富凌BD550变频器在药厂搅拌机上的应用

2015年05月28日

　　引言

　　搅拌机械在药厂、化工等行业的生产过程中应用很广泛。搅拌机械在设计时均是按使用工况的要求考虑一定余量的，而搅拌机在实际使用过程中，则不一定要在最大转速下工作，有很多时间都可以工作在非满载状态。传统的搅拌机通常不进行调节或采用机械方式调速，机械方式调速会增大搅拌机的损耗，同时会使搅拌机工作在波动状态，也会使搅拌机设备工作在“大马拉小车”的状态，很不经济。

　　原系统工况存在的问题

　　◆ 主电机虽然是星-角减压起动，但起动时的电流仍然很大，会影响电网的稳定及其它用电设备的运行安全

　　◆ 主电机工频运行，属非经济运行，电能浪费严重

　　◆ 主电机工频运行致使搅拌机运行时噪音很大

　　◆ 主电机工频起动设备的冲击大，电机轴承的磨损大，所以设备维护工作繁琐

　　变频改造的节电原理

　　由流体传输设备搅拌机的工作原理可知：搅拌机的流量(风量)与其转速成正比;搅拌机的压力(扬程)与其转速的平方成正比，而搅拌机的轴功率等于流量与压力的乘积，故搅拌机的轴功率与其转速的三次方成正比(即与电源频率的三次方成正比)。根据上述原理可知：降低搅拌机的转速，那么其功率可以下降得更多。例如:将供电频率由50Hz降为45Hz，则P45/P50=(45/50)3=0.729，即P45=0.729P50(P为电机轴功率);将供电频率由50Hz降为40Hz，则P40/P50=(40/50)3=0.512，即P40=0.512P50(P为电机轴功率)。

　　搅拌机消耗功率与转速的三次方成正比。即P=KN3，P：为搅拌机消耗功率;N：为搅拌机运行时的转速;K为比例系数。而搅拌机设计是按工频运行时设计的，但搅拌时除高速外，大部分时间流量较小，由于采用了变频技术及微机技术有微机控制，因此可以使搅拌机运行的转速随流量的变化而变化，最终达到节能的目的。实践证明，使用变频设备可使搅拌机运行平均转速比工频转速降低20%，从而大大降低能耗，节能率可达20%-40%。

　　因搅拌机属于典型的平方转矩负载类型，所以其功率(轴功率)、转矩(压力)、速(风量)满足以下关系(相似定理)：

　　P电=P轴=QH

　　Q'/Q=N/N 则Q'=Q(N'/N)

　　P'/P=(N/N')3 则P'=P(N/N')3

　　异步电机的转速公式 n=60f(1-s)/p

　　式中：N、Q、H、P——搅拌机的额定转速，风量，轴功率

　　N'、Q'、H'、P'——调速后搅拌机的额定转速，水量，轴功率

　　在一定范围满足生产要求的前提下，可以通过改变转速来灵活的调节搅拌的速度，以方便均匀搅拌，并且不改变工作周期。这种特性表明，调节搅拌机转速，改变电动机出力，使搅拌速度始终满足工艺要求。

　　搅拌机变频方案:

　　根据搅拌机配置及运行转矩大的特点，通常是在搅拌机上加装一套T通用型的变频器调速装置。保留搅拌机原工频系统，并与搅拌机的变频系统互为备用可相互切换使用，工频与变频之间设联锁。

　　在实际工作的过程中，可以根据搅拌物料的特性以及加入其它化学物质的时间不同，设定多段速度，最多可以达到八段不同速度。同时也可以采用变频器的程序运行功能，最多可以设定七段不同速度，不同时间的自动程序运行模式，大大减轻工人的劳动强度，提高生产效率。

　　利用富凌系列变频器强大的通讯功能，配合工控机和组态软件等，还可实现与主控室进行联网控制，便于监控人员自动化管理。如果用户希望采用DCS或者是FCS，那么则可以由D/FCS负责采集模拟量、开关量等信号，变频器输出的模拟量、开关量信号全部进入DCS系统，形成闭环控制，同时实现相关辅机联锁功能等。为确保系统可靠性，建议在变频系统上增加工频软启动旁路装置。

　　搅拌机变频调速装置的功能及优点

　　◆ 搅拌机变频节能装置为开环调节

　　◆ 软启动方式可减小启动冲击电流

　　◆ 变频器带有智能保护，故障时可自动停机

　　◆ 可根据不同的工艺采用不同的转速

　　◆ 通过变频调速实现节能

　　参数设置：