水泥行业中变频器应用经验

      交流变频调速技术是20世纪80年代迅速发展起来的一种新型电力传动调速技术。变频调速器(以下简称变频器)用于交流异步电动机的调速具有调速范围大、机械特性硬、精度高和运行可靠等优点，因此在水泥行业中的应用越来越广泛，特别是在风机水泵的调整节能运行和软启动方面的作用就更加明显。广东南华水泥有限公司(以下简称我公司)从1992年引进了变频调速技术，先后对选粉机、圆盘给管式输送机料机、风机等设备进行了一系列的技术改造，收到了显著的经济效益和社会效益。根据我厂这几年变频器使用及维护经验，就如何有效地使用好变频器，介绍几点经验。

 &n颚式破碎机bsp;  1 使用环境

　　每一种变频器都有其要求的运行环境，只有在规定的环境下链条式输送机才能可靠地工作，因此，若环境条件中有不满足的，则要采取相应的措施，力争使整个运行环境符合变频器的安装要求。

　　例如，我公司熟料厂窑尾排风机及冷却机风机电机使用的富士FRENIC5000G7／P7系列变频器，其使用环境要求为：①环境温度一1 0～50℃；②相对湿度20％～90％，且不存在由于温度锐变引起凝结水结冰现象；③不受阳光直输送机晒，无腐蚀性气体，易燃性气体或水蒸气空气中所含的灰尘和油性灰尘量小；④海拔低于1 000m；⑤振动小于O．5g。

　　在使用该变频器时，我们逐条比较，采取一系列措施使环境条件能够满足其使用要求。例如我厂大冲击破碎机气中含尘量大、环境温度高，我们通过增加空调并给变频器“吹尘"的措施来满足变频器使用要求，保证使用时的可靠性和延长其使用寿命。

    2 容量的选择箱式给料机

　　由手变频器的开关移动皮带机器件是大功率的晶体管，其过流能力比晶闸管小，所以其容量选择正确与否直接与其使用安全有关。
&nbs煤粉输送系统p;
    2．1电磁振动 与电动机的功率和负载相匹配

　　相同容量的变频器驱动电动机的能力因电动机所带负载性质的不同而不同，相同功率的电动机，因负载性质不同所需的变频器的容量也不相同。其中平方转矩负载(风机)所需的变频器的容量较恒转矩负载的低。通常情况下变频器已直接地给出了适合驱动电动机的额定功率或其视在功率，在水泥行业对于输送装置风机、水泵这类平方转矩负载，可按电动机功率来选择相应的变频器。而在下列情况下还必须增大变频器的容量：①电动机短时间起动机械惯量较大的负载；②要求电动机频繁进行加、减速；③在希望的加减速时间内，电机最大电流大于变频器的过载容量(当l min内达1．5倍额定电流时)。上述情况下不能简单地按电动机功率来选配变频器。
&nbs输送机链板p;
&n细碎破碎机bsp;   2．2 轻载的电动机不可随意配小容量变频器

　　电动机大马拉小车，功率输出不足，电动机虽然允许配接比电动机标称功率略小的变频器，但是电动机的容量越大，其电感越小，由谐波引起的脉动电流分量将增大。所以当异步电动机的负荷较小希望采用容量小一点的变频器时，一方面要考虑到大容量电动机的空载垂直振动提升机电流较大，一旦加载后总的负荷电流是否超过变频器的额定电流，另一方面就是必须注意到上述脉动电流将会增大的情况。

  &n大倾角皮带输送机bsp; 3 变频器Vif图形的正确选定

　　对于50Hz，38矿山输送机械0V的交流异步电动机，在实际运行当中应按实际需要和电动机允许的工作范围去选择合适的Vif图形。在水泥行业，变频器主要用于风机的调速，因此，选择Vif图形时，通常应满足在额定电压在380V时，输出频率和最大输出频率均为50Hz这一条件。我公司风机调速用变频器Vif图形的选定就根据上述原则来选的。

    4 转矩提升曲线的选择

　　转矩提升可以有效地提高电动机的输出转矩。该曲线选得过小会使电动机输出转矩不足，启动困难；选得过大，电动机磁通饱和损耗相应增加，电机温升提高也不利于节能。因此，在选择转矩提升曲线时，我们应根据负载的性质来选择。例如，我公司#5窑在窑筒体安装完成时，曾用富士FRENICS000G9／P9系列的1 32kW的变频器及75kW的交流电动机来驱动回转窑，开始采用出厂设定值为3的曲线来转窑，无法驱动回转窑，后重新将该参数设定为lO时(设定范围为O~20)回转窑便顺畅启动。

    5 控制变频器频率的方法

　　目前，各种型号的变频器一般都有3种控制频率的方法，其适应的场合有所不同⑦，即：

　　(1)键盘输人。主要适用于不经常改变频率的手动操作以及系统调试。
　　(2)模拟量输入。主要适用于须经常改变频率进行调速的手动操作，通过外接电位器实现手动控制，可以用电压信号或电流信号进行控制，还可以与传感器，PLC等组成闭环控制系统，实现较精确的频率调节水压供水及伺服系统。我公司，#1-#4窑尾排风机及#2风扫磨抽风机变频器就是采用模拟量输入来控制变频器实现调速的。 
　　(3)数字量输入。可用于要求不高的调速系统和节能的风机、水泵控制系统。

    6 变频器配线

　　正确配线对发挥变频器的功能有密切的关系，因此在使用中应该注意以下几方面③：①严禁将输出端子(u，v，w)接到工频电源上，否则会损坏变频器；②变频器输出电压因Vif特性的关系，在低频时输出电压很低，因此必须重视变频器与电动机之间的导线压降，变频器与电动机之间的导线不宜过长，导线的线径除满足载流量外，还要求导线压降不大于实际工作电压的2％左右；③如变频器由外部信号控制是地，控制线需要使用屏敝线，该线应在变频器侧就近接地端子接地，在强干扰环境中，频率控制信号可由电压控制方式改为电流控制方式，我公司#5窑生产线上的冷却机2室风机的变频器就采用了电流控制方式提高其抗干扰能力。

   7 外围设备的选择及设计

　　变频器外围设备——切换盘，是实现电网运转和变频器运转的切换装置，可以用来构成更好的调速或节能系统。当变频器故障时，由切换盘将电动机切换至电网维持运转；或当需获得更高的效率在额定运转时采用电网直接运转。目前我厂使用变频器驱动的电动机大多是原有的设备，缺少切换盘，我厂自行设计了图1所示的切换装置。该装置现已在我公司熟料厂#1，#2和#3窑窑尾排风机及#2风扫磨抽风机所用的变频器上应用。为防止切换过程中的误操作而损坏变频器，在主回路上加装两个双投隔离开关。 
　　
    8 结语

　　交流变频调速技术是电力电子技术、微电子技术、控制技术高度发展的产物，是现代电力传动技术的一个主要发展方向。交流变频调速装置具有优异的调速性能和节电、节能效果，是现代企业进行技术改造和设备更新换代的理想装置；而且具有体积小、质量轻、通用性强、保护功能完善，可靠性高，操作简便等优点，深受各行各业用户的欢迎。要想充分发挥变频器的优良性能及功能，就必须充分了解它的工作原理和特性，以便于选择和使用好变频器。