DELIXI德力西變頻器在攪拌機(jī)上的節(jié)能改造應(yīng)用方案
隨著變頻技術(shù)的成熟,變頻器在電氣傳動(dòng)領(lǐng)域中應(yīng)用越來越廣泛。其控制方式的多樣性、完善的電機(jī)保護(hù)功能以及其特有的優(yōu)點(diǎn)是目前在工控領(lǐng)域其它無可比擬的。
一:改造原理
由流體傳輸設(shè)備攪拌機(jī)的工作原理可知:攪拌機(jī)的流量(風(fēng)量)與其轉(zhuǎn)速成正比;攪拌機(jī)的壓力(揚(yáng)程)與其轉(zhuǎn)速的平方成正比,而攪拌機(jī)的軸功率等于流量與壓力的乘積,故攪拌機(jī)的軸功率與其轉(zhuǎn)速的三次方成正比(即與電源頻率的三次方成正比)根據(jù)上述原理可知:降低攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速,那么其功率可以下降得更多。例如:將供電頻率由50Hz降為45Hz,則P45/P50=(45/50)3=0.729,即P45=0.729P50(P為電機(jī)軸功率);將供電頻率由50Hz降為40Hz,則P40/P50=(40/50)3=0.512,即P40=0.512P50(P為電機(jī)軸功率)。
攪拌機(jī)消耗功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。即N=KN3 N:為攪拌機(jī)消耗功率;n:為攪拌機(jī)運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速;K為比例系數(shù)。而攪拌機(jī)設(shè)計(jì)是按工頻運(yùn)行時(shí)設(shè)計(jì)的,但攪拌時(shí)除高速外,大部分時(shí)間流量較小,由于采用了變頻技術(shù)及微機(jī)技術(shù)有微機(jī)控制,因此可以使攪拌機(jī)運(yùn)行的轉(zhuǎn)速隨流量的變化而變化,最終達(dá)到節(jié)能的目的。實(shí)踐證明,使用變頻設(shè)備可使攪拌機(jī)運(yùn)行平均轉(zhuǎn)速比工頻轉(zhuǎn)速降低20%,從而大大降低能耗,節(jié)能率可達(dá)20%-40%。
因攪拌機(jī)屬于典型的平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載類型,所以其功率(軸功率),轉(zhuǎn)矩(壓力),速(風(fēng)量)滿足以下關(guān)系(相似定理):
P電=P軸=QH
Q’/Q=N’/N 則Q’=QN’/N
P’/P=(N’/N)3 則P’=P(N’/N)3
異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速公式 n=60f(1-s)/p
式中:N、Q、H、P——攪拌機(jī)的額定轉(zhuǎn)速,風(fēng)量,軸功率
N’、Q’、H’、P’——調(diào)速后攪拌機(jī)的額定轉(zhuǎn)速,水量,軸功率
在一定范圍滿足生產(chǎn)要求的前提下,可以通過改變轉(zhuǎn)速來靈活的調(diào)節(jié)攪拌的速度,以方便均勻攪拌,并且不改變工作周期。這種特性表明,調(diào)節(jié)攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速,改變電動(dòng)機(jī)出力,使攪拌速度始終滿足工藝要求。
綜上所述:利用變頻技術(shù)改變電機(jī)轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)流量和速度的變化用來取代傳統(tǒng)工頻電路的控制,能取得明顯的節(jié)能效果
二:改造方案
原系統(tǒng)工況存在的問題
1、主電機(jī)雖然星-角減壓起動(dòng),但起動(dòng)時(shí)的電流仍然很大,會(huì)影響 電網(wǎng)的穩(wěn)定及其它用電設(shè)備的運(yùn)行安全。
2、主電機(jī)工頻運(yùn)行,屬非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,電能浪費(fèi)嚴(yán)重。
3、主電機(jī)工頻運(yùn)行致使攪拌機(jī)運(yùn)行時(shí)噪音很大。
