摘要：工業(yè)離心機也叫分離機，通過離心力的作用完成混合物的固體或液體的分離工作。老式的工頻離心機電機的啟動電流大、機械振動大、啟停時間長、工作效率低。采用變頻器控制離心機可以有效的減少啟動時的沖擊電流，加減速時間可以根據(jù)負載和工藝要求任意設(shè)定，提高工作效率。本文介紹了安徽某化工廠采用四方V560系列變頻器對原有的離心機進行改造，并取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：離心機，化工，變頻器，V560;

一、工業(yè)離心機工藝介紹

1.1 工業(yè)離心機簡介

工業(yè)離心機主要通過離心力作用將固液分離, 一般由進料、洗滌、脫水、括刀、卸料等幾個部分， 其中進料、洗滌、括刀、卸料等部分是通過電磁閥、氣動閥控制，離心釜是實現(xiàn)固液分離的主要部件，由一臺三相交流電機通過皮帶傳動。根據(jù)工藝特點在開始階段物料主要是固液混合物，剛起動時負載相對較大，當達到一定的轉(zhuǎn)速時液體在離心力的作用下由離心外側(cè)流出，這樣部分液體先被分離出來，隨著電機轉(zhuǎn)速的進一步提高，負載也相應減小。根據(jù)工藝要求，一般分為幾個不同轉(zhuǎn)速運行以達到分離效果。

1.2工業(yè)離心機工藝要求

1) 實現(xiàn)離心機進料、洗滌、脫水、刮刀四(多)段速度控制，進料時運行速度120r/min，洗滌使運行200r/min，脫水時運行速度960 r/min，刮刀時運行速度500 r/min;

2) 為了提高生產(chǎn)效率，起動和停車時間要短;

3) 電機在停車過程中能夠自行減速，不需任何外加阻力。

二、電氣配置方案

2.1傳統(tǒng)工頻方案

安徽某化工廠改造項目的工業(yè)離心機為一臺額定電流45KW，轉(zhuǎn)速為960 r/min 的6極電機，采用Y—△啟動方式，電動機通過傳動帶帶動回轉(zhuǎn)體運轉(zhuǎn)，電動機上的帶輪內(nèi)裝有摩擦式離心離合器，由繼電器和液力耦合器控制調(diào)速。

2.2變頻改造方案

離心機為恒轉(zhuǎn)矩負載，起動轉(zhuǎn)矩和機械慣性較大，變頻器的選型一般放大一檔使用，因此，我們選擇一臺四方V560系列55KW矢量型變頻器。將原電動機側(cè)摩擦式離心離合器式的帶輪改為直接傳動的普通帶輪。采用變頻器的多段速功能，對離心機進料、洗滌、脫水、刮刀4個工作階段的轉(zhuǎn)速進行精確控制。離心機的工作狀態(tài)采用原有的PLC控制系統(tǒng)，為變頻器提供離心機的工作狀態(tài)信號，變頻器的轉(zhuǎn)速設(shè)定在變頻器的多段速功能中設(shè)定。

三、工業(yè)離心機變頻系統(tǒng)方案

3.1系統(tǒng)主要配置：

V560-4T0550矢量變頻器、DBKU-4T0900制動單元、18KW/8Ω制動電阻

電氣圖如下：

上圖中，DI1/CM設(shè)置為變頻器啟動停止控制端子，當DI1與CM閉合時，則變頻器啟動，若DI1與CM斷開時，變頻器為停止狀態(tài)。

DI2～DI6端子為數(shù)字量信號端口，其公共端統(tǒng)一為CM，即與CM閉合導通有效。其中DI2、DI4、DI5端子設(shè)置為變頻器多段速控制，分別設(shè)置為DI2為進料速度、DI3為洗滌速度、DI4為脫水速度、DI5為刮刀速度，DI6設(shè)置為故障復位。

L1、L2、L3為三相輸入，U、V、W為變頻器三相輸出。

TA/TB/TC為變頻器繼電器輸出端子，其中TA/TB為常閉端口，TA/TC為常開端口。根據(jù)實際電氣設(shè)計及其控制需要，客戶可以極其方便的選擇常閉或者常開端口為報警輸出。

