富士變頻器在水泥廠中的應(yīng)用《富士變頻器》
前言：
????變頻調(diào)速技術(shù)具有調(diào)速范圍寬、傳動效率高、節(jié)電顯著等一系列優(yōu)點(diǎn) 20 世紀(jì)90年代以來變頻器在技術(shù)性能上已有了很大的提高 推廣應(yīng)用的條件已很成熟 在我國水泥行業(yè)應(yīng)用取得了許多成功的經(jīng)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(chǎn)線上的所有調(diào)速電機(jī)均使用富士制造的交流變頻器進(jìn)行變頻調(diào)速。作者參與了這一技術(shù)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(jù)工藝環(huán)節(jié)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(jìn)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(huán)控制方式動態(tài)響應(yīng)速度相對較慢在電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時能滿足設(shè)備恒功率的運(yùn)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(nèi)部通過檢測設(shè)有自動補(bǔ)償、自動限制的環(huán)節(jié)在設(shè)備低速運(yùn)轉(zhuǎn)時也可保持較好的特性實現(xiàn)閉環(huán)控制。在水泥廠喂料、卸料、窯轉(zhuǎn)速等工藝環(huán)節(jié)由于控制相對簡單 要求不高 為降低價格、便于維護(hù)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(jī)/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(diǎn)且占用空間更大。選用時可根據(jù)受控電機(jī)功率及現(xiàn)場安裝條件選用合適類型。
????( 3)從調(diào)速范圍及精度可分為三種: ①變頻器FC( 頻率控制) 調(diào)速范圍1∶25;②變頻器VC( 矢量控制)調(diào)速范圍1∶100～1∶1000; ③變頻器SC( 伺服控制)調(diào)速范圍1∶4000～1∶1000。在水泥生產(chǎn)線上一般選用FC方式即可滿足生產(chǎn)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(yīng)根據(jù)要求做出正確的選擇; 從變頻器的防護(hù)等級可分為IP00和IP54 二類 要根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境情況作出相應(yīng)的選擇。
????變頻器選型時 應(yīng)兼顧上述各點(diǎn)要求根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場的情況正確選擇合適的形式;變頻器的容量選擇 應(yīng)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(shè)備配用的變頻器的規(guī)格應(yīng)盡可能統(tǒng)一以利于備品備件的準(zhǔn)備 便于維修管理; 同時還要考慮生產(chǎn)廠家的售后服務(wù)質(zhì)量等情況。
????根據(jù)變頻器的種類、性能和價格和以上選型的要求結(jié)合水泥廠所有調(diào)速電機(jī)的現(xiàn)場實際情況我們選用富士一般工業(yè)用G11S 系列變頻器實施對調(diào)速電機(jī)的變頻調(diào)速改造。G11S系列變頻器的特點(diǎn)如下: 動態(tài)轉(zhuǎn)矩矢量控制; 0.5Hz 輸出200% 高起動轉(zhuǎn)矩; 使用PG 卡可達(dá)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(xiàn)場總線; 具豐富的保護(hù)功能與維護(hù)功能。
????2 變頻器的安裝
????水泥廠因生產(chǎn)線粉塵較大 調(diào)速機(jī)械大多安裝在室外或庫下環(huán)境較其它行業(yè)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(shè)備 生產(chǎn)現(xiàn)場時常無人且環(huán)境較差對設(shè)備不利。故在此水泥生產(chǎn)線上我們專門把變頻器安裝在電控室內(nèi) 并配有專用的除塵、降溫設(shè)備盡可能保證提供設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需的環(huán)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(nèi)保證其與動力線相距>0.1m相交時轉(zhuǎn)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(nèi)。變頻器負(fù)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(chǎn)生干擾。