4、主電機(jī)工頻起動(dòng)設(shè)備的沖擊大,電機(jī)軸承的磨損大,所以設(shè)備維護(hù)工作繁瑣。
根據(jù)以上特點(diǎn),我公司采用以下系統(tǒng)方案:
采用德力西CDI9000通用型系列變頻器
該產(chǎn)品的主要特點(diǎn)有:
1.空間電壓矢量控制技術(shù)。
2. 轉(zhuǎn)矩自動(dòng)提升功能,低頻大轉(zhuǎn)矩輸出。
3. 載波頻率可調(diào),靜音運(yùn)行。
4. 控制方式多樣化,通用性強(qiáng),多段速和程序運(yùn)行功能。
5. 內(nèi)置剎車單元,快速停車。
6. 內(nèi)置PID調(diào)節(jié)功能,閉環(huán)控制簡單。
7. 內(nèi)置RS-485接口,可計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)控制,也可以與DCS組成閉環(huán)控制系統(tǒng)。
8. 具有時(shí)間累計(jì)功能,可以顯示單次通電運(yùn)行
時(shí)間,累計(jì)運(yùn)行時(shí)間。
9. 32位電機(jī)控制專用微處理器,頻率解析度
高達(dá)0.01HZ。
在實(shí)際工作的過程中,可以根據(jù)攪拌物料的特性以及加入其它化學(xué)物質(zhì)的時(shí)間不同,設(shè)定多段速度,最多可以達(dá)到八段不同速度。同時(shí)也可以采用變頻器的程序運(yùn)行功能,最多可以設(shè)定七段不同速度,不同時(shí)間的自動(dòng)程序運(yùn)行模式,大大減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高生產(chǎn)效率。
利用CDI9000系列變頻器強(qiáng)大的通訊功能,配合工控機(jī)和組態(tài)軟件等,還可實(shí)現(xiàn)與主控室進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)控制,便于監(jiān)控人員自動(dòng)化管理。如果用戶希望采用DCS或者是FCS,那么則可以由D/FCS負(fù)責(zé)采集模擬量、開關(guān)量等信號,變頻器輸出的模擬量、開關(guān)量信號全部進(jìn)入DCS系統(tǒng),形成閉環(huán)控制,同時(shí)實(shí)現(xiàn)相關(guān)輔機(jī)聯(lián)鎖功能等。為確保系統(tǒng)可靠性,建議在變頻系統(tǒng)上增加工頻軟啟動(dòng)旁路裝置。
由此可見,德力西變頻器具有強(qiáng)大的功能,能滿足生產(chǎn)過程中的各種控制方案。若外接PLC等,就組成全自動(dòng)化的監(jiān)控和控制系統(tǒng)、可以滿足更復(fù)雜的工藝要求。
三:系統(tǒng)改造后的性能:
(1)采用變頻器控制,在滿足使用要求的前提下達(dá)到了最大限度的節(jié)能。
?。?)由于降速運(yùn)行和軟啟運(yùn),減少了振動(dòng)、噪音和磨損,延長了設(shè)備維修周期和使用壽命,提高了設(shè)備的MTBF(平均故障維修時(shí)間)值,并減少了對電網(wǎng)沖擊,提高了系統(tǒng)的可靠性。
(3)系統(tǒng)具有各種保護(hù)措施,使系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)率和安全可靠性大大提高。
(4)變頻調(diào)速閉環(huán)控制系統(tǒng)與工頻控制系統(tǒng)互為互鎖,不影響原系統(tǒng)的運(yùn)行,且在變頻調(diào)速閉環(huán)控制系統(tǒng)檢修維護(hù)或故障時(shí),原工頻控制系統(tǒng)照樣可以正常運(yùn)行。
德力西變頻器公司除為用戶提供高質(zhì)量的產(chǎn)品外,并且提供相關(guān)系統(tǒng)集成、安裝指導(dǎo)、調(diào)試和售后服務(wù)。我們的產(chǎn)品已經(jīng)在全國各行各業(yè)有普遍的應(yīng)用,下面是我公司產(chǎn)品在相關(guān)行業(yè)的業(yè)績:
1:浙江傳化集團(tuán)涂料有限公司
2:杭州富陽造紙工業(yè)園國佳紙業(yè)、華勝紙業(yè)、東大紙業(yè)。。。。。。。
3:嘉興嘉善化工有限公司
4:杭州華洋化工有限公司
