2[sup]#[/sup]切蔗機(jī)電機(jī)，必需選用矢量控制方式的變頻器。因?yàn)檫@類負(fù)載要求低速時(shí)有較硬的機(jī)械特性，才能滿足生產(chǎn)工藝對(duì)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)、靜態(tài)指標(biāo)要求。矢量控制方式是將定子電流分解成規(guī)定的磁場(chǎng)電流和轉(zhuǎn)矩電流，分別進(jìn)行任意控制，同時(shí)將二者合成后的定子電流供給電動(dòng)機(jī)。因此，從原理上說(shuō)可以得到與直流電動(dòng)機(jī)相同的控制性能。 3變頻器的維護(hù) 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(hù)不當(dāng)，仍可能發(fā)生故障或運(yùn)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(zhǎng)期使用，以及溫度、濕度、振動(dòng)、塵土等環(huán)境的影響，其性能都會(huì)有一些變化，如果使用合理、維護(hù)得當(dāng)，則能延長(zhǎng)機(jī)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(hù)與檢查是不可缺少的。 3.1變頻器檢查注意事項(xiàng) 操作者必須熟悉變頻器的基本原理、功能特點(diǎn)和指標(biāo)等，具有操作變頻器運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)。維護(hù)前必須切斷電源，還要注意主回路電容器充電部分，確認(rèn)電容放電結(jié)束后再行作業(yè)。 3.2日常檢杳項(xiàng)目 檢查變頻器在運(yùn)行時(shí)是否有異?，F(xiàn)象;安裝地點(diǎn)的環(huán)境是否異常;冷卻系統(tǒng)是否正常;變頻器、電動(dòng)機(jī)、變壓器、電抗器等是否過熱、變色或有異味;變頻器和電動(dòng)機(jī)是否有異常振動(dòng)、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(xiàng)目及維護(hù)方法 一般的定期檢查應(yīng)1年進(jìn)行1次，絕緣電阻檢查可以3年進(jìn)行1次。定期檢查的重點(diǎn)是變頻器運(yùn)行時(shí)無(wú)法檢查的部位，重點(diǎn)檢查項(xiàng)目及維護(hù)方法如下。 3.3.1冷卻系統(tǒng)檢查 冷卻風(fēng)機(jī) 。冷卻風(fēng)機(jī)是全密封的，維護(hù)工作不需要對(duì)其進(jìn)行清潔和潤(rùn)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(hù)軸承。冷卻風(fēng)機(jī)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(shuō)明冷卻風(fēng)機(jī)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(yùn)行在污染較嚴(yán)重的場(chǎng)合，散熱器的清潔工作應(yīng)頻繁一些。請(qǐng)使用柔軟的毛刷清潔散熱器，或用壓縮空氣來(lái)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(biāo)稱值的85%。實(shí)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(zhǎng)其使用壽命。 3.3.3接觸器、充電電阻檢查 檢查接觸器觸點(diǎn)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(dòng)并進(jìn)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(rèn)控制電源電壓是否正確，戶確認(rèn)保護(hù)、顯示回路沒有異常。 4結(jié)語(yǔ) 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(hù)變頻器，變頻器調(diào)速控制的應(yīng)用技術(shù)就會(huì)越來(lái)越受到糖廠重視，從而加速新一代電氣設(shè)備對(duì)傳統(tǒng)設(shè)備的技術(shù)革新。自動(dòng)調(diào)速控制設(shè)備逐漸進(jìn)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(dá)到現(xiàn)代企業(yè)優(yōu)質(zhì)管理目的。 參考文獻(xiàn) [1] 吳 忠 智，吳加林.變頻器應(yīng)用手冊(cè)[M].北京:機(jī)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(jì)與維護(hù)[M].濟(jì)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(hù):PDF