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VD300A系列变频器在陶瓷设备球磨机上的应用方案V
日期: 2015-02-28
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关键词:矢量模式,低频大力矩,简易PLC,节能

一、 引言

球磨机是物料被破碎之后,再进行粉碎的关键设备。它广泛应用于水泥,硅酸盐制品,新型建筑材料52555、耐火材料、化肥、黑与有色金属选矿以及玻璃陶瓷等生产行业,对各种矿石和其它可磨性物料进行干式或湿式粉磨。球磨机适用于粉磨各种矿石及其它物料,被广泛用于选矿,建材及化工等行业。本文主要结合沃森电气VD300A系列变频器在某球磨机机上的实际应用情况,对VD300A变频器在此类场合的应用特点和注意事项进行简要介绍。

二、 应用环境分析

 球磨机的介绍以及传统球磨机系统的弊端

球磨机一般采用简单的工频控制,易造成物料的过度研磨,所需研磨周期较长,研磨效率较低,单位产品功耗较大,启动电流大,对设备和电网的冲击很大,机械设备的生产维护量也大,而且电的损耗量相当惊人。

球磨机属于低速重载设备,装载量大,起动力矩也很大,一般需要加装液力耦合器来完成传动系统的启动和调速。陶瓷工业球磨机通常采用附加启动电机冲击启动或软启动装置来启动,对电网冲击大,而且启动完成后运转时所需的转距减小,所以在节约能源方面有很大的空间。这就促使人们去研制启动平滑、研磨效率较高、产量大、能耗低的球磨机——变频控制球磨机。

三、 系统方案提出

1.系统性能要求

1.1原工况存在的问题并结合生产工艺要求,改造后的球磨机系统应满足以下要求:
★ 改造后的设备要有足够的起动转距,满足球磨机装载量大的要求,并保证设备在变频运行状态下使电机平稳运行,保障电动机具有恒功率特性;
★ 利用变频调速控制系统改造原有球磨机拖动系统,满足球磨机低速时的正常运行,确保正常的工艺控制要求,延长球磨机及电动机的使用寿命,减少维护。

    1.2 变频系统说明
★ 利用变频调速技术改造了球磨机的拖动系统,满足了球磨机低速运行、大起动转距的特点,实现了球磨机的运行速度连续可调。电机起动时无冲击电流,起动力距足够,保护功能完善。保证了工艺控制质量、节约了维护成本。
★ 改造后的设备能够实现自动控制,以及市电/节电切换功能,并能克服球磨机大惯性引起的回升电压,有效地保证设备正常运行。
★ 利用变频器自动电压调节功能,可在与负载无关的条件下,保持电机效率最高。

2. 改造具体方案

此套系统使用时,电机主回路部分由VD300A-4T-160KW变频器驱动,采用外部端子启停,。

3、系统调试

变频器参数设置如下:

功能码

设置值

说明

功能码

设置值

说明

P29.01

1

在调试前恢复出厂值

P02.03

213

电机额定电流

P00.00

2

PG矢量控制模式1

P02.05

960

电机额定转速

P00.01

1

端子控制运行方式

P05.03

4

正转寸动

P00.02

6

多段速运行

P00.12

2

多段指令第零段来源

P00.14

20

加速时间设置

P05.05

16

多段速端子1

P00.15

60

减速时间设置

P11.00

60%

低速30HZ

P02.01

132

电机1额定功率

P11.01

100%

高速50HZ

采用矢量模式,需事先输入准确的电机参数,然后做电机动态自学习,效果更佳。

4、现场图片:    

 

                以上四张图片为江西某陶瓷厂球磨机设备现场

 

5、 运行效果分析:

A、节能改造前,负载较高时的功耗:

P10=90*0.625/0.884=63.63KW)(0.88462.5%负载时电机的效率)

负载较低时的功耗:

P11=90*0.46/0.65=63.69KW    0.6546%负载时电机的效率)

B、节能改造后,负载较高时的功耗:

P20=90*0.625/0.886=63.49KW   0.88662.5%负载且电压控制时电机的效率)

负载较低时的功耗:
P21
90×0.46/0.7059.14KW  0.746%负载且电压控制时电机的效率)

C、利用沃森变频器自动电压调节工程时的年节电率

P=P20*0.75+P21*3/3.75=60.01KW

每年按320天,每天运行20小时,每年可节电

63.49-60.01*6400=22272KW*h

折算节电率(63.49-60.01/63.49=5.5
D、总节电率
对加装了液力耦合器的球磨机,在去掉液力耦合器,加装沃森变频器和补偿电容后的节电率为8%,与变频器自动电压调节模式时的节电率相加,变频系统总节电率为13.5%。

6、结束语:

      在全国上下用电形式严峻的情况下,各企业单位都应该注重能源节约,采取先进的节能机制,既保护环境又为企业创造经济效益。

    通过以上分析和实践证明,在节电空间比较小的球磨机上应用沃森电气VD300A系列变频器能够取得一定的节电效果。

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