5:江蘇明光化工有限公司
6:山東萊蕪華冠塑料機(jī)械
四:了解DELIXI:
德力西集團(tuán)總部位于雁蕩山麓的樂清市柳市鎮(zhèn),創(chuàng)業(yè)于 1984年7月。在創(chuàng)始人胡成中的帶領(lǐng)下,經(jīng)過二十年的拼搏,從一個(gè)家庭作坊發(fā)展成為國家大型企業(yè)。集團(tuán)以生產(chǎn)高中低壓電器、輸變配電氣和工業(yè)自動(dòng)化控制電氣為主,同時(shí)涉及綜合物流、交通運(yùn)輸、金融服務(wù)、環(huán)保工程等產(chǎn)業(yè)?,F(xiàn)有員工14000余人,下屬公司70多家,協(xié)作企業(yè)700多家,在國內(nèi)外設(shè)有銷售網(wǎng)點(diǎn)1000多家。集團(tuán)現(xiàn)有總資產(chǎn)36.68億元,品牌無形資產(chǎn)28.28億元,綜合實(shí)力位居中國民營企業(yè)500強(qiáng)前列。
德力西集團(tuán)致力于“創(chuàng)造中國人自己的國際品牌”,為振興中國工業(yè)電氣行業(yè)創(chuàng)造出了輝煌的業(yè)績。德力西集團(tuán)先后被評為中國明星企業(yè)、全國機(jī)械工業(yè)管理示范企業(yè)、全國首批重合同守信用企業(yè)、全國質(zhì)量管理先進(jìn)企業(yè)、農(nóng)業(yè)部最高利稅總額企業(yè)、全國出口創(chuàng)匯先進(jìn)企業(yè)、國家火炬計(jì)劃重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)等。目前,公司已有三類產(chǎn)品被評為“中國名牌產(chǎn)品”,電能表獲得了“國家免檢產(chǎn)品”稱號,德力西商標(biāo)被認(rèn)定為“中國馳名商標(biāo)”。2003年金秋,德力西電氣進(jìn)入中國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心,助“神舟五號”載人航天飛行圓滿成功。
我們衷心的期待每一次為您服務(wù)的機(jī)會(huì),我們辛勤工作的價(jià)值因?yàn)槟x擇了“DELIXI”而得到體現(xiàn)!
一:改造原理
由流體傳輸設(shè)備攪拌機(jī)的工作原理可知:攪拌機(jī)的流量(風(fēng)量)與其轉(zhuǎn)速成正比;攪拌機(jī)的壓力(揚(yáng)程)與其轉(zhuǎn)速的平方成正比,而攪拌機(jī)的軸功率等于流量與壓力的乘積,故攪拌機(jī)的軸功率與其轉(zhuǎn)速的三次方成正比(即與電源頻率的三次方成正比)根據(jù)上述原理可知:降低攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速,那么其功率可以下降得更多。例如:將供電頻率由50Hz降為45Hz,則P45/P50=(45/50)3=0.729,即P45=0.729P50(P為電機(jī)軸功率);將供電頻率由50Hz降為40Hz,則P40/P50=(40/50)3=0.512,即P40=0.512P50(P為電機(jī)軸功率)。
攪拌機(jī)消耗功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。即N=KN3 N:為攪拌機(jī)消耗功率;n:為攪拌機(jī)運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速;K為比例系數(shù)。而攪拌機(jī)設(shè)計(jì)是按工頻運(yùn)行時(shí)設(shè)計(jì)的,但攪拌時(shí)除高速外,大部分時(shí)間流量較小,由于采用了變頻技術(shù)及微機(jī)技術(shù)有微機(jī)控制,因此可以使攪拌機(jī)運(yùn)行的轉(zhuǎn)速隨流量的變化而變化,最終達(dá)到節(jié)能的目的。實(shí)踐證明,使用變頻設(shè)備可使攪拌機(jī)運(yùn)行平均轉(zhuǎn)速比工頻轉(zhuǎn)速降低20%,從而大大降低能耗,節(jié)能率可達(dá)20%-40%。
因攪拌機(jī)屬于典型的平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載類型,所以其功率(軸功率),轉(zhuǎn)矩(壓力),速(風(fēng)量)滿足以下關(guān)系(相似定理):
