一、選擇變頻器驅動(dòng)電機相對于工頻驅動(dòng)電機的好處
1、電機工頻啟動(dòng)時(shí),瞬間電流高達額定電流的6~10倍,容易對電網(wǎng)造成影響,同時(shí)頻繁工頻啟動(dòng)電機容易對電機受損。而變頻器啟動(dòng)電流一般都小于電機額定電流,在過(guò)載啟動(dòng)時(shí)也能把電流限制在200%以?xún)取?
2、密煉機運行周期一般到3~6min,其中高過(guò)載運行時(shí)間一般在2%左右,即3.6s-7.2s,分兩至三次進(jìn)行,每次轉矩響應要求在毫秒級時(shí)間內進(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,可以節約能量,避免能量浪費。
4、變頻器可以無(wú)級調速,變頻器控制異步電機可完全替代雙速電機以及直流電機??山鉀Q直流電機維護不便的問(wèn)題,且無(wú)需變壓器,無(wú)功補償諧波治理裝置。在成本上,維護上都有較大優(yōu)勢。對密煉機傳動(dòng)系統在成本上做的分析,如下表所示:
表1、投入對比:
系統
比較 項目 |
A.直流電機+直流驅動(dòng)器 |
B.交流低壓電機+交流低壓變頻器(690V級) |
C.交流高壓電機+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(xiàn)變壓器 |
2500KVA變壓器一臺 |
20 |
2500KVA變壓器一臺 |
20 |
無(wú) |
0 |
b.驅動(dòng)器 |
直流驅動(dòng)柜一套輸入660V額定電流2000A過(guò)載200%1分鐘 |
21 |
690V級低壓變頻一套(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(xiàn)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 |
直流電機一臺750V1500KW |
45 |
鼠籠式交流電機一臺690V1700KW |
45 |
高壓鼠籠式交流電機一臺6000V/10KV1500KW |
45 |
e.諧波抑制裝置 |
需根據電網(wǎng)要求配諧波抑制裝置 |
20 |
需根據電網(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+直流驅動(dòng)器
a+b+c+d+e+f=161萬(wàn)
B.交流低壓電機+交流低壓變頻器(690V級)
a+b+c+d+e+f=242萬(wàn)
C.交流高壓電機+交流高壓變頻器
a+b+c+d+e+f=152萬(wàn)
表2:維護使用對比
系統 設備 |
A.直流電機+直流驅動(dòng)器 |
B.交流低壓電機+低壓變頻器 |
C.交流高壓電機+高壓變頻器 |
電機 |
有電刷,需要定期維護;對空氣濕度要求高;故障頻率高;對維修人員的技術(shù)要求高 |
諧波分量大,功率因數低,電機發(fā)熱高,定子線(xiàn)圈容易老化 |
諧波分量小,功率因數高,電機壽命長(cháng),無(wú)需日常維護 |
驅動(dòng)器 |
損壞時(shí)必須停機檢修 |
損壞時(shí)必須停機檢修 |
當功率單元損壞,不停機,不降額,保證出料 |
變壓器 |
需定期維護保養檢測,一般0.5~1年/次 |
需定期維護保養檢測,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(cháng);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動(dòng)電機無(wú)論在一次性投入還是維護成本上都有明顯的優(yōu)勢。
二、雷諾爾高壓變頻調速裝置密煉機行業(yè)應用的優(yōu)勢
1、雷諾爾密煉機專(zhuān)用高壓變頻調速裝置是雷諾爾專(zhuān)為橡膠行業(yè)密煉機等重負載系統開(kāi)發(fā)設計的高壓變頻調速裝置,該產(chǎn)品集國際最尖端的電力電子技術(shù)和矢量控制技術(shù)為一體,不僅與國際高端變頻調速裝置具備同樣優(yōu)異的控制性能,同時(shí)還結合中國的使用環(huán)境等特色,尤其針對密煉機等重負載系統的應用領(lǐng)域所采取了諸多特殊措施,使其在產(chǎn)品的可靠性、環(huán)境適應性以及客戶(hù)個(gè)性化等方面都能充分滿(mǎn)足橡膠行業(yè)密煉機及其他類(lèi)似的重負載應用場(chǎng)合的各種需求。
2、雷諾爾系列密煉機專(zhuān)用高壓變頻調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)機供電。根據串聯(lián)單元級數的不同,產(chǎn)品分為6kV、10kV兩個(gè)系列。主變壓器采用移相整流方式,輸入功率因數高,輸入電壓電流諧波滿(mǎn)足IEEE519-1992和GB/T 14549-93對電壓和電流最嚴格的諧波失真要求。無(wú)需任何功因補償和諧波抑制裝置。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)機諧波損耗小,轉矩脈動(dòng)小,無(wú)明顯電動(dòng)機噪聲。電動(dòng)機不需降額使用。輸出dv/dt和共模電壓小,對電動(dòng)機無(wú)附加電應力損害。
