富士變頻器在水泥廠(chǎng)中的應用《富士變頻器》
前言：
????變頻調速技術(shù)具有調速范圍寬、傳動(dòng)效率高、節電顯著(zhù)等一系列優(yōu)點(diǎn) 20 世紀90年代以來(lái)變頻器在技術(shù)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(yè)應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(chǎng)在其技改項目中 對其生產(chǎn)線(xiàn)上的所有調速電機均使用富士制造的交流變頻器進(jìn)行變頻調速。作者參與了這一技術(shù)的實(shí)施下面就對此項目作一簡(jiǎn)要介紹。
????1變頻器的選用
????變頻器具有較多的品牌和種類(lèi) 性能價(jià)格相差很大。使用中要根據工藝環(huán)節的具體要求選用滿(mǎn)足性能要求的價(jià)格相對較低的品牌和種類(lèi)。變頻器可按以下多種方法進(jìn)行分類(lèi)。
????( 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(dòng)態(tài)響應速度相對較慢在電機高速運轉時(shí)能滿(mǎn)足設備恒功率的運行特性但在低速時(shí)難以滿(mǎn)足恒功率要求。工程型變頻器在其內部通過(guò)檢測設有自動(dòng)補償、自動(dòng)限制的環(huán)節在設備低速運轉時(shí)也可保持較好的特性實(shí)現閉環(huán)控制。在水泥廠(chǎng)喂料、卸料、窯轉速等工藝環(huán)節由于控制相對簡(jiǎn)單 要求不高 為降低價(jià)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(shū)本型 功率從0.2～37 kW 占用空間相對較小安裝時(shí)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(diǎn)且占用空間更大。選用時(shí)可根據受控電機功率及現場(chǎng)安裝條件選用合適類(lèi)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(chǎn)線(xiàn)上一般選用FC方式即可滿(mǎn)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(lèi) 要根據現場(chǎng)環(huán)境情況作出相應的選擇。
????變頻器選型時(shí) 應兼顧上述各點(diǎn)要求根據生產(chǎn)現場(chǎng)的情況正確選擇合適的形式;變頻器的容量選擇 應滿(mǎn)足在*大工作電流時(shí)不超過(guò)變頻器的過(guò)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(shí)還要考慮生產(chǎn)廠(chǎng)家的售后服務(wù)質(zhì)量等情況。
????根據變頻器的種類(lèi)、性能和價(jià)格和以上選型的要求結合水泥廠(chǎng)所有調速電機的現場(chǎng)實(shí)際情況我們選用富士一般工業(yè)用G11S 系列變頻器實(shí)施對調速電機的變頻調速改造。G11S系列變頻器的特點(diǎn)如下: 動(dòng)態(tài)轉矩矢量控制; 0.5Hz 輸出200% 高起動(dòng)轉矩; 使用PG 卡可達2/10 000 精度;具有在線(xiàn)自整定功能; 自帶RS- 485通訊卡可接各種現場(chǎng)總線(xiàn); 具豐富的保護功能與維護功能。
????2 變頻器的安裝
????水泥廠(chǎng)因生產(chǎn)線(xiàn)粉塵較大 調速機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備 生產(chǎn)現場(chǎng)時(shí)常無(wú)人且環(huán)境較差對設備不利。故在此水泥生產(chǎn)線(xiàn)上我們專(zhuān)門(mén)把變頻器安裝在電控室內 并配有專(zhuān)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(huán)境。
????變頻器控制線(xiàn)在安裝時(shí)采用屏蔽電纜并且在布線(xiàn)范圍內保證其與動(dòng)力線(xiàn)相距>0.1m相交時(shí)轉90°。為了避免變頻器控制信號受到干擾將控制線(xiàn)與動(dòng)力線(xiàn)放在不同的電纜托架(或線(xiàn)框)內。變頻器負載輸出線(xiàn)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的電纜長(cháng)度要求不能超過(guò)50m使用屏蔽電纜不能超過(guò)25m。這就必須要考慮變頻器到受控電機之間的距離問(wèn)題在此次安裝中碰到超過(guò)規定距離的情況。我們采取的措施有兩個(gè)其一是在超過(guò)規定距離的線(xiàn)路上串入電流值適合的出線(xiàn)電抗器;其二是加大變頻器功率一個(gè)等級。使用這兩種方法后 現場(chǎng)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(gè)根本保障措施?，F場(chǎng)中出現的許多問(wèn)題往往是參數的設置問(wèn)題而與設備本身無(wú)關(guān)由此可見(jiàn)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(chǎng)設置值未作改動(dòng) 證明所應用的7 臺電機的工作特性符合常規設備的特點(diǎn)。
????回轉窯變頻器在剛開(kāi)始調試時(shí)碰到了困難。剛開(kāi)始空載運行時(shí) 變頻器運轉正常;加上負載后變頻器頻率指示只有幾個(gè)赫茲 電機發(fā)熱不運轉 帶電1min 后 出現電流過(guò)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(wèn)題主要是參數設置不合理所造成。
????為了解決此問(wèn)題我們從分析回轉窯負載特點(diǎn)入手。啟動(dòng)時(shí)回轉窯內的物料處于正下方在窯啟動(dòng)并不斷加速的過(guò)程中 整個(gè)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(shí) 此時(shí)所需轉矩*大 這是個(gè)加速過(guò)程一個(gè)克服設備巨大慣性的過(guò)程。一旦驅動(dòng)電流克服了這種大慣性負載而啟動(dòng)起來(lái)維持正常運轉所需的驅動(dòng)能量及轉矩就很小了。根據以上特點(diǎn)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(dòng)機出力; 對于富士變頻器來(lái)說(shuō)應修改F04基本頻率這個(gè)參數因為它對于基本頻率的定義為達到額定電壓時(shí)的*低頻率。經(jīng)過(guò)現場(chǎng)實(shí)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(mǎn)足啟動(dòng)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(dòng)機損耗降低電動(dòng)機溫升避免造成過(guò)流保護。
????( 2)設置*低頻率。由于煤粉中經(jīng)?；煊懈鞣N雜物 啟動(dòng)時(shí)往往負荷較大除我們適當選大電動(dòng)機和變頻器容量外 關(guān)鍵是設定一個(gè)起動(dòng)頻率這樣有足夠的轉矩使電動(dòng)機正常啟動(dòng)。經(jīng)過(guò)現場(chǎng)的反復實(shí)驗把啟動(dòng)頻率設為5Hz。
????( 3)加減速時(shí)間設定。根據生產(chǎn)工藝的要求起動(dòng)時(shí)間和停車(chē)時(shí)間不能太快太快容易過(guò)流過(guò)壓現象 合理選擇加減速時(shí)間非常重要。原出廠(chǎng)設定為20 s現場(chǎng)根據啟停特點(diǎn) 啟動(dòng)時(shí)間為7 s停車(chē)時(shí)間為15 s。通過(guò)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(yǔ)
????( 1)經(jīng)過(guò)半年的安裝、調試。2010 年 安徽省安慶市海豚 水泥廠(chǎng)8臺調速電機經(jīng)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(chǎng)節能改造中優(yōu)勢顯著(zhù) 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。
