易驱变频器在广西糖厂的改造

一、   概述
  
      在工业控制领域中，除了液动、气动等控制外，绝大多数的控制是电动控制系统，其最终控制对象和执行机构大多为电机。过去在要求响应快、精度高的调速系统中，都采用直流调速系统，它曾占据了电气传动的主导地位，缺点是造价高、可靠性差、维护麻烦。而感应电动机的结构简单、坚固可靠、造价低廉，只是用传统的方法难以控制。随着科技的进步，大功率晶体管电子技术的发展，大规模集成电路和微处理技术的突飞猛进,交流电机变频调速技术已日趋完善。从而使以感应电机为代表的交流传动控制系统在很大程度上取代直流电机调速系统，成为电气传动控制的主流。
   
      变频调速是众多交流调速方法中最实用的一个，在应用中无需更换原来使用的感应式电动机，而且具有效率高、机械特性好、调速范围宽、启动电流小、控制精度高、安装和操作方便简单、不污染电网、节约能源等优点，是交流传动控制的最佳方案。保护功能完善，易自动控制，对提高工业的自动化水平，提高劳动生产率、产品质量、大幅度节约能源和原材料、降低生产成本都起到了重要的作用。
  
     在制糖生产过程中，绝大多数设备的驱动为交流电动机，电动机的能耗占用生产总耗能的大部分，但同时有许多的电机长时间或部分时间工作在轻载状态，用传统的变压控制、机械能耗控制等办法都不能达到很好输出转矩和高的电能利用率。采用变极对数控制又不能做到连续调速，如果使用变频器调速控制，不但能满足系统工作的需要，还能较大地节约能源。
  
二、   易驱变频调速器的功能特点 
  
     易驱变频调速器为适应不同的控制对象和使用环境，设有丰富的功能供用户选择。
  
1、灵活的频率控制     
  
     变频调速器控制电机的两个基本输出量是频率和电压，因此一般的通用变频器都设有充分的频率设定功能和频率控制接口。变频器的频率输出可通过设备上的数字键盘设定，如：基本频率、启动频率．及跳跃频率的宽度、多段运行频率、最高最低频率及加减速斜率等。同时在键盘上还有上升下降、起停等实施改变电机速度。还有ＰＩＤ的自动控制系统，可以利用变频器提供的信号输入端口控制电机的运行。这时电机的运行可用0～5V或0～10V来控制，也可以用4～20mA的电流信号设定。
   
2、可靠的保护功能
   
   随着检测器及相关的技术发展，使电机和变频调速器本身同时得到可靠的保护。一般的保护功能如下：过电流保护，再生过电压保护，过压欠压保护，缺相保护，过载保护，输出短路保护，过热保护，接地保护等功能。同时还有存储器异常检测、CPU异常检测、参数错误报警、功率开关器件故障报警等。这些保护及报警信号能及时向管理、操作人员提供可靠的故障信息，便于技术人员对控制系统故障诊断和维修。更有利于对设备的保护。
三　易驱变频器在风机泵类应用的节能原理
   
　　驱动风机泵类负载属于平方转矩负载。该类型的负载也被称作流体类负载.该类负载的主要特点为:
　1.）变频器输出频率在基本频率以下并且该类负载一般不允许工作在基频以上.
　2.）从流体力学我们知道，风量流量与电机转速及电机功率的关系如下：
Ｑ１／Ｑ２＝ｎ１／ｎ２　　Ｈ１／Ｈ２＝（ｎ1／ｎ２）2
Ｐ１／Ｐ２＝（ｎ１／ｎ２）3
      Ｑ代表风量流量　Ｈ代表风压（管网水压）　Ｐ代表轴功率　ｎ代表转速。从上式可知当Ｑ下降时，Ｈ和Ｐ分别以平方和立方下降。
　　该类负载转矩与转速的平方成正比,电机输出的轴功率与转速的立方成正比.拖动该类负载时,随着转速的降低，所需转矩以平方的比例下降，低频时负载电流小，电机过热现象不会发生。   
四　易驱ＥＤ３０００系列变频器在广西糖厂取得了成功改造。
   
　　原有系统鼓、引风机均为工频启动全速运行，气动冲击电流很大。负荷变化时用改变风门开度来调节风量。开度在５０－８０％之间，截留损耗大。４台２００ＫＷ风机驱动电动机每个榨季会因此损耗数十万度电。
  
     改用易驱ＥＤ３０００系列变频器后就很好的解决了这个问题，通过改变电机输入频率，对电机启动、运行的参数进行调节，适应锅炉负荷变化，实现无级调速。运行时风门全开，无节流损失。引风机皆为离心式风机，根据离心式风机的输出的风量正比于转速，而输入的功率正比于转速的三次方，如果风量减小１０％则输入功率将减小２５％现场运行测试也基本接近此理论规律，在２００６－２００７榨季平均节电率达到４０％左右，同时改变了启动性能，使启动操作变得平滑柔顺。
     
     汽包水位自动控制系统：原有系统为２台１６０ＫＷ电机驱动高压离心式高级水泵给锅炉供水，汽包水位为电动阀自动控制，平均阀门开度在４０－６０之间，节流损耗大每个榨季因此损耗数十万度电。
  
    改用易驱ＥＤ３０００系列变频器驱动高压离心式多级给水泵直接给锅炉供水，同时充分利用易驱变频器内的反馈调节功能，在原水位反馈控制的同时引入蒸汽量反馈调节信号，使系统的负荷响应能力大大提高，特别是克服了负荷突变时产生的假水位反应，使系统调节平稳，水位变化仅有５ｍｍ。在２００６－２００７榨季平均节电率达到３０％。同时改变了启动性能，使启动操作更平滑。
  
     在糖厂，各种泵类很多，抽水泵、污水处理泵、以及真空泵、浆汁泵等。尤其是制糖车间，泵类负载更多，虽然大多数泵不需要调速，但实际上设备的运行是根据工作量的变化而经常处于变化之中，在采用变频器后使这些泵类负载形成闭环的全自动运行状态，可以真实的根据负载的变化使泵类电机设备处于最为优化的工作状态，不仅节能，在加大产量时由于变频器的控制使设备在合理接受范围内超速运行，从而高工作效率。平均节电率达３８％。