3、雷諾爾高壓變頻調速裝置技術(shù)特點(diǎn)
1)變頻裝置采用最新設計制造技術(shù),內部元器件采用優(yōu)質(zhì)進(jìn)口元器件,使用壽命長(cháng),系統設計最簡(jiǎn)化,提高了設備運行的可靠性,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)集成設計了內置PID調節器和模糊控制調節器,進(jìn)行閉環(huán)控制,也可以使用外置調節器進(jìn)行閉環(huán)控制。
4)控制器系統遠程通信監控接口為RS232/RS485,可以靈活支持Modbus、Profibus等通信協(xié)議。
5)高壓主電源欠壓達到65%時(shí)不停機,變頻器自動(dòng)降額運行,待電壓恢復正常后再自動(dòng)回到原來(lái)設定的速度
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,使電機產(chǎn)生更大的阻力矩,加快電機的制動(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和系統保護,故障診斷定位準確,歷史故障記錄和運行記錄完備。
9)PCB板自動(dòng)焊接生產(chǎn)線(xiàn),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,部分性能已和國際知名廠(chǎng)家的產(chǎn)品相近。
4、密煉機專(zhuān)用個(gè)性化設計
○ 矢量開(kāi)環(huán)/閉環(huán)控制方式
○ 滿(mǎn)足密煉機過(guò)載要求
○ 滿(mǎn)足周期性負載要求
○ 滿(mǎn)足密煉機變速煉膠要求
○ 滿(mǎn)足系統速度穩定性要求
○ 滿(mǎn)足密煉機工藝需求,用戶(hù)專(zhuān)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字模型)
5、雷諾爾密煉機專(zhuān)用高壓變頻調速裝置在密煉機上獨特技術(shù)優(yōu)勢:
1)采用矢量控制方式,控制精度高、響應速度快,有效提高生產(chǎn)自動(dòng)化水平,改進(jìn)生產(chǎn)工藝,滿(mǎn)足密煉機負載安全運行要求;
2)硬件配置高,過(guò)載能力強,2倍過(guò)載可持續一分鐘,滿(mǎn)足密煉機周期性過(guò)載需要;
3)運算方法,提供足夠高的啟動(dòng)轉矩,根據不同的生產(chǎn)工藝,通過(guò)直接調節電機轉速實(shí)現節能,減輕主設備及相應輔助設備磨損,使設備維護周期變長(cháng),延長(cháng)設備運行壽命;
4)幾乎不含高次諧波,不對電網(wǎng)產(chǎn)生污染,對電機無(wú)損害,無(wú)需配置電網(wǎng)濾波裝置,提高功率因數至0.96,降低無(wú)功損耗;
5)附帶電機軟啟動(dòng)功能,降低電機啟動(dòng)電流,降低電機啟動(dòng)沖擊,降低運行噪音;
6)采用載波技術(shù),使密煉機軸系統幾乎感受不到脈動(dòng)力矩,降低密煉機設備的振動(dòng),降低設備發(fā)熱,延長(cháng)設備壽命;
7)豐富多變的機械特性曲線(xiàn),可實(shí)現無(wú)級調速,滿(mǎn)足不同機械及膠料的工藝要求滿(mǎn)足變速煉膠工藝需求;
8)集成多種現場(chǎng)控制方法,依據不同現場(chǎng)需要,靈活配置相應的控制方法,且軟件儲存空間大,可擴展能力強;
9)系統一體化設計,使用方便,用戶(hù)僅需提供電纜接線(xiàn)即可;
10)觸發(fā)采用光纖形式,柜內高低壓徹底隔離,安全性好,抗干擾能力強;
6、為用戶(hù)帶來(lái)效益:
1)節電效果:現場(chǎng)實(shí)測密煉機的節能效果在18%左右。
2)延長(cháng)設備使用壽命:降低密煉機啟動(dòng)時(shí)對電網(wǎng)和電機的沖擊,主設備及相應輔助設備(如機械傳動(dòng)部分、軸承等)磨損較以前減輕,維護周期變長(cháng),設備運行壽命延長(cháng)。
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的高精度轉速調節,負載突變情況下轉速不丟失,使得工藝控制更加穩定,生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量得到保證。
4)降低現場(chǎng)噪音:噪音大大減小,改善工作環(huán)境條件,現場(chǎng)運行人員反映良好。
5)提高功率因數:原電機直接由工頻驅動(dòng)時(shí),采用無(wú)功補償,其實(shí)際運行功率因數為0.92。采用高壓變頻調節系統后,電源側的功率因數可提高到0.96以上,無(wú)需無(wú)功補償裝置就能大大的減少無(wú)功功率,滿(mǎn)足電網(wǎng)要求,可進(jìn)一步節約上游設備的運行費用。
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