摘要：工業(yè)離心機(jī)也叫分離機(jī)，通過離心力的作用完成混合物的固體或液體的分離工作。老式的工頻離心機(jī)電機(jī)的啟動(dòng)電流大、機(jī)械振動(dòng)大、啟停時(shí)間長(zhǎng)、工作效率低。采用變頻器控制離心機(jī)可以有效的減少啟動(dòng)時(shí)的沖擊電流，加減速時(shí)間可以根據(jù)負(fù)載和工藝要求任意設(shè)定，提高工作效率。本文介紹了安徽某化工廠采用四方V560系列變頻器對(duì)原有的離心機(jī)進(jìn)行改造，并取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：離心機(jī)，化工，變頻器，V560;

一、工業(yè)離心機(jī)工藝介紹

1.1 工業(yè)離心機(jī)簡(jiǎn)介

工業(yè)離心機(jī)主要通過離心力作用將固液分離, 一般由進(jìn)料、洗滌、脫水、括刀、卸料等幾個(gè)部分， 其中進(jìn)料、洗滌、括刀、卸料等部分是通過電磁閥、氣動(dòng)閥控制，離心釜是實(shí)現(xiàn)固液分離的主要部件，由一臺(tái)三相交流電機(jī)通過皮帶傳動(dòng)。根據(jù)工藝特點(diǎn)在開始階段物料主要是固液混合物，剛起動(dòng)時(shí)負(fù)載相對(duì)較大，當(dāng)達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速時(shí)液體在離心力的作用下由離心外側(cè)流出，這樣部分液體先被分離出來，隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的進(jìn)一步提高，負(fù)載也相應(yīng)減小。根據(jù)工藝要求，一般分為幾個(gè)不同轉(zhuǎn)速運(yùn)行以達(dá)到分離效果。

1.2工業(yè)離心機(jī)工藝要求

1) 實(shí)現(xiàn)離心機(jī)進(jìn)料、洗滌、脫水、刮刀四(多)段速度控制，進(jìn)料時(shí)運(yùn)行速度120r/min，洗滌使運(yùn)行200r/min，脫水時(shí)運(yùn)行速度960 r/min，刮刀時(shí)運(yùn)行速度500 r/min;

2) 為了提高生產(chǎn)效率，起動(dòng)和停車時(shí)間要短;

3) 電機(jī)在停車過程中能夠自行減速，不需任何外加阻力。

二、電氣配置方案

2.1傳統(tǒng)工頻方案

安徽某化工廠改造項(xiàng)目的工業(yè)離心機(jī)為一臺(tái)額定電流45KW，轉(zhuǎn)速為960 r/min 的6極電機(jī)，采用Y—△啟動(dòng)方式，電動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)帶帶動(dòng)回轉(zhuǎn)體運(yùn)轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)上的帶輪內(nèi)裝有摩擦式離心離合器，由繼電器和液力耦合器控制調(diào)速。

2.2變頻改造方案

離心機(jī)為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和機(jī)械慣性較大，變頻器的選型一般放大一檔使用，因此，我們選擇一臺(tái)四方V560系列55KW矢量型變頻器。將原電動(dòng)機(jī)側(cè)摩擦式離心離合器式的帶輪改為直接傳動(dòng)的普通帶輪。采用變頻器的多段速功能，對(duì)離心機(jī)進(jìn)料、洗滌、脫水、刮刀4個(gè)工作階段的轉(zhuǎn)速進(jìn)行精確控制。離心機(jī)的工作狀態(tài)采用原有的PLC控制系統(tǒng)，為變頻器提供離心機(jī)的工作狀態(tài)信號(hào)，變頻器的轉(zhuǎn)速設(shè)定在變頻器的多段速功能中設(shè)定。

三、工業(yè)離心機(jī)變頻系統(tǒng)方案

3.1系統(tǒng)主要配置：

V560-4T0550矢量變頻器、DBKU-4T0900制動(dòng)單元、18KW/8Ω制動(dòng)電阻

電氣圖如下：

上圖中，DI1/CM設(shè)置為變頻器啟動(dòng)停止控制端子，當(dāng)DI1與CM閉合時(shí)，則變頻器啟動(dòng)，若DI1與CM斷開時(shí)，變頻器為停止?fàn)顟B(tài)。

DI2～DI6端子為數(shù)字量信號(hào)端口，其公共端統(tǒng)一為CM，即與CM閉合導(dǎo)通有效。其中DI2、DI4、DI5端子設(shè)置為變頻器多段速控制，分別設(shè)置為DI2為進(jìn)料速度、DI3為洗滌速度、DI4為脫水速度、DI5為刮刀速度，DI6設(shè)置為故障復(fù)位。

L1、L2、L3為三相輸入，U、V、W為變頻器三相輸出。

TA/TB/TC為變頻器繼電器輸出端子，其中TA/TB為常閉端口，TA/TC為常開端口。根據(jù)實(shí)際電氣設(shè)計(jì)及其控制需要，客戶可以極其方便的選擇常閉或者常開端口為報(bào)警輸出。

P+、P-為變頻器外接制動(dòng)單元端口，制動(dòng)單元中POW端子接變頻器的24V電源，ENA 端子接變頻器CM接地端;P+、PB為外接制動(dòng)電阻端口。

