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矢量變頻器-深圳市森島電氣有限公司

應用方案

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SD5000系列變頻器在立窯羅茨風機上的應用方案
(1)工作原理
 
    在水泥立窯煅燒生產過程中所需要的風量是經常隨工藝及操作的需要不同程度調節的,而傳統的調節方案是通過放風閥來調節的,用來帶動風機的電動機本身轉速是不可調節的,因此大量的風量通過放風法放掉,也就是說,造成電能的大量的浪費,根據鼓風機風量和轉速成正比關系。
 
    Q1/Q2=N1/N2
 
    式中:Q1、Q2為轉速快和慢的風量米/分
 

 
 
    鼓風機的風壓和轉速的平方成正比。
 
    H1/H2=(N1/N2)
 
    式中:H1、H2為轉速快和慢的風壓
 
    鼓風機所需的功率與轉速的立方成正比。
 
    N1/N2=(N1/N2)
 
    式中:N1、N2為轉速快和慢所需功率KW。
 
    從上述關系可知,如果我們使用改變轉速來實現改變風量的方法,就不至于把大量的風量白白放掉,從而節約了大量的電能,同時還增加設備的使用壽命,提高電動機功率因數,改善了工人的操作條件,降低了環境噪音等,深得各方面的好評。
 
    (2)調速方案的選擇
 
    改變鼓風機轉速的方法目前使用調速型液力偶合器和電動機變頻調速器等,現階段在羅次鼓風機中應用較多的是使用調速型液力偶合器,而過去變頻調速技術的應用,由于受技術條件的限制而極少有在這方面的報道,近年來隨著改革開放深入發展,隨著世界科學技術的進步,大功率的晶體管、電子技術的迅速的發展,大規模集成電路和微機技術的突飛猛進,變頻調速已成為現實。變頻調速在變頻范圍、動態響應、工作效率、調整精度、功率因數、輸出特性保護功能及可靠性方面,都達到了較為完美的程度。因此得到了廣泛的應用。
 
    變頻調速的原理是根據異步電動機的轉速:
 
    N=60F(1-S)/P
 
    式中F為電源頻率,P為極對數,S為電機的轉差率。
 
    從上式可知改變供電頻率,即可改變電機的轉速。
 
    無論是在電機與羅次鼓風機之間裝設調速型液力偶合器或直接對電動機進行變頻調速控制,都滿足控制進窯風量的要求。根據每個廠的具體情況,應選用何設備,對此,我們根據大量的實際調查,作出如下分析:
 
    ① 一般立窯鼓風機選型余量比較大,電機約有10~30KW左右的余量。這就是說,一般用風量只有銘牌風量的70~90%,放風率高達10~30%,若對風機進行調速控制,則風機轉速需調至額定轉速的70~90%,即可滿足立窯最大用風量的要求。如果選用與風機額定轉速相一致的調速型液力偶合器,因其傳動效率與轉速成正比,將使偶合器在額定轉速的70~90%以下運行,系統的傳動效率較低,意味著電能的浪費;若改變電機的極對數,其系統的效率雖然提高,但更換電機的設備投資則需增加更多,雖然這兩個方案都與目標存在一定的差距,但若使用變頻調速器,因其直接改變電機的轉速不存在滑差損失,效率高,在高、低轉速時系統的效率不變,這就較為適合工廠的具體情況。
 

 
 
    ② 一般工廠電機的輸出功率占電機額定功率的50%左右,故如果使用調速型液力偶合器,若不便換電機,則存在電機功率因數過低的缺陷,增加功率因數補償設施也需另外投資,若選用變頻調速器,因其能提高電機的功率因數接近于1,這就能較好地解決這個問題。
 
    ③ 調速型液力偶合器是安裝在風機與電機之間的,選用調速型液力偶合器必須重新出力原來的基礎,其說需的施工工期較長,一般都要一個月左右,這對于不具有備用機組的立窯來說是較難安排這么長的停機時間的,而安裝變頻調速,則主要是線路的轉換,可以不停機先做好準備工作,轉接時只需一個班次即可,這樣可基本不影響生產,較為有利。
 
    ④ 在設備投資方面,液力偶合器雖然比變頻器價格低,但若更換電機,則不相上下,如果變頻器不用供水供油,系統簡單,運行費用低,則其投資費用較高的部分也可以得到補償。
 
    從上述的比較可知,結合工廠的實際情況,最理想的還是選用的變頻調速器。
 
    (3)應用方案
 
    下面是森島SD5000-4T1850M變頻器在某水泥廠立窯風機上的應用:
 
    ① 控制線路圖:兩地控制方式。

變頻器自2006年4月份起我公司在國內一些地區推廣應用,并在立窯羅茨風機的電機上正式投入運行后,已有近8年時間,在全國各地應用廣泛,設備使用正常,取得了令人滿意的效果。變頻調速在水泥廠的立窯風機上的運用是成功的,達到了預期的效果,其經濟效益是顯著的,再加上良好的控制性能和改善工況后的效益,確實是企業技術改造的理想設備,具有很高的推廣應用價值。
  



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