變頻調速技術在礦選煤廠加壓入料泵中的應用

　　1 變頻調速理論

　　1.1 變頻工作原理

　　交流異步電機轉速與電源的頻率f成正比(n=(1-S)×60×f/p),改變定子供電頻率就改變了電動機的轉速,從而改變了電動機的輸入功率。變頻調速裝置是將電網50 Hz的交流電,變成頻率可調的交流電去驅動交流電動機實現調速的。其特點是效率高,沒有因調速帶來的附加轉差損耗,調速的范圍大、精度高、無級調速,大量節約電能。因其能方便實現與自動化控制系統間的通訊,使其在各領域得到廣泛的應用。

　　1.2 變頻調速節能原理

　　以變頻器對水泵的調速為例，變頻器所具有的節能空間計算方法如下。根據流體力學知識可知，P(功率)=Q(流量)×H(壓力)。流量Q與轉速n的一次方成正比，壓力H與轉速n的平方成正比。當水泵的效率一定，要求的流量Q減少時，可調節變頻器輸出頻率使電動機轉速n按比例降低。這時，電動機的功率P將按三次方關系大幅度地降低，比調節擋板、閥門節能40%～50%，從而達到節電的目的。例如一個功率為P0=55 kW的電動機，當轉速下降到原轉速的4/5時，由P=(4/5)3P0=64/125×55=28.16 kW，節電率為48%，當轉速下降到原來的1/2時，P=(1/2)3P0=1/8×55=6.875，節電率為87.5%。

　　2 控制原理

　　2.1 變頻器控制原理

　　將電源直接作為變頻器輸入電源,再通過變頻器輸出連接到電機。可對電動機啟、停、轉速調整控制。裝置還提供報警指示、故障指示、待機狀態、運行狀態等保護信息及電流、轉速一些必要指示,方便操作人員進行操作控制。設有手動和自動兩種運行方式。

　　1) 手動方式時，通過控制柜上的啟動和停止按鈕控制水泵運行，可根據需要分別控制泵的啟停，該方式主要供設備調試、自動有故障和檢修時使用。

　　2) 自動運行時，直接可以從控制面板中將轉換開關打至自動位，按下啟動按鈕，變頻器輸出頻率從零開始上升，系統自動完成對泵的啟動、停止、循環變頻的全部操作過程，根據液位反饋自動調節水泵的轉速，達到保持液位穩定的目的。

　　2.2 液位控制原理

　　施耐德ATV61型變頻器采用目前應用較為廣泛的PID控制技術，PID鑲嵌在變頻器的應用宏中，如根據液位調節頻率，同時根據PID調節參數使系統平穩運行，始終保持液位的穩定。在加壓入料泵應用中，把加壓過濾機槽體液位信號變成4～20 mA標準信號送入變頻器內置的PID調節器，經PID運算與給定液位參數進行比較，輸出運行頻率到變頻器，變頻器控制水泵的轉速以調節供水量，達到保持恒定的液位。2.4 加壓變頻調速系統的優點

2.3 改善設備啟動特性,延長設備的使用壽命,提高設備運行可靠性

加壓入料泵電動機額定電流為287.8 A，直接啟動時電流為額定電流的5～7倍，所產生的電流沖擊和轉矩沖擊會給供電系統和拖動系統帶來不利影響,所以就需采用軟啟動方案，但是利用常規降壓啟動,啟動過程中因沒有改變電源頻率,過大的轉差率的存在,也不可避免地會出現較大的過電流。當采用變頻控制方法軟啟動的方案時，用變頻器帶動電機從零速開始啟動,逐漸調節頻率,直至達到其額定轉速, 電機的啟動電流一般小于額定電流的1.5倍，不會產生過電流,并且可提供等于額定轉矩的啟動力矩,從而改善啟動特性，直接延長了設備使用壽命,減少故障率,也就提高了運行可靠性。

2.4.3 優化員工的作業環境

變頻器對加壓入料泵的平滑調速，保證了設備的平穩運行，取消了員工對閥門等設備的頻繁操作，實現無人值守，同時減少了閥門開關控制時產生的噪音，優化了作業環境，降低員工作業強度。

　　本文源自http://www.ziy800.com/news/308.html，轉載請注明出處。

(責任編輯：壓濾機專用入料泵http://www.ziy800.com)