四方V560变频器在离心机上的应用

　　一、工业离心机工艺介绍

　　1.1 工业离心机简介

　　工业离心机主要通过离心力作用将固液分离, 一般由进料、洗涤、脱水、括刀、卸料等几个部分， 其中进料、洗涤、括刀、卸料等部分是通过电磁阀、气动阀控制，离心釜是实现固液分离的主要部件，由一台三相交流电机通过皮带传动。根据工艺特点在开始阶段物料主要是固液混合物，刚起动时负载相对较大，当达到一定的转速时液体在离心力的作用下由离心外侧流出，这样部分液体先被分离出来，随着电机转速的进一步提高，负载也相应减小。根据工艺要求，一般分为几个不同转速运行以达到分离效果。

　　1.2工业离心机工艺要求

　　1) 实现离心机进料、洗涤、脱水、刮刀四(多)段速度控制，进料时运行速度120r/min，洗涤使运行200r/min，脱水时运行速度960 r/min，刮刀时运行速度500 r/min;

　　2) 为了提高生产效率，起动和停车时间要短;

　　3) 电机在停车过程中能够自行减速，不需任何外加阻力。

　　二、电气配置方案

　　2.1传统工频方案

　　安徽某化工厂改造项目的工业离心机为一台额定电流45KW，转速为960 r/min 的6极电机，采用Y—△启动方式，电动机通过传动带带动回转体运转，电动机上的带轮内装有摩擦式离心离合器，由继电器和液力耦合器控制调速。

　　2.2变频改造方案

　　离心机为恒转矩负载，起动转矩和机械惯性较大，变频器的选型一般放大一档使用，因

　　此，我们选择一台四方V560系列55KW矢量型变频器。将原电动机侧摩擦式离心离合器式的带轮改为直接传动的普通带轮。采用变频器的多段速功能，对离心机进料、洗涤、脱水、刮刀4个工作阶段的转速进行精确控制。离心机的工作状态采用原有的PLC控制系统，为变频器提供离心机的工作状态信号，变频器的转速设定在变频器的多段速功能中设定。

　　三、工业离心机变频系统方案

　　3.1系统主要配置：

　　V560-4T0550矢量变频器、DBKU-4T0900制动单元、18KW/8Ω制动电阻

　　电气图如下：

　　上图中，DI1/CM设置为变频器启动停止控制端子，当DI1与CM闭合时，则变频器启动，若DI1与CM断开时，变频器为停止状态。

　　DI2～DI6端子为数字量信号端口，其公共端统一为CM，即与CM闭合导通有效。其中DI2、DI4、DI5端子设置为变频器多段速控制，分别设置为DI2为进料速度、DI3为洗涤速度、DI4为脱水速度、DI5为刮刀速度，DI6设置为故障复位。

　　L1、L2、L3为三相输入，U、V、W为变频器三相输出。

　　TA/TB/TC为变频器继电器输出端子，其中TA/TB为常闭端口，TA/TC为常开端口。根据实际电气设计及其控制需要，客户可以极其方便的选择常闭或者常开端口为报警输出。

　　P+、P-为变频器外接制动单元端口，制动单元中POW端子接变频器的24V电源，ENA 端子接变频器CM接地端;P+、PB为外接制动电阻端口。

　　3.2调试参数：

　　功能代码 名称 出厂值 设定值

　　F0.0.09 电机类型与控制模式选择 0000 0000

　　F0.2.29 频率设定1面板数字设定(进料转速) 0.0 10.00

　　F0.3.33 控制命令1 0 1

　　F0.4.44 直流抱闸控制 0 1

　　F0.4.45 直流抱闸/控制启动频率/速度 2.00 1.00

　　F0.4.46 直流制动作用时间 0.0 20.0

　　F0.4.47 直流抱闸/制动注入电流 50.0 10.0

　　F1.0.03 加速时间1 5.0 100.0

　　F1.0.04 减速时间1 5.0 100.0

　　F1.1.13 载波频率 6 4

　　F1.1.14 载波特性 0111 2111

　　F1.4.39 加/减速电流限制水平 160 200

　　F2.0.00~

　　F2.0.04 电机额定参数 按照电机实际参数设定

　　F2.2.52 矢量模式起动励磁时间 0.5 1

　　F2.2.53 电机参数测定(矢量自学习) 0 1

　　F3.0.00 多功能输入端子DI1(启动) 0 7

　　F3.0.01 多功能输入端子DI2(进料) 0 1

　　F3.0.02 多功能输入端子DI3(洗涤) 7 2

　　F3.0.03 多功能输入端子DI4(脱水) 8 3

　　F3.0.04 多功能输入端子DI5(刮刀) 13 4

　　F3.0.05 多功能输入端子DI5(复位) 0 13

　　F6.0.00 第1运行频率(洗涤转速) 5.00 20.00

　　F6.0.01 第2运行频率(脱水转速) 10.00 50.00

　　F6.0.02 第3运行频率(刮刀转速)

　　四、调试注意事项

　　1. 离心机的启动转矩较大，启动比较困难。因此变频器的启动转矩要尽可能的高，若在加速中出现过流、过载报警，应适当延长变频器的加速时间。

　　2. 离心机的机械惯性较大，在减速过程中电机处于发电状态，因此，系统中必须加装制动单元和制动电阻。若运行中出现减速过流、过压报警或制动电阻发热严重，可适当放大制动电阻功率和延长停车减速时间。

　　五、改造后的效果

　　工频系统长期使用存在的缺点：

　　* 起动电流大：电机Y—△起动电流为额定电流的2~3倍，大电流频繁起动极易造成电机温度升高、绝缘老化快从而损坏电机;

　　* 机械振动大：启动和停止机械振动大，维护、维修成本高;

　　* 启、停时间长：离心机机械惯性较大，摩擦力小，传统的摩擦块刹车，停车时间达200S;启动时需缓慢加速，每次起动需要180s，启动和停车时间长，工作效率低。

　　变频系统的优势：

　　* 实现电机软启动，变频器从0HZ开始启动，电流只有全压启动的三分之一，有效减少了对电网的冲击;

　　* 启动平滑，消除机械的冲击，保护机械设备延长设备使用寿命;

　　* 有效缩短了起动和停车的时间，启动时间100S，停车时间100S，提高了生产效率;

　　* 变频器多段速功能，对离心机进料、洗涤、脱水、刮刀4个工作阶段的转速进行精确控制，省去了工频系统中液力耦合器等部件;

　　* 系统采用变频调速可以有效达到节能降耗，提高使用效率。

　　六、结束语

　　本文介绍了四方V560矢量型变频器应用在工业离心机的系统方案，通过变频调速，可以根据不同工艺要求选择多段速运行，变频控制实现电机的软启动可以有效减少对电网的冲击，强劲的启动力矩和直流制动、能耗制动等功能，有效缩短了离心机启动和停车时间。该方案在现场取得了非常好的使用效果。