一、選擇變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)相對(duì)于工頻驅(qū)動(dòng)電機(jī)的好處
1、電機(jī)工頻啟動(dòng)時(shí),瞬間電流高達(dá)額定電流的6~10倍,容易對(duì)電網(wǎng)造成影響,同時(shí)頻繁工頻啟動(dòng)電機(jī)容易對(duì)電機(jī)受損。而變頻器啟動(dòng)電流一般都小于電機(jī)額定電流,在過(guò)載啟動(dòng)時(shí)也能把電流限制在200%以內(nèi)。
2、密煉機(jī)運(yùn)行周期一般到3~6min,其中高過(guò)載運(yùn)行時(shí)間一般在2%左右,即3.6s-7.2s,分兩至三次進(jìn)行,每次轉(zhuǎn)矩響應(yīng)要求在毫秒級(jí)時(shí)間內(nèi)進(jìn)行,工頻控制沖擊大,變頻矢量控制可有效解決此問(wèn)題。
3、變頻器控制時(shí),高功率因數(shù),可以節(jié)約能量,避免能量浪費(fèi)。
4、變頻器可以無(wú)級(jí)調(diào)速,變頻器控制異步電機(jī)可完全替代雙速電機(jī)以及直流電機(jī)??山鉀Q直流電機(jī)維護(hù)不便的問(wèn)題,且無(wú)需變壓器,無(wú)功補(bǔ)償諧波治理裝置。在成本上,維護(hù)上都有較大優(yōu)勢(shì)。對(duì)密煉機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)在成本上做的分析,如下表所示:
表1、投入對(duì)比:
系統(tǒng)
比較 項(xiàng)目 |
A.直流電機(jī)+直流驅(qū)動(dòng)器 |
B.交流低壓電機(jī)+交流低壓變頻器(690V級(jí)) |
C.交流高壓電機(jī)+交流高壓變頻器 |
|||
描述 |
價(jià)格(萬(wàn)元) |
描述 |
價(jià)格(萬(wàn)元) |
描述 |
價(jià)格(萬(wàn)元) |
|
a.進(jìn)線變壓器 |
2500KVA變壓器一臺(tái) |
20 |
2500KVA變壓器一臺(tái) |
20 |
無(wú) |
0 |
b.驅(qū)動(dòng)器 |
直流驅(qū)動(dòng)柜一套輸入660V額定電流2000A過(guò)載200%1分鐘 |
21 |
690V級(jí)低壓變頻一套(閉環(huán))額定功率1500KW過(guò)載200%1分鐘 |
120 |
6000V/10KV高壓變頻器一套1500KW過(guò)載能力200%1分鐘 |
100 |
c.電線電纜 |
3*240mm2電纜900m |
21 |
3*240mm2電纜900m |
21 |
3*70mm2高壓電纜300m |
7 |
d.電動(dòng)機(jī) |
直流電機(jī)一臺(tái)750V1500KW |
45 |
鼠籠式交流電機(jī)一臺(tái)690V1700KW |
45 |
高壓鼠籠式交流電機(jī)一臺(tái)6000V/10KV1500KW |
45 |
e.諧波抑制裝置 |
需根據(jù)電網(wǎng)要求配諧波抑制裝置 |
20 |
需根據(jù)電網(wǎng)要求配諧波抑制裝置 |
20 |
無(wú) |
0 |
f.其它 |
變壓器房 |
20 |
變壓器房 |
20 |
無(wú) |
0 |
一次性總投入金額
A.直流電機(jī)+直流驅(qū)動(dòng)器
a+b+c+d+e+f=161萬(wàn)
B.交流低壓電機(jī)+交流低壓變頻器(690V級(jí))
a+b+c+d+e+f=242萬(wàn)
C.交流高壓電機(jī)+交流高壓變頻器
a+b+c+d+e+f=152萬(wàn)
表2:維護(hù)使用對(duì)比
系統(tǒng) 設(shè)備 |
A.直流電機(jī)+直流驅(qū)動(dòng)器 |
B.交流低壓電機(jī)+低壓變頻器 |
C.交流高壓電機(jī)+高壓變頻器 |
電機(jī) |
有電刷,需要定期維護(hù);對(duì)空氣濕度要求高;故障頻率高;對(duì)維修人員的技術(shù)要求高 |
諧波分量大,功率因數(shù)低,電機(jī)發(fā)熱高,定子線圈容易老化 |
諧波分量小,功率因數(shù)高,電機(jī)壽命長(zhǎng),無(wú)需日常維護(hù) |
驅(qū)動(dòng)器 |
損壞時(shí)必須停機(jī)檢修 |
損壞時(shí)必須停機(jī)檢修 |
當(dāng)功率單元損壞,不停機(jī),不降額,保證出料 |
變壓器 |
需定期維護(hù)保養(yǎng)檢測(cè),一般0.5~1年/次 |
需定期維護(hù)保養(yǎng)檢測(cè),一般0.5~1年/次 |
無(wú) |
電纜 |
發(fā)熱大容易老化,更新時(shí)間短;電纜接頭接觸電流大,容易壞 |
發(fā)熱大容易老化,更新時(shí)間短;電纜接頭接觸電流大,容易老化 |
電流小發(fā)熱量小,使用壽命長(zhǎng);電纜接頭接觸電流小,不易損壞 |