3.2調(diào)試參數(shù)：

功能代碼	名稱	出廠值	設(shè)定值
F0.0.09	電機(jī)類型與控制模式選擇	0000	0000
F0.2.29	頻率設(shè)定1面板數(shù)字設(shè)定（進(jìn)料轉(zhuǎn)速）	0.0	10.00
F0.3.33	控制命令1	0	1
F0.4.44	直流抱閘控制	0	1
F0.4.45	直流抱閘/控制啟動(dòng)頻率/速度	2.00	1.00
F0.4.46	直流制動(dòng)作用時(shí)間	0.0	20.0
F0.4.47	直流抱閘/制動(dòng)注入電流	50.0	10.0
F1.0.03	加速時(shí)間1	5.0	100.0
F1.0.04	減速時(shí)間1	5.0	100.0
F1.1.13	載波頻率	6	4
F1.1.14	載波特性	0111	2111
F1.4.39	加/減速電流限制水平	160	200
F2.0.00~ F2.0.04	電機(jī)額定參數(shù)	按照電機(jī)實(shí)際參數(shù)設(shè)定
F2.2.52	矢量模式起動(dòng)勵(lì)磁時(shí)間	0.5	1
F2.2.53	電機(jī)參數(shù)測(cè)定（矢量自學(xué)習(xí)）	0	1
F3.0.00	多功能輸入端子DI1（啟動(dòng)）	0	7
F3.0.01	多功能輸入端子DI2（進(jìn)料）	0	1
F3.0.02	多功能輸入端子DI3（洗滌）	7	2
F3.0.03	多功能輸入端子DI4（脫水）	8	3
F3.0.04	多功能輸入端子DI5（刮刀）	13	4
F3.0.05	多功能輸入端子DI5（復(fù)位）	0	13
F6.0.00	第1運(yùn)行頻率（洗滌轉(zhuǎn)速）	5.00	20.00
F6.0.01	第2運(yùn)行頻率（脫水轉(zhuǎn)速）	10.00	50.00
F6.0.02	第3運(yùn)行頻率（刮刀轉(zhuǎn)速）	15.00	30.00

四、調(diào)試注意事項(xiàng)

1. 離心機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大，啟動(dòng)比較困難。因此變頻器的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩要盡可能的高，若在加速中出現(xiàn)過流、過載報(bào)警，應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)變頻器的加速時(shí)間。

2. 離心機(jī)的機(jī)械慣性較大，在減速過程中電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，因此，系統(tǒng)中必須加裝制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻。若運(yùn)行中出現(xiàn)減速過流、過壓報(bào)警或制動(dòng)電阻發(fā)熱嚴(yán)重，可適當(dāng)放大制動(dòng)電阻功率和延長(zhǎng)停車減速時(shí)間。

五、改造后的效果

工頻系統(tǒng)長(zhǎng)期使用存在的缺點(diǎn)：

l 起動(dòng)電流大：電機(jī)Y—△起動(dòng)電流為額定電流的2~3倍，大電流頻繁起動(dòng)極易造成電機(jī)溫度升高、絕緣老化快從而損壞電機(jī);

l 機(jī)械振動(dòng)大：?jiǎn)?dòng)和停止機(jī)械振動(dòng)大，維護(hù)、維修成本高;

l 啟、停時(shí)間長(zhǎng)：離心機(jī)機(jī)械慣性較大，摩擦力小，傳統(tǒng)的摩擦塊剎車，停車時(shí)間達(dá)200S;啟動(dòng)時(shí)需緩慢加速，每次起動(dòng)需要180s，啟動(dòng)和停車時(shí)間長(zhǎng)，工作效率低。

變頻系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)：

l 實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟啟動(dòng)，變頻器從0HZ開始啟動(dòng)，電流只有全壓?jiǎn)?dòng)的三分之一，有效減少了對(duì)電網(wǎng)的沖擊;

l 啟動(dòng)平滑，消除機(jī)械的沖擊，保護(hù)機(jī)械設(shè)備延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命;

l 有效縮短了起動(dòng)和停車的時(shí)間，啟動(dòng)時(shí)間100S，停車時(shí)間100S，提高了生產(chǎn)效率;

l 變頻器多段速功能，對(duì)離心機(jī)進(jìn)料、洗滌、脫水、刮刀4個(gè)工作階段的轉(zhuǎn)速進(jìn)行精確控制，省去了工頻系統(tǒng)中液力耦合器等部件;

l 系統(tǒng)采用變頻調(diào)速可以有效達(dá)到節(jié)能降耗，提高使用效率。

六、結(jié)束語

本文介紹了四方V560矢量型變頻器應(yīng)用在工業(yè)離心機(jī)的系統(tǒng)方案，通過變頻調(diào)速，可以根據(jù)不同工藝要求選擇多段速運(yùn)行，變頻控制實(shí)現(xiàn)電機(jī)的軟啟動(dòng)可以有效減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊，強(qiáng)勁的啟動(dòng)力矩和直流制動(dòng)、能耗制動(dòng)等功能，有效縮短了離心機(jī)啟動(dòng)和停車時(shí)間。該方案在現(xiàn)場(chǎng)取得了非常好的使用效果。

參考文獻(xiàn)：

1、《V560系列高性能矢量變頻器說明書》 深圳市四方電氣技術(shù)有限公司

2、李方圓. 變頻器行業(yè)應(yīng)用實(shí)踐，2006(1)