P電=P軸=QH
Q’/Q=N’/N 則Q’=QN’/N
P’/P=(N’/N)3 則P’=P(N’/N)3
異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速公式 n=60f(1-s)/p
式中:N、Q、H、P——攪拌機(jī)的額定轉(zhuǎn)速,風(fēng)量,軸功率
N’、Q’、H’、P’——調(diào)速后攪拌機(jī)的額定轉(zhuǎn)速,水量,軸功率
在一定范圍滿足生產(chǎn)要求的前提下,可以通過改變轉(zhuǎn)速來靈活的調(diào)節(jié)攪拌的速度,以方便均勻攪拌,并且不改變工作周期。這種特性表明,調(diào)節(jié)攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速,改變電動(dòng)機(jī)出力,使攪拌速度始終滿足工藝要求。
綜上所述:利用變頻技術(shù)改變電機(jī)轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)流量和速度的變化用來取代傳統(tǒng)工頻電路的控制,能取得明顯的節(jié)能效果
二:改造方案
原系統(tǒng)工況存在的問題
1、主電機(jī)雖然星-角減壓起動(dòng),但起動(dòng)時(shí)的電流仍然很大,會(huì)影響 電網(wǎng)的穩(wěn)定及其它用電設(shè)備的運(yùn)行安全。
2、主電機(jī)工頻運(yùn)行,屬非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,電能浪費(fèi)嚴(yán)重。
3、主電機(jī)工頻運(yùn)行致使攪拌機(jī)運(yùn)行時(shí)噪音很大。
4、主電機(jī)工頻起動(dòng)設(shè)備的沖擊大,電機(jī)軸承的磨損大,所以設(shè)備維護(hù)工作繁瑣。
根據(jù)以上特點(diǎn),我公司采用以下系統(tǒng)方案:
采用德力西CDI9000通用型系列變頻器
該產(chǎn)品的主要特點(diǎn)有:
1.空間電壓矢量控制技術(shù)。
2. 轉(zhuǎn)矩自動(dòng)提升功能,低頻大轉(zhuǎn)矩輸出。
3. 載波頻率可調(diào),靜音運(yùn)行。
4. 控制方式多樣化,通用性強(qiáng),多段速和程序運(yùn)行功能。
5. 內(nèi)置剎車單元,快速停車。
6. 內(nèi)置PID調(diào)節(jié)功能,閉環(huán)控制簡單。
7. 內(nèi)置RS-485接口,可計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)控制,也可以與DCS組成閉環(huán)控制系統(tǒng)。
8. 具有時(shí)間累計(jì)功能,可以顯示單次通電運(yùn)行
時(shí)間,累計(jì)運(yùn)行時(shí)間。
9. 32位電機(jī)控制專用微處理器,頻率解析度
高達(dá)0.01HZ。
在實(shí)際工作的過程中,可以根據(jù)攪拌物料的特性以及加入其它化學(xué)物質(zhì)的時(shí)間不同,設(shè)定多段速度,最多可以達(dá)到八段不同速度。同時(shí)也可以采用變頻器的程序運(yùn)行功能,最多可以設(shè)定七段不同速度,不同時(shí)間的自動(dòng)程序運(yùn)行模式,大大減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高生產(chǎn)效率。
利用CDI9000系列變頻器強(qiáng)大的通訊功能,配合工控機(jī)和組態(tài)軟件等,還可實(shí)現(xiàn)與主控室進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)控制,便于監(jiān)控人員自動(dòng)化管理。如果用戶希望采用DCS或者是FCS,那么則可以由D/FCS負(fù)責(zé)采集模擬量、開關(guān)量等信號,變頻器輸出的模擬量、開關(guān)量信號全部進(jìn)入DCS系統(tǒng),形成閉環(huán)控制,同時(shí)實(shí)現(xiàn)相關(guān)輔機(jī)聯(lián)鎖功能等。為確保系統(tǒng)可靠性,建議在變頻系統(tǒng)上增加工頻軟啟動(dòng)旁路裝置。
