变频器在离心机上的应用论文

摘 要：变频器直流共母线在石药集团维生药业离心机上的应用的研究。
关键词：变频器、离心机

1 引言
在化工企业电气传动中，离心机的变频传动应用十分普遍，由于工艺和驱动设备的各种缘由，再生能量的现象经常发作，在通用变频器中，对再生能量最常用的处置方式有两种：（1）耗散到直流回路中人为设置的与电容器并联的“制动电阻”中，称之为动力制动状态；（2）使之回馈到电网，则称之为回馈制动状态（又称再生制动状态）。直流共母线的原理是基于通用变频安装均采用交－直－交变频方式，当电机处于制动状态时，其制动能量反应到直流侧，为了更好的处置反应制动能量，人们采用了把各变频安装的直流侧衔接起来的方式。譬如当一台变频器处于制动而另一台变频器处于加速状态，这样能量能够互补。本文提出了一种通用变频器在化工企业离心机中共直流母线的计划，并论述了其在离心机上回馈单元的进一步应用。 目前直流共母线有多种方式：
（1）公用一个独立的整流器
该整流单元能够是不能逆变，也能够是可逆变的。前者能量经过外接制动电阻耗费掉，后者能够充沛地将直流母线上的多余能量直接反应到电网中来，具有更好的节能、环保意义，缺陷是价钱比前者要高。
（2）大变频单元接入电网
小变频器公用大变频器的直流母线，小变频器不需接入电网，故也不需求整流模块，大变频器外接制动电阻。
（3）每个变频单元各自接入电网
每个变频单元均带有整流、逆变回路并外接制动电阻，直流母线互相衔接起来。这种情形多用于各变频单元功率接近的状况。崩溃后还能够独立运用，互不影响。
本文引见的直流共母线为第三种方式，相比前两种有很大优势：
a、共用直流母线能够大大减少制动单元的反复配置，构造简单合理，经济牢靠。
b、共用直流母线的中间直流电压恒定，电容并联储能容量大，能减少电网的动摇。
c、各电动机工作在不同状态下，能量回馈互补，优化了系统的动态特性。
d、各个变频器在电网中产生的不同次谐波干扰能够相互抵消，减少电网的谐波畸变率。

2改造前变频调速系统计划

2.1离心机控制系统引见
改造的离心机共12台、每台控制系统都是一样。变频器为艾默生EV2000系列22kW，恒转矩型，回馈单元皆为加能的IPC-PF-1S回馈制动单元，一切控制系统集中在一个配电室中。两台离心机共用一个GGD控制柜，限于篇幅只画出其中四台，其他八台与此相似。系统图如图1所示。

 
图1 改造前变频器及制动单元系统原理图

 
图2 制动单元工作时的电流曲线
由此可见每次刹车时，制动单元必然工作，最大电流达27A。而制动单元的额定电流为45A。显然制动单元处于半载状态。

3、改造后变频调速系统计划

3.1共直流母线的处置办法
采用共用直流母线很重要的一点就是上电时必需充沛思索到变频器的控制、传动毛病、负载特性和输入主回路维护等。该计划包括3相进线（坚持同一相位）、直流母线、通用变频器组、公共制动单元或能量回馈安装和一些隶属元件。 关于通用变频器而言，图3所示为在其中一种应用比拟普遍的计划。选用第三种改造计划后的主电路系统图如图3，图3中空气开关Q1至Q4是每个变频器的进线维护安装，KM1至KM4为每台变频器的上电接触器。KMZ1至KMZ3为直流母线的并联接触器。1#、2#离心机共用一个制动单元，组成一组，3#、4#离心机共用一个制动单元，组成一组，当两组都正常时能够并接在一同。同时也是基于现场操作工人的工作时序，1#、2#离心机不同时刹车，3#、4#离心机不同时刹车。正常工作时普通为两台离心机1#、3#为一组，2#、4#为一组，四台离心机普通不会同时刹车。由于实践工作现场的复杂环境常常会招致电网的动摇并发作高次谐波。也可用于增加电源阻抗并辅佐吸收左近设备投入工作时产生的浪涌电压和主电源的电压尖峰，从而最终维护变频器的整流单元。每台变频器也能够运用进线电抗器来有效地避免这些要素对变频器的影响。本项目改造中由于原设备没有装进线电抗器，故并没有画出进线电抗器及其他谐波管理安装。

图3 改造后变频器及制动单元系统原理图

 
图4 改造后的制动单元并联控制原理图

3.3该计划特性
（1）运用一个完好的变频器，而不是单纯的整流桥加多个逆变器计划。
（2) 不需求有别离的整流桥、充电单元、电容组和逆变器。
（3）每一个变频器都能够单独从直流母线中别离进去而不影响其他系统。
（4）经过连锁接触器来控制变频器的DC共用母线的联络。
（5）连锁控制来维护挂在直流母线上的变频器的电容单元。
（6) 一切挂在母线上的变频器必需运用同一个三相电源。
（7) 变频器毛病后快速地与 DC 母线断开以进一步减少变频器毛病范围。
3.4变频器主要参数设置
运转命令通道选择 F0.03=1
最高操作频率设定 F0.05=50
加速时间1设定 F0.10=300
减速时间1设定F0.11=300
毛病继电器输出选择 F7.12=15
AO1输出功用 F7.26=2

3.5 改造后的测试数据
停车时进线电压： 3PH 380VAC
母线电压： 530VDC
直流母线电压： 650V

4、节能剖析
回馈制动单元相比电阻能耗制动自身就是一种节能的应用，可是请求每台变频器需求刹车时配用一台制动单元。必然请求有几台变频器就得配几台制动单元，而制动单元的价钱和变频器价钱相差不大，工作持续率却不是很高。共用直流母线变频器驱动在离心机上的普遍应用，较好的处理了当一个变频器升速，另一个变频器刹车时，平衡了“一个吃不饱、一个吃的吐”，的问题，该计划减少了制动单元的反复设置，降低了工作次数的，也减少了对电网的干扰次数，进步了电网的电能质量。在减少设备投入，增加设备运用率，节约设备、节能方面有特别重要的意义。

5 结束语
通用变频器共用直流母线的普遍应用，较好的处理了电能耗费与电能回馈时间段不同步这个问题，对减少设备投入、降低电网干扰和进步设备应用率有特别重要的意义。

参考文献
[1] 艾默生EV2000变频器中文技术手册．艾默生网络能源有限公司．
[2] IPC电能回馈和电阻制动单元用户手册．深圳加能公司．
[3] 杜金城．电气变频调速设计技术[M]．北京：中国电力出版社，2002．
[4] 仲明振，赵相宾．低压变频器应用手册[M]．北京：机械工业出版社，2009．