中心論題：
- 變頻調(diào)速技術(shù)具有調(diào)速范圍寬、傳動(dòng)效率高、節(jié)電顯著等一系列優(yōu)點(diǎn)，推廣應(yīng)用的條件已很成熟
- 介紹變頻器的分類及技術(shù)特性，要根據(jù)不同的應(yīng)用環(huán)境合理選擇變頻器的種類
- 變頻器作為精密儀器應(yīng)慎重選取安裝地點(diǎn)進(jìn)行正確安裝
- 合理正確設(shè)置變頻器的參數(shù)和調(diào)試工作是設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的根本保障
解決方案：
- 選用時(shí)一定要做詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析論證，負(fù)荷較高且非變工況運(yùn)行的設(shè)備不宜采用變頻器
- 要根據(jù)工藝環(huán)節(jié)的具體要求選擇性能較好、價(jià)格相對(duì)較低的變頻器品牌和種類
- 變頻器應(yīng)安裝在電控室內(nèi)，且必須采用屏蔽電纜，同時(shí)還要考慮到變頻器和受控電機(jī)之間的距離
變頻調(diào)速技術(shù)現(xiàn)已被應(yīng)用于各行各業(yè)，也應(yīng)用于水泥廠中并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。但從整體上看，在水泥行業(yè)的推廣較慢，一些企業(yè)采用變頻調(diào)速技術(shù)以后，也未獲得應(yīng)有的節(jié)能效果。分析其中的原因，是沒(méi)有意識(shí)到技術(shù)創(chuàng)新的重要作用，對(duì)變頻調(diào)速技術(shù)的重要作用了解不夠；有些企業(yè)在應(yīng)用中技術(shù)上還沒(méi)有過(guò)關(guān)。以下，筆者就推廣應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題做一些論述。
提高認(rèn)識(shí)
變頻調(diào)速技術(shù)具有調(diào)速范圍寬、傳動(dòng)效率高、節(jié)電顯著等一系列優(yōu)點(diǎn)，20世紀(jì)90年代以來(lái)，變頻器在技術(shù)性能上已有了很大的提高，推廣應(yīng)用的條件已很成熟，在我國(guó)水泥行業(yè)應(yīng)用取得了許多成功的經(jīng)驗(yàn)。湖南省瀟湘水泥集團(tuán)有限責(zé)任公司于1993年6月1日在1號(hào)機(jī)立窯卸料電機(jī)應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，將原15kW滑差電機(jī)換成11kW交流電機(jī)使用變頻器調(diào)速，減少電機(jī)配用功率4kW，電機(jī)工作電流由18.5A下降至11A，減少40.5％。運(yùn)行過(guò)程中，調(diào)速性能好、故障率低、節(jié)能顯著。1993年12月該廠又在2號(hào)、3號(hào)立窯的卸料、生料喂料、預(yù)加水成球系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)窯增濕塔噴霧等處采用了變頻調(diào)速技術(shù)，效果良好。目前，該廠凡要求調(diào)速的重要工藝環(huán)節(jié)，如回轉(zhuǎn)窯的窯頭喂煤、窯尾喂料、增濕塔自動(dòng)噴霧、立窯的卸料和喂料、立窯風(fēng)機(jī)、預(yù)加水成球系統(tǒng)、行車等，均采用了變頻調(diào)速技術(shù)，節(jié)能效果顯著。該廠共使用變頻器51臺(tái)，應(yīng)用功率484.75kWh，減少電機(jī)配用功率245kW，年節(jié)電量263.3萬(wàn)kWh，年節(jié)電費(fèi)105萬(wàn)元。同時(shí)將全廠生、熟料系統(tǒng)全部改用BPT型變頻調(diào)速微機(jī)配料系統(tǒng)，使出磨生料合格率提高20％以上，標(biāo)準(zhǔn)偏差減少0.3213。
據(jù)測(cè)算，以年10萬(wàn)t機(jī)立窯水泥生產(chǎn)線為例，把生、熟料配料改用變頻調(diào)速微機(jī)配料秤，立窯喂料、卸料、預(yù)加水成球、風(fēng)機(jī)上應(yīng)用變頻調(diào)速器，全線共使用變頻調(diào)速器13臺(tái)，應(yīng)用功率194kW，改造資金約65萬(wàn)元，年節(jié)電量65萬(wàn)kWh，節(jié)約電費(fèi)26萬(wàn)元，提高生料合格率20％以上，增加產(chǎn)量5000t，創(chuàng)效益10萬(wàn)元，減少維修費(fèi)用15萬(wàn)元，共創(chuàng)效益51萬(wàn)元，平均每噸水泥創(chuàng)效益5.1元。
