电动机的旋转磁场转速与电源频率成正比,与电动机的磁极对数成反比。电动机的磁极对数是相对固定的,不适合改变该值来调整电动机的转速。因此,用变频器改变电源频率就可以改变电动机的转速,调速范围宽且可无级调速。
1.2 变频器的主要功能与特点
具有矢量控制和V/F控制功能;转矩自动提升功能,低频大转矩输出功能;内置PID闭环控制功能;内置RS-485接口,可与电脑联网控制;具有多种保护功能(过电压、欠电压、过电流、缺相、过载、过热、反转保护等)。可对电动机实行
软启动和慢速停机,减少启动电流对电源的冲击,可替代大功率电动机的降压启动设备和保护设备。对电动机进行正反转控制非常方便,还有调速范围宽、传动效率高、节电显著等一系列优点。
2 电动机
普通三相交流感应式异步电动机与三相变频电动机的区别见表1和表2.
2.1 普通三相交流感应式异步电动机
普通三相交流感应式异步电动机的基准频率50 Hz,风扇为同轴风机,冷却散热受电动机转速的影响。
2.2 三相变频电动机
三相变频电动机的磁极数为4极,单独带有冷却风扇,冷却散热不受电动机转速影响。 三相变频电动机虽然价格较高,但在低速时的综合性能比普通三相交流感应式异步电动机好。一般频率>35 Hz选用普通三相交流电动机,频率≤35 Hz而且经常处于低频下运转的情况下,选用三相变频电动机。
3 变频调速技术的应用
在饲料行业中,有些机械设备已经使用变频器进行调速控制。
3.1 在饲料粉碎机、制粒机和挤压膨化机前喂料器的变频调速
根据主机电动机的电流情况,调整变频器的输出频率,改变喂料器的转速,改变喂料量,避免因过载而烧坏电动机,并使电动机工作在最佳状态,利于节省电能。
3.2 在电子秤上的应用
在电子配料秤和电子包装秤中,为了精确控制配料精度,可用电脑程序通过变频器控制喂料器(供料器)的转速,从而改变喂料量,提高配料精度和称量精度,可使静态精度达到±0.1%FS,动态精度达到±0.2%FS.
3.3 用变频器控制粉碎机的转速,以适应不同种类饲料的粉碎粒度的要求
各类粉碎机由于其转动惯量的差别、锤片和筛片的磨损情况不同、粉碎饲料的种类不同、要求的粒度不同等,对粉碎机转速的要求也不同。根据试验,在不改变喂料量的情况下,通过变频器调整粉碎机的转速,找出电动机最小电流时的转速为最佳转速。该方法的应用可提高产量5%~15%,相应降低电耗5%~15%.随着锤片的磨损、物料的变化,该最佳转速点也要做相应地调整。
其它方面如微粉碎机、微粉分级设备、
液体添加设备、负压吸风除尘等都可以采用变频调速技术来改变其最佳运行参数。
变频调速技术在饲料行业的应用尚不普遍,有些机械是否需要采用变频器控制,有些机械的变频调速技术性能参数是否合适,还需经过大量的生产试验确定。
4 变频器的使用要点
4.1 变频器在改变频率的同时电压也同时改变。因此电动机的电磁转矩也相应改变,在与电动机匹配时要考虑其工况。
4.2 正确使用变频器,必须认真注意散热问题。变频器的故障率随温度升高而呈指数的上升,使用寿命随温度升高而呈指数的下降,环境温度升高10 ℃,变频器使用寿命显著降低,变频器的发热量一般为50~60 W/kW.
4.3 变频器的安装环境要求保持干燥、无腐蚀性气体和粉尘,并避免强烈振动。
4.4 变频器的电源要求稳定,避免因电源故障造成变频器的损坏。
4.5 变频器工作时会产生高次
谐波,对其它设备有影响,要采取一些屏蔽和隔离措施。
4.6 变频器在低速时的某一频率点会引起机器的共振,可以通过设定跳跃频率点和宽度来避免。
5 小结
变频器的核心技术为发达国家掌握,进口变频器价格很高。国内一些高技术电器设备
生产厂家通过引进并消化吸收,已能研制和生产性能良好的变频器,价格只有进口的1/3~1/2.
目前,变频器的价格与普通控制电器和保护电器相比仍然较高,技术改造需要大量资金。需要相关技术人员进行安装调试和对现场操作人员进行培训。但通过变频调速以适应不同工况的需要,提高产量和加工质量,降低电耗,节省的费用,经过1~2年就可收回技术改造投资,并且增加企业的经济效益。变频器是一种成熟的技术设备,是饲料厂节能改造的理想设备,具有很高的推广价值,广大饲料企业应提高认识,重视技术引进工作,加快变频调速技术的推广应用。在应用中,要合理选型,正确安装,做好变频器的参数设置与调试,以取得良好的使用。
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