化纖生產(chǎn)線是粘膠紡絲類基礎(chǔ)行業(yè),同時也是耗能大戶,其主要生產(chǎn)工藝都是通過各種泵、攪拌機、空氣壓縮機來完成,F(xiàn)在倡導(dǎo)節(jié)約型社會的今天,而能源的浪費卻相當(dāng)?shù)捏@人。目前,這些粘膠泵、水泵和空氣壓縮機大都處于電動機驅(qū)動恒速運轉(zhuǎn)狀態(tài),還有企業(yè)在運行系統(tǒng)設(shè)計時,容量選擇的較大,系統(tǒng)匹配不合理,往往是“大馬拉小車”,造成大量的資源浪費。如將占絕對多數(shù)的非調(diào)速型電機改成調(diào)速運行,使其耗電量實現(xiàn)隨負(fù)荷大小而變化,則可節(jié)約大量能源,將產(chǎn)生顯著的節(jié)能效果。現(xiàn)代電力電子技術(shù)、交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展使得交流電動機變頻調(diào)速在頻率范圍、動態(tài)響應(yīng)、精度要求和使用效果等方面發(fā)生了巨大的發(fā)展,F(xiàn)在凡是可變轉(zhuǎn)速的拖動電動機都可以用變頻來調(diào)速從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的,據(jù)我們對生產(chǎn)耗電能統(tǒng)計,每季度可節(jié)電量34%以上。因此,交流調(diào)速技術(shù)在化纖行業(yè)中的應(yīng)用具有廣闊的發(fā)展空間。
一、變頻器調(diào)速運行的節(jié)能原理
實現(xiàn)變頻調(diào)速的裝置稱為變頻器。變頻器一般由整流器、濾波器、驅(qū)動電路、保護(hù)電路以及控制器(MCU/DSP)等部分組成。首先將單相或三相交流電源通過整流器并經(jīng)電容濾波后,形成幅值基本固定的直流電壓加在逆變器上,利用逆變器功率元件的通斷控制,使逆變器輸出端獲得一定形狀的矩形脈沖波形。在這里,通過改變矩形脈沖的寬度控制其電壓幅值;通過改變調(diào)制周期控制其輸出頻率,從而在逆變器上同時進(jìn)行輸出電壓和頻率的控制,而滿足變頻調(diào)速對U/f協(xié)調(diào)控制的要求。PWM的優(yōu)點是能消除或抑制低次諧波,使負(fù)載電機在近正弦波的交變電壓下運行,轉(zhuǎn)矩脈沖小,調(diào)速范圍寬。
二、變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的設(shè)計
變頻調(diào)速器的控制可以是自動的,也可以是手動的。目前,我們在粘膠泵控制系統(tǒng)中使用的調(diào)速技術(shù),大部分是在開環(huán)狀態(tài)下,即人為地根據(jù)工藝或外界條件的變化來改變變頻器的頻率值,已達(dá)到調(diào)速的目的。部分采用閉環(huán)調(diào)速控制。
異步電機調(diào)速有許多方法,如變極調(diào)速、變轉(zhuǎn)差率調(diào)速和變頻調(diào)速等。前兩種轉(zhuǎn)差損耗大,效率低,對電機特性來說都有一定的局限性。變頻調(diào)速是通過改變定子電源的頻率來改變同步頻率實現(xiàn)電機調(diào)速的。在調(diào)速的整個過程中,從高速到低速可以保持有限的轉(zhuǎn)差率,因而具有高效、調(diào)速范圍寬( 10 ~ 100 %)和精度高等性能,節(jié)電效果可達(dá)到 30 ~ 40 %。變頻調(diào)速有兩種方法:一是交-直-交變頻(如圖一),適用于高速小容量電機;二是交-交變頻。適用于低速大容量拖動系統(tǒng)。
三、變頻具體注意事項
變頻器對線路及電氣設(shè)備的過載、欠電壓和短路斷路進(jìn)行保護(hù),并具有分級選擇保護(hù);能直接啟動電動機,并保護(hù)電動機,發(fā)動機和整流裝置等免受過載、短路和欠電壓等不正常情況的危害。由于化纖生產(chǎn)線周圍整體環(huán)境惡劣、含有一定濃度的腐蝕性氣體,即使加上抽排風(fēng),各種外露的金屬還是氧化腐蝕、脫落嚴(yán)重,這對變頻器等各種電器設(shè)備是一種嚴(yán)重考驗。變頻器產(chǎn)生故障的原因是多方面的,即使是同一原因,也會出現(xiàn)不同的故障現(xiàn)象,故障產(chǎn)生后為了盡早恢復(fù)正常,必須根據(jù)故障的特征、錯誤代碼進(jìn)行及時故障排除。在一次全廠秋季檢查停電中,供給紡絲車間一臺變頻器 M440 停電后再送電時,由于停電時間比較長,這些老舊設(shè)備在惡劣環(huán)境下自身損壞嚴(yán)重,停電后室溫變低,相對濕度變高在設(shè)備上電路表面產(chǎn)生凝露,啟動失靈。只好更換一個新備臺繼續(xù)使用,最后經(jīng)過干燥,清掃處理后它又重新可以使用了。有必要對變頻器進(jìn)行定期清理檢修維護(hù)。
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