摘要：工业离心机也叫分离机，通过离心力的作用完成混合物的固体或液体的分离工作。老式的工频离心机电机的启动电流大、机械振动大、启停时间长、工作效率低。采用变频器控制离心机可以有效的减少启动时的冲击电流，加减速时间可以根据负载和工艺要求任意设定，提高工作效率。本文介绍了安徽某化工厂采用四方V560系列变频器对原有的离心机进行改造，并取得了良好的效果。
关键词：离心机，化工，变频器，V560；
一、工业离心机工艺介绍
1.1 工业离心机简介
工业离心机主要通过离心力作用将固液分离, 一般由进料、洗涤、脱水、括刀、卸料等几个部分， 其中进料、洗涤、括刀、卸料等部分是通过电磁阀、气动阀控制，离心釜是实现固液分离的主要部件，由一台三相交流电机通过皮带传动。根据工艺特点在开始阶段物料主要是固液混合物，刚起动时负载相对较大，当达到一定的转速时液体在离心力的作用下由离心外侧流出，这样部分液体先被分离出来，随着电机转速的进一步提高，负载也相应减小。根据工艺要求，一般分为几个不同转速运行以达到分离效果。
1.2工业离心机工艺要求
1) 实现离心机进料、洗涤、脱水、刮刀四（多）段速度控制，进料时运行速度120r/min，洗涤使运行200r/min，脱水时运行速度960 r/min，刮刀时运行速度500 r/min；
2) 为了提高生产效率，起动和停车时间要短；
3) 电机在停车过程中能够自行减速，不需任何外加阻力。
二、电气配置方案
2.1传统工频方案
安徽某化工厂改造项目的工业离心机为一台额定电流45KW，转速为960 r/min 的6极电机，采用Y—△启动方式，电动机通过传动带带动回转体运转，电动机上的带轮内装有摩擦式离心离合器，由继电器和液力耦合器控制调速。
2.2变频改造方案
离心机为恒转矩负载，起动转矩和机械惯性较大，变频器的选型一般放大一档使用，因此，我们选择一台四方V560系列55KW矢量型变频器。将原电动机侧摩擦式离心离合器式的带轮改为直接传动的普通带轮。采用变频器的多段速功能，对离心机进料、洗涤、脱水、刮刀4个工作阶段的转速进行精确控制。离心机的工作状态采用原有的PLC控制系统，为变频器提供离心机的工作状态信号，变频器的转速设定在变频器的多段速功能中设定。
三、工业离心机变频系统方案
3.1系统主要配置：
V560-4T0550矢量变频器、DBKU-4T0900制动单元、18KW/8Ω制动电阻
电气图如下：
上图中，DI1/CM设置为变频器启动停止控制端子，当DI1与CM闭合时，则变频器启动，若DI1与CM断开时，变频器为停止状态。
DI2～DI6端子为数字量信号端口，其公共端统一为CM，即与CM闭合导通有效。其中DI2、DI4、DI5端子设置为变频器多段速控制，分别设置为DI2为进料速度、DI3为洗涤速度、DI4为脱水速度、DI5为刮刀速度，DI6设置为故障复位。
L1、L2、L3为三相输入，U、V、W为变频器三相输出。
TA/TB/TC为变频器继电器输出端子，其中TA/TB为常闭端口，TA/TC为常开端口。根据实际电气设计及其控制需要，客户可以极其方便的选择常闭或者常开端口为报警输出。
P+、P-为变频器外接制动单元端口，制动单元中POW端子接变频器的24V电源，ENA 端子接变频器CM接地端；P+、PB为外接制动电阻端口。
3.2调试参数：
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功能代码
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名称
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出厂值
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设定值
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F0.0.09
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电机类型与控制模式选择
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0000
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0000
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F0.2.29
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频率设定1面板数字设定（进料转速）
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0.0
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10.00
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F0.3.33
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控制命令1
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0
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1
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F0.4.44
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直流抱闸控制
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0
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1
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F0.4.45
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直流抱闸/控制启动频率/速度
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2.00
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1.00
|
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F0.4.46
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直流制动作用时间
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0.0
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20.0
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F0.4.47
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直流抱闸/制动注入电流
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50.0
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10.0
|
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F1.0.03
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加速时间1
|
5.0
|
100.0
|
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F1.0.04
|
减速时间1
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5.0
|
100.0
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F1.1.13
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载波频率
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6
|
4
|
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F1.1.14
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载波特性
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0111
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2111
|
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F1.4.39
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加/减速电流限制水平
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160
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200
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F2.0.00~ F2.0.04
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电机额定参数
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按照电机实际参数设定
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F2.2.52
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矢量模式起动励磁时间
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0.5
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1
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F2.2.53
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电机参数测定（矢量自学习）
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0
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1
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F3.0.00
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多功能输入端子DI1（启动）
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0
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7
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F3.0.01
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多功能输入端子DI2（进料）
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0
|
1
|
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F3.0.02
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多功能输入端子DI3（洗涤）
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7
|
2
|
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F3.0.03
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多功能输入端子DI4（脱水）
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8
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3
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F3.0.04
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多功能输入端子DI5（刮刀）
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13
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4
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F3.0.05
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多功能输入端子DI5（复位）
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0
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13
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F6.0.00
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第1运行频率（洗涤转速）
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5.00
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20.00
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F6.0.01
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第2运行频率（脱水转速）
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10.00
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50.00
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F6.0.02
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第3运行频率（刮刀转速）
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15.00
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30.00
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四、调试注意事项
1.离心机的启动转矩较大，启动比较困难。因此变频器的启动转矩要尽可能的高，若在加速中出现过流、过载报警，应适当延长变频器的加速时间。
2.离心机的机械惯性较大，在减速过程中电机处于发电状态，因此，系统中必须加装制动单元和制动电阻。若运行中出现减速过流、过压报警或制动电阻发热严重，可适当放大制动电阻功率和延长停车减速时间。
五、改造后的效果
工频系统长期使用存在的缺点：
l 起动电流大：电机Y—△起动电流为额定电流的2~3倍，大电流频繁起动极易造成电机温度升高、绝缘老化快从而损坏电机；
l 机械振动大：启动和停止机械振动大，维护、维修成本高；
l 启、停时间长：离心机机械惯性较大，摩擦力小，传统的摩擦块刹车，停车时间达200S；启动时需缓慢加速，每次起动需要180s，启动和停车时间长，工作效率低。
变频系统的优势：
l 实现电机软启动，变频器从0HZ开始启动，电流只有全压启动的三分之一，有效减少了对电网的冲击；
l 启动平滑，消除机械的冲击，保护机械设备延长设备使用寿命；
l 有效缩短了起动和停车的时间，启动时间100S，停车时间100S，提高了生产效率；
l 变频器多段速功能，对离心机进料、洗涤、脱水、刮刀4个工作阶段的转速进行精确控制，省去了工频系统中液力耦合器等部件；
l 系统采用变频调速可以有效达到节能降耗，提高使用效率。
六、结束语
本文介绍了四方V560矢量型变频器应用在工业离心机的系统方案，通过变频调速，可以根据不同工艺要求选择多段速运行，变频控制实现电机的软启动可以有效减少对电网的冲击，强劲的启动力矩和直流制动、能耗制动等功能，有效缩短了离心机启动和停车时间。该方案在现场取得了非常好的使用效果。
参考文献：
1、《V560系列高性能矢量变频器说明书》 深圳市四方电气技术有限公司
2、李方圆. 变频器行业应用实践，2006（1）
