英威騰GD5000高壓變頻器在山東某新材料公司高效渦流磨機(jī)上的應(yīng)用
渦流磨機(jī)是利用底部回轉(zhuǎn)盤高速運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力使磨料在固定槽作用下產(chǎn)生強(qiáng)力摩擦,形成螺旋式渦流運(yùn)動(dòng),使磨料產(chǎn)生高速回轉(zhuǎn)摩擦和螺旋翻轉(zhuǎn),在短時(shí)間除毛刺或拋光,達(dá)到理想的加工效果。傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)方案常使用電機(jī)+液力耦合器或者電機(jī)+水阻的方式進(jìn)行軟起和調(diào)速,由于液耦和水阻本身故障點(diǎn)多,維護(hù)困難,還伴有大量的能量浪費(fèi),同時(shí)啟動(dòng)力矩小,對(duì)于研磨機(jī)這樣的重載設(shè)備來說容易造成電機(jī)堵轉(zhuǎn),系統(tǒng)穩(wěn)定性差。因此使用高壓變頻器對(duì)重載設(shè)備進(jìn)行工藝改善具有十分重要的意義。
1.項(xiàng)目概述
山東某新材料股份有限公司始建于2003年,是我國(guó)纖維素醚及碳水化合物重點(diǎn)生產(chǎn)研發(fā)基地,也是全國(guó)唯一一家既生產(chǎn)離子型又生產(chǎn)非離子型纖維素的企業(yè),公司目前擁有9條現(xiàn)代化生產(chǎn)線,主導(dǎo)產(chǎn)品有羥丙基甲基纖維素、聚陰離子纖維素等產(chǎn)品。
2014年,該企業(yè)新建的某條玻璃纖維生產(chǎn)線上的一臺(tái)用來研磨原料的渦流磨機(jī)需要選擇驅(qū)動(dòng)方案,經(jīng)過我司技術(shù)人員實(shí)地現(xiàn)場(chǎng)考察分析以及我司多年行業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),迅速為其制定了一套變頻解決方案。該公司經(jīng)多方考察和權(quán)衡,最終選擇了我司GD5000高壓變頻器進(jìn)行項(xiàng)目建設(shè)。
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2.工藝描述
該企業(yè)生產(chǎn)玻璃纖維采用的是一次成型-池窯拉絲法,該工藝過程比較簡(jiǎn)單,其工藝流程圖如下所示:
池窯拉絲法是把葉臘石等均化后的原料研磨成粉,然后在窯爐高溫環(huán)境下熔制成玻璃溶液,排除氣泡后經(jīng)通路運(yùn)送至多孔漏板,高速拉制成玻纖原絲。
3.系統(tǒng)方案
變頻系統(tǒng)配置如下表所示:
現(xiàn)場(chǎng)渦流磨機(jī)采用一拖一變頻控制方案。高壓變頻器接于電壓為10 KV的主動(dòng)力電源系統(tǒng),用于電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速。為了增加運(yùn)行安全性,變頻器另加一套旁路系統(tǒng),設(shè)計(jì)方案如下:
高效渦流磨機(jī)系統(tǒng)主要由用戶高壓開關(guān)柜,GD5000高壓變頻器,驅(qū)動(dòng)電機(jī),磨機(jī),等設(shè)備組成,變頻狀態(tài)下,旁路柜刀閘狀態(tài)是QS1,QS2閉合,QS3斷開,當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障或者檢修時(shí),斷開QS1,QS2,閉合QS3磨機(jī)工頻運(yùn)行,旁路柜完全遵循柜體“五防”設(shè)計(jì)要求,保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
4.GD5000應(yīng)用特點(diǎn)
4.1 低頻大轉(zhuǎn)矩
GD5000系列高壓變頻器采用目前最為先進(jìn)的矢量控制算法以及轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償技術(shù),在低頻狀態(tài)(1Hz)下使電機(jī)轉(zhuǎn)矩高達(dá)150%~200%Te,非常適合研磨機(jī)這樣的重載設(shè)備。
4.2 輸入輸出“完美無諧波”