由此可見,德力西變頻器具有強(qiáng)大的功能,能滿足生產(chǎn)過程中的各種控制方案。若外接PLC等,就組成全自動(dòng)化的監(jiān)控和控制系統(tǒng)、可以滿足更復(fù)雜的工藝要求。
三:系統(tǒng)改造后的性能:
(1)采用變頻器控制,在滿足使用要求的前提下達(dá)到了最大限度的節(jié)能。
?。?)由于降速運(yùn)行和軟啟運(yùn),減少了振動(dòng)、噪音和磨損,延長了設(shè)備維修周期和使用壽命,提高了設(shè)備的MTBF(平均故障維修時(shí)間)值,并減少了對電網(wǎng)沖擊,提高了系統(tǒng)的可靠性。
(3)系統(tǒng)具有各種保護(hù)措施,使系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)率和安全可靠性大大提高。
(4)變頻調(diào)速閉環(huán)控制系統(tǒng)與工頻控制系統(tǒng)互為互鎖,不影響原系統(tǒng)的運(yùn)行,且在變頻調(diào)速閉環(huán)控制系統(tǒng)檢修維護(hù)或故障時(shí),原工頻控制系統(tǒng)照樣可以正常運(yùn)行。
德力西變頻器公司除為用戶提供高質(zhì)量的產(chǎn)品外,并且提供相關(guān)系統(tǒng)集成、安裝指導(dǎo)、調(diào)試和售后服務(wù)。我們的產(chǎn)品已經(jīng)在全國各行各業(yè)有普遍的應(yīng)用,下面是我公司產(chǎn)品在相關(guān)行業(yè)的業(yè)績:
1:浙江傳化集團(tuán)涂料有限公司
2:杭州富陽造紙工業(yè)園國佳紙業(yè)、華勝紙業(yè)、東大紙業(yè)。。。。。。。
3:嘉興嘉善化工有限公司
4:杭州華洋化工有限公司
5:江蘇明光化工有限公司
6:山東萊蕪華冠塑料機(jī)械
四:了解DELIXI:
德力西集團(tuán)總部位于雁蕩山麓的樂清市柳市鎮(zhèn),創(chuàng)業(yè)于 1984年7月。在創(chuàng)始人胡成中的帶領(lǐng)下,經(jīng)過二十年的拼搏,從一個(gè)家庭作坊發(fā)展成為國家大型企業(yè)。集團(tuán)以生產(chǎn)高中低壓電器、輸變配電氣和工業(yè)自動(dòng)化控制電氣為主,同時(shí)涉及綜合物流、交通運(yùn)輸、金融服務(wù)、環(huán)保工程等產(chǎn)業(yè)?,F(xiàn)有員工14000余人,下屬公司70多家,協(xié)作企業(yè)700多家,在國內(nèi)外設(shè)有銷售網(wǎng)點(diǎn)1000多家。集團(tuán)現(xiàn)有總資產(chǎn)36.68億元,品牌無形資產(chǎn)28.28億元,綜合實(shí)力位居中國民營企業(yè)500強(qiáng)前列。
德力西集團(tuán)致力于“創(chuàng)造中國人自己的國際品牌”,為振興中國工業(yè)電氣行業(yè)創(chuàng)造出了輝煌的業(yè)績。德力西集團(tuán)先后被評為中國明星企業(yè)、全國機(jī)械工業(yè)管理示范企業(yè)、全國首批重合同守信用企業(yè)、全國質(zhì)量管理先進(jìn)企業(yè)、農(nóng)業(yè)部最高利稅總額企業(yè)、全國出口創(chuàng)匯先進(jìn)企業(yè)、國家火炬計(jì)劃重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)等。目前,公司已有三類產(chǎn)品被評為“中國名牌產(chǎn)品”,電能表獲得了“國家免檢產(chǎn)品”稱號,德力西商標(biāo)被認(rèn)定為“中國馳名商標(biāo)”。2003年金秋,德力西電氣進(jìn)入中國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心,助“神舟五號”載人航天飛行圓滿成功。
我們衷心的期待每一次為您服務(wù)的機(jī)會(huì),我們辛勤工作的價(jià)值因?yàn)槟x擇了“DELIXI”而得到體現(xiàn)!
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