一、選擇變頻器驅(qū)動電機相對于工頻驅(qū)動電機的好處
1、電機工頻啟動時,瞬間電流高達額定電流的6~10倍,容易對電網(wǎng)造成影響,同時頻繁工頻啟動電機容易對電機受損。而變頻器啟動電流一般都小于電機額定電流,在過載啟動時也能把電流限制在200%以內(nèi)。
2、密煉機運行周期一般到3~6min,其中高過載運行時間一般在2%左右,即3.6s-7.2s,分兩至三次進行,每次轉(zhuǎn)矩響應(yīng)要求在毫秒級時間內(nèi)進行,工頻控制沖擊大,變頻矢量控制可有效解決此問題。
3、變頻器控制時,高功率因數(shù),可以節(jié)約能量,避免能量浪費。
4、變頻器可以無級調(diào)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題,且無需變壓器,無功補償諧波治理裝置。在成本上,維護上都有較大優(yōu)勢。對密煉機傳動系統(tǒng)在成本上做的分析,如下表所示:
表1、投入對比:
系統(tǒng)
比較 項目 |
A.直流電機+直流驅(qū)動器 |
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 |
價格(萬元) |
描述 |
價格(萬元) |
描述 |
價格(萬元) |
|
a.進線變壓器 |
2500KVA變壓器一臺 |
20 |
2500KVA變壓器一臺 |
20 |
無 |
0 |
b.驅(qū)動器 |
直流驅(qū)動柜一套輸入660V額定電流2000A過載200%1分鐘 |
21 |
690V級低壓變頻一套(閉環(huán))額定功率1500KW過載200%1分鐘 |
120 |
6000V/10KV高壓變頻器一套1500KW過載能力200%1分鐘 |
100 |
c.電線電纜 |
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(jù)電網(wǎng)要求配諧波抑制裝置 |
20 |
需根據(jù)電網(wǎng)要求配諧波抑制裝置 |
20 |
無 |
0 |
f.其它 |
變壓器房 |
20 |
變壓器房 |
20 |
無 |
0 |
一次性總投入金額
A.直流電機+直流驅(qū)動器
a+b+c+d+e+f=161萬
B.交流低壓電機+交流低壓變頻器(690V級)
a+b+c+d+e+f=242萬
C.交流高壓電機+交流高壓變頻器
a+b+c+d+e+f=152萬
表2:維護使用對比
系統(tǒng) 設(shè)備 |
A.直流電機+直流驅(qū)動器 |
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(shù)低,電機發(fā)熱高,定子線圈容易老化 |
諧波分量小,功率因數(shù)高,電機壽命長,無需日常維護 |
驅(qū)動器 |
損壞時必須停機檢修 |
損壞時必須停機檢修 |
當(dāng)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(yǎng)檢測,一般0.5~1年/次 |
需定期維護保養(yǎng)檢測,一般0.5~1年/次 |
無 |
電纜 |
發(fā)熱大容易老化,更新時間短;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;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(qū)動電機無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(diào)速裝置密煉機行業(yè)應(yīng)用的優(yōu)勢
1、雷諾爾密煉機專用高壓變頻調(diào)速裝置是雷諾爾專為橡膠行業(yè)密煉機等重負載系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計的高壓變頻調(diào)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(diào)速裝置具備同樣優(yōu)異的控制性能,同時還結(jié)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(tǒng)的應(yīng)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(yīng)性以及客戶個性化等方面都能充分滿足橡膠行業(yè)密煉機及其他類似的重負載應(yīng)用場合的各種需求。
2、雷諾爾系列密煉機專用高壓變頻調(diào)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,每個功率單元為一個單相交-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機供電。根據(jù)串聯(lián)單元級數(shù)的不同,產(chǎn)品分為6kV、10kV兩個系列。主變壓器采用移相整流方式,輸入功率因數(shù)高,輸入電壓電流諧波滿足IEEE519-1992和GB/T 14549-93對電壓和電流最嚴(yán)格的諧波失真要求。無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,無須加輸出濾器。電動機諧波損耗小,轉(zhuǎn)矩脈動小,無明顯電動機噪聲。電動機不需降額使用。輸出dv/dt和共模電壓小,對電動機無附加電應(yīng)力損害。