GD5000系列高壓變頻器設(shè)計(jì)時(shí)遵循了最嚴(yán)格的電壓、電流諧波畸變標(biāo)準(zhǔn)IEEE 519 1992,輸入側(cè)通過移相變壓器進(jìn)行多脈沖整流(10kV為48脈沖),網(wǎng)側(cè)電流諧波小,其THD≤2%;輸出采用了多重化PWM技術(shù),輸出為近乎完美的正弦波,無需加裝輸出濾波器,電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小,輸出dV/dt和共模電壓小,對(duì)電動(dòng)機(jī)無應(yīng)力損害,其輸出電流THD≤2%。
4.3 高功率因素與高效率
GD5000高壓變頻器在滿載時(shí),系統(tǒng)在沒有使用任何外部功率因素補(bǔ)償裝置的情況下,功率因素≥0.97;整機(jī)效率≥0.96,對(duì)于新建項(xiàng)目可減小前級(jí)變壓器的容量,節(jié)省成本。
4.4 LVRT低電壓穿越技術(shù)
GD5000系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)具有AVR(電壓自動(dòng)調(diào)節(jié))功能,在母線電壓頻繁波動(dòng)的場(chǎng)合,系統(tǒng)輸出穩(wěn)定。電網(wǎng)電壓在-15% ~ +10%之間波動(dòng),系統(tǒng)仍能滿載輸出;電網(wǎng)電壓在-50% ~-15%之間波動(dòng),系統(tǒng)不停機(jī),降額運(yùn)行。系統(tǒng)運(yùn)行過程中,在設(shè)置的時(shí)間內(nèi)(0~5s可設(shè)置)掉電,系統(tǒng)不停機(jī),而且電網(wǎng)恢復(fù)正常后能自行啟動(dòng),避免了系統(tǒng)電源瞬間掉電時(shí)因停機(jī)造成的影響。
4.5 全頻段轉(zhuǎn)速追蹤
GD5000系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)在無速度傳感器的情況下能精準(zhǔn)追蹤電機(jī)當(dāng)前的轉(zhuǎn)速與方向,可輕松實(shí)現(xiàn)飛車啟動(dòng)。
4.6 強(qiáng)大的過載能力
GD5000系列高壓變頻器在選擇器件時(shí)留有充足的裕量,在120%額定電流的情況下可持續(xù)運(yùn)行2分鐘,150%額定電流持續(xù)5s,200%額定電流則立即保護(hù)。
?4.7 支持遠(yuǎn)程/就地操作
GD5000系列高壓變頻器支持兩種操作方式:就地和遠(yuǎn)程。就地狀態(tài)下,可通過控制面板上的觸摸屏對(duì)變頻器進(jìn)行操作;遠(yuǎn)程狀態(tài)下,可通過用戶多功能端子或者現(xiàn)場(chǎng)總線對(duì)變頻器進(jìn)行設(shè)置和監(jiān)控。
4.8 完善的保護(hù)功能
GD5000系列高壓變頻器具有完善的保護(hù)功能。部分保護(hù)功能如下:接地保護(hù),短路保護(hù),過載保護(hù),過流保護(hù),過壓保護(hù),欠壓保護(hù),過熱保護(hù),缺相保護(hù),光纖故障保護(hù)等。發(fā)生故障時(shí),系統(tǒng)會(huì)發(fā)出聲光警報(bào),人機(jī)界面會(huì)顯示故障類型以及確切的位置,同時(shí)變頻器會(huì)根據(jù)用戶的設(shè)置進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作,如當(dāng)發(fā)生重故障時(shí),系統(tǒng)停機(jī)并聯(lián)跳輸入側(cè)高壓開關(guān)。
5.結(jié)束語(yǔ)
該高效渦流磨機(jī)使用變頻驅(qū)動(dòng)方案后,電機(jī)真正實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng),沖擊電流小,轉(zhuǎn)矩大,啟動(dòng)平滑,完全避免了前級(jí)斷路器產(chǎn)生“跳閘”的錯(cuò)誤動(dòng)作,而且整個(gè)系統(tǒng)容易維護(hù),周期縮短,減少了運(yùn)行成本,同時(shí)大幅降低現(xiàn)場(chǎng)工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。截至目前為止,我司產(chǎn)品現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行穩(wěn)定,故障率低,再加上快速及時(shí)的售后服務(wù),獲得了該客戶的一致好評(píng)。
6.參考文獻(xiàn)
[1] 《GD5000變頻器產(chǎn)品說明書》深圳市英威騰電氣股份有限公司
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