摘要 本文闡述變頻調速控制技術近幾年在工業上的應用，重點介紹糖廠變頻器的正確選用及其維護。 關鍵詞 變頻器;調速控制;選用;維護 0導言 據統計 ， 2002年我國風機、水泵設備裝機總功率達到3.6X108kw，年耗電量8.2X1012Ikw•h約占全國電力消耗總量的1/3。在風機、水泵運行中應用變頻調速器，其節電率一般可在20%-40%，回收期限為1一2年，不僅節電效果顯著，而且對于滿足生產工藝的要求、保證產品質量起到重要作用，經濟效益十分顯著。因此，大力推廣風機、水泵變頻調速節能運行，不僅是當前企業節能降耗的重要技術手段，而且也是實現經濟增長方式轉變的必然要求。就糖廠而言，許多日榨量為1500t/d、2500t/d的糖廠大多數在20世紀80年代前擴建或者新建，電氣控制設備比較落后，異步電動機采用傳統調速控制，風機、水泵采用執行電機調整風門、閥門。當根據生產狀況對負荷進行調整時，要同時調整風門、閥門使其與負荷之變化相適應，系統從電網所耗能量并沒有減少，電機之輸出功率基本沒有改變。如使用變頻節電設備就可完全避免以上問題，風門、閥門處于全開狀態，無風壓、水壓損耗，并能根據工況的要求自動調節電機之速度，使之與負荷相適應，從而大大減輕用電負荷。在糖廠工藝流程中，傳統調速電機、風機、水泵類設備裝機臺數多，總體能耗較大，經常造成電力緊張狀況，這就極大地制約了生產的發展。采用變頻調速技術對傳統調速電機、風機、水泵控制設備進行技術改造就有很大的節能降耗發展潛力。特別是經過國企成功改制后，在廣西、云南、廣東湛江地區各糖廠不斷擴大生產規模，日榨量普遍達到5O00t/d一10000t/d，現在各車間崗位人員精簡后，只有改造傳統落后的調速控制設備，才能確保優質的管理和安全生產，達到節能降耗，降低生產成本目的。 1變頻器的發展概況 交流傳動與控制技術是目前發展最為迅速的技術之一。這是與電力電子器件制造技術、控制技術、微型計算機和大規模集成電路的飛速發展密切相關的。也就是說，每當新一代的電力電子器件出現時，體積更小、功率更大的新型通用變頻器就會產生。每當出現新的微機控制技術時，功能更全、適應面更廣和操作更加方便的新一代通用變頻器就會出現。從世界通用變頻器應用市場的角度來說，大致可分為日本、美國、歐洲3大部分，目前國內引進的通用變頻器中，也是以上品牌居多。其產品正向3個方面發展變化:其一，向無需調整便能得到最佳運行的多功能與高性能型變頻器方向發展;其二，向通過簡單控制就能運行的小型及操作方便的變頻器方向發展;其三，向大容量、高起動轉矩及具有環境保護功能的變頻器方向發展。 2變頻器的選擇方法 2.1變頻器容量的選擇 選擇變頻器容量的基本原則是最大負載電流不能超過變頻器的額定電流。一般 情 況 下，按照變頻器使用說明書中所規定的配用電動機容量進行選擇，但是，當電機不是4極時（通用變頻器一般是以4極電機模型設計的），就不能僅以電機的容量來選擇變頻器的容量，還需要考慮變頻器的額定電流是否大于電機的額定電流。因此，通常應根據異步電動機的額定電流來選擇變頻器，或者根據異步電動機實際運行中的電流值（最大值）來選擇變頻器. 選擇時應注意:變頻器的過載能力允許電流瞬時過載為每分鐘150%額定電流或每分鐘120%額定電流。這對于設定電動機的起動和制動過程才有意義，而與電動機短時過載200%以上、時間長達幾分鐘是無法比擬的。凡是在工作過程中可能使電動機短時過載的場合，變頻器的容量都應加大一檔。 2.1.1連續運行場合變頻器容量的選擇 由于變頻器供給電動機是脈動電流其脈動值比工頻供電時電流要大，因此須將變頻器的容量留有適當的余量，如下式所示: 如按電動機實際運行中的最大電流來選定變頻器時，變頻器的容量可以適當縮小，如圖2一01所示。 2.1.2加減速時變頻器容量的選定 變頻器的最大輸出轉矩是由變頻器的最大輸出電流決定。一般情況對于短時間的加減速而言，變頻器允許達到額定輸出電流130%一150%（視變頻器容量有別）。因此，在短時間加減速時的輸出轉矩也可以增大;反之如只需要較小的加減速轉矩時，也可降低選擇變頻器的容量。由于電流的脈動原因，此時應將變頻器的最大輸出電流降低10%后再進行選定，如圖2一02所示。 