P+、P-為變頻器外接制動單元端口，制動單元中POW端子接變頻器的24V電源，ENA 端子接變頻器CM接地端;P+、PB為外接制動電阻端口。

3.2調(diào)試參數(shù)：

功能代碼	名稱	出廠值	設(shè)定值
F0.0.09	電機類型與控制模式選擇	0000	0000
F0.2.29	頻率設(shè)定1面板數(shù)字設(shè)定（進料轉(zhuǎn)速）	0.0	10.00
F0.3.33	控制命令1	0	1
F0.4.44	直流抱閘控制	0	1
F0.4.45	直流抱閘/控制啟動頻率/速度	2.00	1.00
F0.4.46	直流制動作用時間	0.0	20.0
F0.4.47	直流抱閘/制動注入電流	50.0	10.0
F1.0.03	加速時間1	5.0	100.0
F1.0.04	減速時間1	5.0	100.0
F1.1.13	載波頻率	6	4
F1.1.14	載波特性	0111	2111
F1.4.39	加/減速電流限制水平	160	200
F2.0.00~ F2.0.04	電機額定參數(shù)	按照電機實際參數(shù)設(shè)定
F2.2.52	矢量模式起動勵磁時間	0.5	1
F2.2.53	電機參數(shù)測定（矢量自學習）	0	1
F3.0.00	多功能輸入端子DI1（啟動）	0	7
F3.0.01	多功能輸入端子DI2（進料）	0	1
F3.0.02	多功能輸入端子DI3（洗滌）	7	2
F3.0.03	多功能輸入端子DI4（脫水）	8	3
F3.0.04	多功能輸入端子DI5（刮刀）	13	4
F3.0.05	多功能輸入端子DI5（復位）	0	13
F6.0.00	第1運行頻率（洗滌轉(zhuǎn)速）	5.00	20.00
F6.0.01	第2運行頻率（脫水轉(zhuǎn)速）	10.00	50.00
F6.0.02	第3運行頻率（刮刀轉(zhuǎn)速）	15.00	30.00

四、調(diào)試注意事項

1. 離心機的啟動轉(zhuǎn)矩較大，啟動比較困難。因此變頻器的啟動轉(zhuǎn)矩要盡可能的高，若在加速中出現(xiàn)過流、過載報警，應適當延長變頻器的加速時間。

2. 離心機的機械慣性較大，在減速過程中電機處于發(fā)電狀態(tài)，因此，系統(tǒng)中必須加裝制動單元和制動電阻。若運行中出現(xiàn)減速過流、過壓報警或制動電阻發(fā)熱嚴重，可適當放大制動電阻功率和延長停車減速時間。

五、改造后的效果

工頻系統(tǒng)長期使用存在的缺點：

l 起動電流大：電機Y—△起動電流為額定電流的2~3倍，大電流頻繁起動極易造成電機溫度升高、絕緣老化快從而損壞電機;

l 機械振動大：啟動和停止機械振動大，維護、維修成本高;

l 啟、停時間長：離心機機械慣性較大，摩擦力小，傳統(tǒng)的摩擦塊剎車，停車時間達200S;啟動時需緩慢加速，每次起動需要180s，啟動和停車時間長，工作效率低。

變頻系統(tǒng)的優(yōu)勢：

l 實現(xiàn)電機軟啟動，變頻器從0HZ開始啟動，電流只有全壓啟動的三分之一，有效減少了對電網(wǎng)的沖擊;

l 啟動平滑，消除機械的沖擊，保護機械設(shè)備延長設(shè)備使用壽命;

l 有效縮短了起動和停車的時間，啟動時間100S，停車時間100S，提高了生產(chǎn)效率;

l 變頻器多段速功能，對離心機進料、洗滌、脫水、刮刀4個工作階段的轉(zhuǎn)速進行精確控制，省去了工頻系統(tǒng)中液力耦合器等部件;

l 系統(tǒng)采用變頻調(diào)速可以有效達到節(jié)能降耗，提高使用效率。

六、結(jié)束語

本文介紹了四方V560矢量型變頻器應用在工業(yè)離心機的系統(tǒng)方案，通過變頻調(diào)速，可以根據(jù)不同工藝要求選擇多段速運行，變頻控制實現(xiàn)電機的軟啟動可以有效減少對電網(wǎng)的沖擊，強勁的啟動力矩和直流制動、能耗制動等功能，有效縮短了離心機啟動和停車時間。該方案在現(xiàn)場取得了非常好的使用效果。

參考文獻：

1、《V560系列高性能矢量變頻器說明書》 深圳市四方電氣技術(shù)有限公司

2、李方圓. 變頻器行業(yè)應用實踐，2006(1)