由上表可知使用高壓變頻驅(qū)動(dòng)電機(jī)無(wú)論在一次性投入還是維護(hù)成本上都有明顯的優(yōu)勢(shì)。
二、雷諾爾高壓變頻調(diào)速裝置密煉機(jī)行業(yè)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)
1、雷諾爾密煉機(jī)專用高壓變頻調(diào)速裝置是雷諾爾專為橡膠行業(yè)密煉機(jī)等重負(fù)載系統(tǒng)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的高壓變頻調(diào)速裝置,該產(chǎn)品集國(guó)際最尖端的電力電子技術(shù)和矢量控制技術(shù)為一體,不僅與國(guó)際高端變頻調(diào)速裝置具備同樣優(yōu)異的控制性能,同時(shí)還結(jié)合中國(guó)的使用環(huán)境等特色,尤其針對(duì)密煉機(jī)等重負(fù)載系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域所采取了諸多特殊措施,使其在產(chǎn)品的可靠性、環(huán)境適應(yīng)性以及客戶個(gè)性化等方面都能充分滿足橡膠行業(yè)密煉機(jī)及其他類似的重負(fù)載應(yīng)用場(chǎng)合的各種需求。
2、雷諾爾系列密煉機(jī)專用高壓變頻調(diào)速裝置采用單元模塊串聯(lián)多電平技術(shù),屬于電壓源型變頻器,功率單元采用交-直-交方式,可靠性高、易操作。
電網(wǎng)電壓經(jīng)變壓器隔離移相后為功率單元供電,每個(gè)功率單元為一個(gè)單相交-直-交電壓型逆變器,單元串聯(lián)星接后形成三相變頻電源給高壓電動(dòng)機(jī)供電。根據(jù)串聯(lián)單元級(jí)數(shù)的不同,產(chǎn)品分為6kV、10kV兩個(gè)系列。主變壓器采用移相整流方式,輸入功率因數(shù)高,輸入電壓電流諧波滿足IEEE519-1992和GB/T 14549-93對(duì)電壓和電流最嚴(yán)格的諧波失真要求。無(wú)需任何功因補(bǔ)償和諧波抑制裝置。變頻器輸出采用多重化PWM技術(shù),輸出為近乎完美的正弦波,無(wú)須加輸出濾器。電動(dòng)機(jī)諧波損耗小,轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小,無(wú)明顯電動(dòng)機(jī)噪聲。電動(dòng)機(jī)不需降額使用。輸出dv/dt和共模電壓小,對(duì)電動(dòng)機(jī)無(wú)附加電應(yīng)力損害。
3、雷諾爾高壓變頻調(diào)速裝置技術(shù)特點(diǎn)
1)變頻裝置采用最新設(shè)計(jì)制造技術(shù),內(nèi)部元器件采用優(yōu)質(zhì)進(jìn)口元器件,使用壽命長(zhǎng),系統(tǒng)設(shè)計(jì)最簡(jiǎn)化,提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性,確保了整套變頻器質(zhì)量;
2)高性能的控制器集成了DSP、FPGA、CPLD、PLC器件,分工明確,安全可靠。
3)集成設(shè)計(jì)了內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器和模糊控制調(diào)節(jié)器,進(jìn)行閉環(huán)控制,也可以使用外置調(diào)節(jié)器進(jìn)行閉環(huán)控制。
4)控制器系統(tǒng)遠(yuǎn)程通信監(jiān)控接口為RS232/RS485,可以靈活支持Modbus、Profibus等通信協(xié)議。
5)高壓主電源欠壓達(dá)到65%時(shí)不停機(jī),變頻器自動(dòng)降額運(yùn)行,待電壓恢復(fù)正常后再自動(dòng)回到原來(lái)設(shè)定的速度
6)采用控制技術(shù),通過(guò)矢量算法在輸出電壓矢量上疊加可控的高頻分量,使電機(jī)產(chǎn)生更大的阻力矩,加快電機(jī)的制動(dòng),大大減少了降速時(shí)間。
7)電網(wǎng)瞬間失電后來(lái)電可以自動(dòng)再啟動(dòng)。
8)完善的功率單元保護(hù)和系統(tǒng)保護(hù),故障診斷定位準(zhǔn)確,歷史故障記錄和運(yùn)行記錄完備。
9)PCB板自動(dòng)焊接生產(chǎn)線,大大確保了PCB板質(zhì)量,真正做到了把質(zhì)量牢牢把握在自己手中。
以上技術(shù)特點(diǎn)使得產(chǎn)品的性能和可靠性都得以大幅度提升,部分性能已和國(guó)際知名廠家的產(chǎn)品相近。
4、密煉機(jī)專用個(gè)性化設(shè)計(jì)
○ 矢量開(kāi)環(huán)/閉環(huán)控制方式
○ 滿足密煉機(jī)過(guò)載要求
○ 滿足周期性負(fù)載要求
○ 滿足密煉機(jī)變速煉膠要求