????通常變頻器連接到電機(jī)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(jī)之間的距離問題在此次安裝中碰到超過規(guī)定距離的情況。我們采取的措施有兩個其一是在超過規(guī)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(xiàn)場設(shè)備使用正常。
????3參數(shù)設(shè)置與調(diào)試
????變頻器參數(shù)的設(shè)置及調(diào)試工作是設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的一個根本保障措施?，F(xiàn)場中出現(xiàn)的許多問題往往是參數(shù)的設(shè)置問題而與設(shè)備本身無關(guān)由此可見合理正確設(shè)置參數(shù)很重要。在此次調(diào)試**使用了8 臺變頻器 功率范圍從2.5 ～110 kW。除了回轉(zhuǎn)窯用的一臺變頻器(110 kW)外 其余7 臺在調(diào)試中 參數(shù)均為出廠設(shè)置值未作改動 證明所應(yīng)用的7 臺電機(jī)的工作特性符合常規(guī)設(shè)備的特點(diǎn)。
????回轉(zhuǎn)窯變頻器在剛開始調(diào)試時碰到了困難。剛開始空載運(yùn)行時 變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)正常;加上負(fù)載后變頻器頻率指示只有幾個赫茲 電機(jī)發(fā)熱不運(yùn)轉(zhuǎn) 帶電1min 后 出現(xiàn)電流過大錯誤提示變頻器不再工作。針對上述現(xiàn)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(shù)設(shè)置不合理所造成。
????為了解決此問題我們從分析回轉(zhuǎn)窯負(fù)載特點(diǎn)入手。啟動時回轉(zhuǎn)窯內(nèi)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(nèi)的物料克服自身慣性而升速當(dāng)物料偏移正下方*大角度時 此時所需轉(zhuǎn)矩*大 這是個加速過程一個克服設(shè)備巨大慣性的過程。一旦驅(qū)動電流克服了這種大慣性負(fù)載而啟動起來維持正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需的驅(qū)動能量及轉(zhuǎn)矩就很小了。根據(jù)以上特點(diǎn)在參數(shù)設(shè)置上采取了以下措施。
????( 1)在低頻段適當(dāng)提高V/F 的值 這樣有利于提高電動機(jī)出力; 對于富士變頻器來說應(yīng)修改F04基本頻率這個參數(shù)因為它對于基本頻率的定義為達(dá)到額定電壓時的*低頻率。經(jīng)過現(xiàn)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(yīng)小于10。這樣做能減小電動機(jī)損耗降低電動機(jī)溫升避免造成過流保護(hù)。
????( 2)設(shè)置*低頻率。由于煤粉中經(jīng)?；煊懈鞣N雜物 啟動時往往負(fù)荷較大除我們適當(dāng)選大電動機(jī)和變頻器容量外 關(guān)鍵是設(shè)定一個起動頻率這樣有足夠的轉(zhuǎn)矩使電動機(jī)正常啟動。經(jīng)過現(xiàn)場的反復(fù)實驗把啟動頻率設(shè)為5Hz。
????( 3)加減速時間設(shè)定。根據(jù)生產(chǎn)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(xiàn)象 合理選擇加減速時間非常重要。原出廠設(shè)定為20 s現(xiàn)場根據(jù)啟停特點(diǎn) 啟動時間為7 s停車時間為15 s。通過上述設(shè)置 回轉(zhuǎn)窯變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)正常 電流、電壓指標(biāo)正常。
????4結(jié)語
????( 1)經(jīng)過半年的安裝、調(diào)試。2010 年 安徽省安慶市海豚 水泥廠8臺調(diào)速電機(jī)經(jīng)變頻器調(diào)速改造后，所用富士G11S 系列變頻器一直運(yùn)轉(zhuǎn)正常未出現(xiàn)任何故障。
????( 2)從應(yīng)用情況看 變頻調(diào)速是在水泥廠節(jié)能改造中優(yōu)勢顯著 但在應(yīng)用中 要合理選型正確安裝做好變頻器參數(shù)設(shè)置與調(diào)試以取得良好的使用效果。