3、雷諾爾高壓變頻調(diào)速裝置技術(shù)特點
1)變頻裝置采用最新設(shè)計制造技術(shù),內(nèi)部元器件采用優(yōu)質(zhì)進口元器件,使用壽命長,系統(tǒng)設(shè)計最簡化,提高了設(shè)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(shè)計了內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器和模糊控制調(diào)節(jié)器,進行閉環(huán)控制,也可以使用外置調(diào)節(jié)器進行閉環(huán)控制。
4)控制器系統(tǒng)遠程通信監(jiān)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%時不停機,變頻器自動降額運行,待電壓恢復(fù)正常后再自動回到原來設(shè)定的速度
6)采用控制技術(shù),通過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,大大減少了降速時間。
7)電網(wǎng)瞬間失電后來電可以自動再啟動。
8)完善的功率單元保護和系統(tǒng)保護,故障診斷定位準(zhǔn)確,歷史故障記錄和運行記錄完備。
9)PCB板自動焊接生產(chǎn)線,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家的產(chǎn)品相近。
4、密煉機專用個性化設(shè)計
○ 矢量開環(huán)/閉環(huán)控制方式
○ 滿足密煉機過載要求
○ 滿足周期性負載要求
○ 滿足密煉機變速煉膠要求
○ 滿足系統(tǒng)速度穩(wěn)定性要求
○ 滿足密煉機工藝需求,用戶專用第二控制器(溫度模式、時間模式、功率模式、粘度均衡模式建立數(shù)字模型)
5、雷諾爾密煉機專用高壓變頻調(diào)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(yīng)速度快,有效提高生產(chǎn)自動化水平,改進生產(chǎn)工藝,滿足密煉機負載安全運行要求;
2)硬件配置高,過載能力強,2倍過載可持續(xù)一分鐘,滿足密煉機周期性過載需要;
3)運算方法,提供足夠高的啟動轉(zhuǎn)矩,根據(jù)不同的生產(chǎn)工藝,通過直接調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速實現(xiàn)節(jié)能,減輕主設(shè)備及相應(yīng)輔助設(shè)備磨損,使設(shè)備維護周期變長,延長設(shè)備運行壽命;
4)幾乎不含高次諧波,不對電網(wǎng)產(chǎn)生污染,對電機無損害,無需配置電網(wǎng)濾波裝置,提高功率因數(shù)至0.96,降低無功損耗;
5)附帶電機軟啟動功能,降低電機啟動電流,降低電機啟動沖擊,降低運行噪音;
6)采用載波技術(shù),使密煉機軸系統(tǒng)幾乎感受不到脈動力矩,降低密煉機設(shè)備的振動,降低設(shè)備發(fā)熱,延長設(shè)備壽命;
7)豐富多變的機械特性曲線,可實現(xiàn)無級調(diào)速,滿足不同機械及膠料的工藝要求滿足變速煉膠工藝需求;
8)集成多種現(xiàn)場控制方法,依據(jù)不同現(xiàn)場需要,靈活配置相應(yīng)的控制方法,且軟件儲存空間大,可擴展能力強;
9)系統(tǒng)一體化設(shè)計,使用方便,用戶僅需提供電纜接線即可;
10)觸發(fā)采用光纖形式,柜內(nèi)高低壓徹底隔離,安全性好,抗干擾能力強;
6、為用戶帶來效益:
1)節(jié)電效果:現(xiàn)場實測密煉機的節(jié)能效果在18%左右。
2)延長設(shè)備使用壽命:降低密煉機啟動時對電網(wǎng)和電機的沖擊,主設(shè)備及相應(yīng)輔助設(shè)備(如機械傳動部分、軸承等)磨損較以前減輕,維護周期變長,設(shè)備運行壽命延長。
3)提升產(chǎn)品品質(zhì):生產(chǎn)自動化水平提高,生產(chǎn)工藝得到改進。在工藝上可保證密練機的高精度轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié),負載突變情況下轉(zhuǎn)速不丟失,使得工藝控制更加穩(wěn)定,生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量得到保證。
4)降低現(xiàn)場噪音:噪音大大減小,改善工作環(huán)境條件,現(xiàn)場運行人員反映良好。
5)提高功率因數(shù):原電機直接由工頻驅(qū)動時,采用無功補償,其實際運行功率因數(shù)為0.92。采用高壓變頻調(diào)節(jié)系統(tǒng)后,電源側(cè)的功率因數(shù)可提高到0.96以上,無需無功補償裝置就能大大的減少無功功率,滿足電網(wǎng)要求,可進一步節(jié)約上游設(shè)備的運行費用。
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