2.2變頻器類型的選擇 根據變頻器控制功能將通用變頻器分為兩大類，而每大類又有兩種類型:對于v/f控制方式，有普通功能型和恒定電磁轉矩控制功能型;對于矢量控制方式，又有帶速度傳感器和不帶速度傳感器之分。變頻器類型選擇的基本原則是根據負載的要求進行選擇。選擇方法如下: （1 ）鍋爐鼓風機、引風機、給水泵與及制煉各類泵、輸送帶，選型時可選v/f控制方式的變頻器。因為風機和泵類的負載在過載能力方面要求較低，由于負載轉矩與速度的平方成正比，所以低速運行時負載較輕（羅茨風機除外），又因為這類負載對轉速精度沒有什么要求，故選擇普通功能型變頻器。但引風機、輸送帶類的負載具有恒轉矩特性，最好采用具有恒轉矩控制功能的變頻器。 （2）壓榨機電機、1[sup]# [/sup]、2[sup]#[/sup]切蔗機電機，必需選用矢量控制方式的變頻器。因為這類負載要求低速時有較硬的機械特性，才能滿足生產工藝對控制系統的動態、靜態指標要求。矢量控制方式是將定子電流分解成規定的磁場電流和轉矩電流，分別進行任意控制，同時將二者合成后的定子電流供給電動機。因此，從原理上說可以得到與直流電動機相同的控制性能。 3變頻器的維護 盡管新一代變頻器的可靠性已經很高，但是如果使用、維護不當，仍可能發生故障或運行狀況不佳，縮短設備使用壽命。即使是最新一代的變頻器，由于長期使用，以及溫度、濕度、振動、塵土等環境的影響，其性能都會有一些變化，如果使用合理、維護得當，則能延長機器的使用壽命，并減少因突然故障造成的生產損失。因此，日常維護與檢查是不可缺少的。 3.1變頻器檢查注意事項 操作者必須熟悉變頻器的基本原理、功能特點和指標等，具有操作變頻器運行的經驗。維護前必須切斷電源，還要注意主回路電容器充電部分，確認電容放電結束后再行作業。 3.2日常檢杳項目 檢查變頻器在運行時是否有異常現象;安裝地點的環境是否異常;冷卻系統是否正常;變頻器、電動機、變壓器、電抗器等是否過熱、變色或有異味;變頻器和電動機是否有異常振動、異常聲音;主回路電壓和控制回路電壓是否正常;濾波電容器是否有異味，各種顯示是否正常。 3.3定期檢查的主要項目及維護方法 一般的定期檢查應1年進行1次，絕緣電阻檢查可以3年進行1次。定期檢查的重點是變頻器運行時無法檢查的部位，重點檢查項目及維護方法如下。 3.3.1冷卻系統檢查 冷卻風機 。冷卻風機是全密封的，維護工作不需要對其進行清潔和潤滑。但應注意，先將扇葉固定，然后使用壓縮空氣清潔散熱器，以保護軸承。冷卻風機損壞的前兆是軸承的噪音升高，或散熱器溫升高于正常。變頻器頻繁出現過溫警告或故障，則說明冷卻風機工作狀態異常。 散熱器 。在正常的使用條件下，散熱器應每年清潔1次。運行在污染較嚴重的場合，散熱器的清潔工作應頻繁一些。請使用柔軟的毛刷清潔散熱器，或用壓縮空氣來清潔散熱器。 3.3.2電解電容器檢查 目視電解電容器是否有漏液和變形。一般情況下，電解電容器的使用壽命為100000h，靜電容值大于標稱值的85%。實際使用壽命由變頻器的使用方法和環境溫度決定，降低環境溫度可以延長其使用壽命。 3.3.3接觸器、充電電阻檢查 檢查接觸器觸點是否粗糙，檢查充電電阻是否有過熱的痕跡。 3.3.4接線端子、控制電源檢查 檢查螺絲 、螺母等緊固件是否松動并進行必要的緊固;導體、絕緣物和變壓器是否有腐蝕、過熱的痕跡，是否變色或破損;檢查絕電阻是否在正常范圍內;確認控制電源電壓是否正確，戶確認保護、顯示回路沒有異常。 4結語 只要掌握有關變頻器的工作特性以及在不同的工作范圍正確選擇和維護變頻器，變頻器調速控制的應用技術就會越來越受到糖廠重視，從而加速新一代電氣設備對傳統設備的技術革新。自動調速控制設備逐漸進人糖廠后，生產工藝過程更加穩定，生產安全率不斷提高，更能達到現代企業優質管理目的。 參考文獻 [1] 吳 忠 智，吳加林.變頻器應用手冊[M].北京:機械工業出版社，2001. [2] 曾 毅 ，王效良，吳皓，等.變頻調速控制系統的設計與維護[M].濟南:山東科學技術出版社，2002. 淺談糖廠技改中變頻器的選用及維護:PDF