SY66650T45/SY6650T11变频器在卧式螺旋离心机的应用

2015-06-26

 

一、关键词:

      所涉及领域:化工、制药、食品、轻工、造纸、采矿等工业部门。(如碳酸钙、碳酸氢钙、聚氯乙烯、聚丙烯、大豆及花生蛋白的脱水、玉米酒精糟的脱水、次氯酸钙的分离、钛白粉的分级、淀粉浓缩分级、钻井污泥、造纸废水处理、城市污水处理、焦油脱渣、煤焦油的三相分离等等。)

      卧式螺旋离心机、离心机变频器 、共用直流母线。

 

二、引言:

       卧式螺旋离心机(简称卧螺离心机)如图1,广泛应用于石油、化工、冶金、医药、食品、轻工等部门。即可用于固体脱水和分级,也可用于液体的澄清,在离心机领域占有重要地位。由于这种离心机具有单机处理能力大、操作方便、能连续自动操作、劳动强度低、占地面积少以及维护费用低等优点,所以自上世纪五十年代以来,螺旋离心机在污泥脱水中得到广泛应用,逐渐取代其他脱水机械成为大型城市污水处理厂污泥脱水的首选设备。悬浮液通过在螺旋输送器中心的进料管进入高速旋转的转鼓内,由于离心力的作用,较重或较大的颗粒被抛向旋转的转鼓内壁,通过螺旋小端的喷射孔喷出转鼓,而较轻的固体颗粒及液相通过转鼓大头的溢流孔溢出转鼓。悬浮液由一台可实现无级调速的螺杆泵进料

   卧式螺旋卸料沉降离心机是一种连续操作的、利用沉降原理分离悬浮液的离心机。可在全速运转时连续进料、沉降、脱水。

                                                  

                                                                          图1 卧式螺旋离心机

 

三、卧式螺旋离心机对变频器应用技术的要求:

                                     

                                                                              图2 卧式螺旋离心机侧面图

  

     卧螺离心机用双电机驱动(如图2所示),与主动件相连的电机处于电动机工作状态为主电机,与从动件相连的电机由于转鼓差速的作用始终处于发电机状态的为副电机,两者的转速需要精确的配合。该传动方式早在60年代已应用于实验室,但这种传动方式几十年来没有在工业上获得广泛应用,究其原因:关键在于副电机再生的电能在当初的技术条件下不能合理利用。所以,在大多数情况下,卧螺离心机的副电机都被取消,而安装了涡流制动器。

随着电力电子技术的快速发展,,近年来离心机变频器的性能价格比大大提高,母线共连的方案也日趋成熟,上海都在探索双电机双变频器的驱动方案。在该方案中,主、副电机各用一台普通机变频器驱,直流母线用适当的方式并接,较好的解决副电机持续发电的问题。它的应用,在能源日益紧缺的今天,有着特别重要的意义。

  从发展趋势看,卧螺的传动已经从能耗严重的涡流制动发展到目前最主流的双电机双变频驱动。

 

四、系统构成:

 

 1、原理图如图3:

                                                     

  2、接线图如图4:

            

 

       在图4中,空气开关是每个离心机变频器的进线保护装置,它应该采用带辅助触点的空气开关,这主要是因为接触器的接通必须同时满足空气开关的辅助触点闭合和离心机变频器运行状态正常这两个条件,否则接触器就断开。

       由于实际工作现场的复杂环境往往会导致电网的波动并产生高次谐波,使用进线电抗器就能有效地避免这些因素对离心机专用变频器的影响,也可用于增加电源阻抗并帮助吸收附近设备投入工作时产生的浪涌电压和主电源的电压尖峰,从而最终保护离心机变频器的整流单元。

3、系统配置:

a) SY6650T45机离心机变频器控制主电机37kW,

b) SY6650T11机离心机变频器控制副电机7.5kW。

c) 离心机变频器动作由面板按钮来控制,频率调整由面板电位器控制。面板上有转速表,显示电机的实际转速,信号由离心机变频器模拟量输出信号提供。

4 共直流母线的处理方法:

  对于通用机变频器而言,采用共用直流母线很重要的一点就是在上电时必须充分考虑到变频器的控制、传动故障、负载特性和输入主回路保护等。下图所示为在其中一种应用比较广泛的方案。该方案包括3相进线(保持同一相位)、直流母线、通用变频器组、公共制动单元或能量回馈装置和一些附属元件。

                                     

                                                           图5 离心机专用变频器共用直流母线示意图

5、该方案有以下特点:

a) 使用一个完整的离心机专用变频器,而不是单纯使用传统意义上的整流桥加多个逆变器方案; 

b) 不需要有分离的整流桥、充电单元、电容组和逆变器;

c) 每一个离心机专用变频器都可以单独从直流母线中分离出来而不影响其他系统;

d) 通过连锁接触器来控制离心机专用变频器的DC到共用母线的联络;

e) 快熔来保护挂在直流母线上的离心机专用变频器的电容单元;

f) 所有挂在母线上的离心机专用变频器必须使用同一个三相电源。

为确保离心机专用变频器上电后顺利地挂上DC母线,或是在离心机专用变频器故障后快速地与DC母线断开以进一步缩小离心专用变频器故障范围,使用在该场合的离心机专用变频器必须要有信号24VDC或干触点信号输出,其输出信号至少包括:

1) 准备好信号:该信号输出有效则表示离心机专用变频器无故障,母线电压正常,可以接受启动命令;

2) 故障信号:该信号输出表示离心机专用变频器故障。

3) FU为半导体快速熔断器,额定电压通常可选700VDC,额定电流必须考虑到驱动电机在电动或制动时的最大能量,一般情况下可以额定负载的125%电流即可。

4) MC为直流接触器,额定电压可选650VDC,其额定电流同样须根据驱动电机制动时的最大电流来定,一般情况下可以选额定负载的120%电流。

 

五、参数设置:

           
           

六、调试结果:

       2011年05.26日,上海神源电气有限公司的技术研发部的人员在安徽合肥咯岗机场污水处理中心,改造了两台污水处理卧式螺旋离心分离机器,完全满足了现场工艺要求,得到客户的一致好评。

a) 改进后,电动机通过同步带带动转鼓旋转,电动机通过同步带带动大端轴旋转,大端轴与螺旋输送器相连,在大端轴的带动下螺旋输送器旋转;

b) 两个电动机分别带动转鼓与螺旋输送器旋转,转鼓与螺旋输送器之间的转差由变频器控制,转速差可以任意调节,能够实现无级调速;

c) 去掉了复杂的差速器,使机器结构简单,省去了易损易磨件,很少发生机械和电气故障,节约工时,检修方便,工作能力和可靠性提高;

d) 离心机改装变频器后,电动机启动电流减小,对电网没有冲击。在变频器的控制下确保离心机达到设定的转速,运转平稳,提高了泥浆分离效果;

e) 改造后采用再生发电式制动,装置内杜绝了高温点,增加安全系数。可解决离心机因惯性较大造成停车困难的问题,对安全生产极为有利。

七、结束语:

     采用上海神源电气有限公司设计生产的无感矢量VF6650系列离心机专用变频器,通过共直流母线的方式控制卧式螺旋离心机,具有如下特点:

a) 低速力矩大,启动平稳;

b) 节能,共用母线双电机双变频器驱动在卧螺离心机上广泛应用,即主、副电机各用一台普通变频器驱动,其直流母线用适当的方式并接,较好的解决了这个问题,在能源日益紧缺的今天,有特别重要的意义;

c) 调整方便,适用范围更广;

d) 简化机械结构,减少故障率。