○ 滿足系統(tǒng)速度穩(wěn)定性要求
○ 滿足密煉機(jī)工藝需求,用戶專用第二控制器(溫度模式、時(shí)間模式、功率模式、粘度均衡模式建立數(shù)字模型)
5、雷諾爾密煉機(jī)專用高壓變頻調(diào)速裝置在密煉機(jī)上獨(dú)特技術(shù)優(yōu)勢(shì):
1)采用矢量控制方式,控制精度高、響應(yīng)速度快,有效提高生產(chǎn)自動(dòng)化水平,改進(jìn)生產(chǎn)工藝,滿足密煉機(jī)負(fù)載安全運(yùn)行要求;
2)硬件配置高,過(guò)載能力強(qiáng),2倍過(guò)載可持續(xù)一分鐘,滿足密煉機(jī)周期性過(guò)載需要;
3)運(yùn)算方法,提供足夠高的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩,根據(jù)不同的生產(chǎn)工藝,通過(guò)直接調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)節(jié)能,減輕主設(shè)備及相應(yīng)輔助設(shè)備磨損,使設(shè)備維護(hù)周期變長(zhǎng),延長(zhǎng)設(shè)備運(yùn)行壽命;
4)幾乎不含高次諧波,不對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生污染,對(duì)電機(jī)無(wú)損害,無(wú)需配置電網(wǎng)濾波裝置,提高功率因數(shù)至0.96,降低無(wú)功損耗;
5)附帶電機(jī)軟啟動(dòng)功能,降低電機(jī)啟動(dòng)電流,降低電機(jī)啟動(dòng)沖擊,降低運(yùn)行噪音;
6)采用載波技術(shù),使密煉機(jī)軸系統(tǒng)幾乎感受不到脈動(dòng)力矩,降低密煉機(jī)設(shè)備的振動(dòng),降低設(shè)備發(fā)熱,延長(zhǎng)設(shè)備壽命;
7)豐富多變的機(jī)械特性曲線,可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速,滿足不同機(jī)械及膠料的工藝要求滿足變速煉膠工藝需求;
8)集成多種現(xiàn)場(chǎng)控制方法,依據(jù)不同現(xiàn)場(chǎng)需要,靈活配置相應(yīng)的控制方法,且軟件儲(chǔ)存空間大,可擴(kuò)展能力強(qiáng);
9)系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì),使用方便,用戶僅需提供電纜接線即可;
10)觸發(fā)采用光纖形式,柜內(nèi)高低壓徹底隔離,安全性好,抗干擾能力強(qiáng);
6、為用戶帶來(lái)效益:
1)節(jié)電效果:現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)密煉機(jī)的節(jié)能效果在18%左右。
2)延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命:降低密煉機(jī)啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)和電機(jī)的沖擊,主設(shè)備及相應(yīng)輔助設(shè)備(如機(jī)械傳動(dòng)部分、軸承等)磨損較以前減輕,維護(hù)周期變長(zhǎng),設(shè)備運(yùn)行壽命延長(zhǎng)。
3)提升產(chǎn)品品質(zhì):生產(chǎn)自動(dòng)化水平提高,生產(chǎn)工藝得到改進(jìn)。在工藝上可保證密練機(jī)的高精度轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié),負(fù)載突變情況下轉(zhuǎn)速不丟失,使得工藝控制更加穩(wěn)定,生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量得到保證。
4)降低現(xiàn)場(chǎng)噪音:噪音大大減小,改善工作環(huán)境條件,現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員反映良好。
5)提高功率因數(shù):原電機(jī)直接由工頻驅(qū)動(dòng)時(shí),采用無(wú)功補(bǔ)償,其實(shí)際運(yùn)行功率因數(shù)為0.92。采用高壓變頻調(diào)節(jié)系統(tǒng)后,電源側(cè)的功率因數(shù)可提高到0.96以上,無(wú)需無(wú)功補(bǔ)償裝置就能大大的減少無(wú)功功率,滿足電網(wǎng)要求,可進(jìn)一步節(jié)約上游設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用。
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