因此，作為國(guó)家重點(diǎn)推廣的節(jié)能項(xiàng)目——變頻調(diào)速技術(shù)，值得水泥企業(yè)推廣使用，企業(yè)應(yīng)制訂相應(yīng)實(shí)施方案，做好該技術(shù)的引進(jìn)工作。
合理選用
由于變頻器價(jià)格較貴，選用時(shí)一定要做詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析論證，對(duì)那些負(fù)荷較高且非變工況運(yùn)行的設(shè)備不宜采用變頻器。
變頻器具有較多的品牌和種類，價(jià)格相差很大。要根據(jù)工藝環(huán)節(jié)的具體要求選擇性能較好、價(jià)格相對(duì)較低的品牌和種類，為此必須了解變頻器的技術(shù)特性。變頻器可以從不同的方面進(jìn)行分類。
(1)按控制方式不同可分為通用型和工程型。通用型變頻器一般采用給定閉環(huán)控制方式，動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度相對(duì)較慢，在電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)也可滿足設(shè)備恒功率的運(yùn)行特性，但在低速時(shí)難以滿足恒功率要求。工程型變頻器在其內(nèi)部通過(guò)檢測(cè)設(shè)有自動(dòng)補(bǔ)償、自動(dòng)限制的環(huán)節(jié)，在設(shè)備低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)也可保持較好的特性實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。在水泥廠喂料、卸料、窯轉(zhuǎn)速等工藝環(huán)節(jié)，由于控制相對(duì)簡(jiǎn)單，要求不高，為降低價(jià)格、便于維護(hù)，選擇通用性變頻器即可。
(2)按安裝形式不同可分為四種，可根據(jù)受控電機(jī)功率及現(xiàn)場(chǎng)安裝條件選用合適類型。一種是固定式(壁掛式)，功率多在37kW以下。第二種是書本型，功率從0.2～37kW，占用空間相對(duì)較小，安裝時(shí)可緊密排列。第三種是裝機(jī)/裝柜型，功率為45～200kW，需要附加電路及整體固定殼體，體積較為龐大，占用空間相對(duì)較大。第四種為柜型，控制功率為45～1500kW，除具備裝機(jī)/裝柜型特點(diǎn)外，與之比較占用空間更大。
(3)從變頻器的電壓等級(jí)來(lái)看，有1AC230V，也有3AC208～230V、380～460V、500～575V、660～690V等級(jí)，應(yīng)根據(jù)要求做出正確的選擇。
(4)從變頻器的防護(hù)等級(jí)來(lái)看，有IP00的，也有IP54的，要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境情況作出相應(yīng)的選擇。
(5)從調(diào)速范圍及精度而言，變頻器FC(頻率控制)，調(diào)速范圍1：25；VC(矢量控制)，調(diào)速范圍1：100～1：1000；SC(伺服控制)，調(diào)速范圍1：4000～1：1000；在水泥生產(chǎn)線上一般選用FC方式即可滿足生產(chǎn)要求。
變頻器選型時(shí)，應(yīng)兼顧上述各點(diǎn)要求，根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的情況正確選擇合適的形式。
變頻器的容量選擇，應(yīng)滿足在最大工作電流時(shí)不超過(guò)變頻器的過(guò)載容量(電流)。
在變頻器的選型時(shí)還應(yīng)注意，相同設(shè)備配用的變頻器的規(guī)格應(yīng)盡可能統(tǒng)一，便于備品備件的準(zhǔn)備，便于維修管理。選用時(shí)還要考慮生產(chǎn)廠家售后服務(wù)質(zhì)量情況。
正確安裝
水泥廠因生產(chǎn)線粉塵較大，調(diào)速機(jī)械大多安裝在室外或庫(kù)下，環(huán)境較其它行業(yè)相比較為惡劣，而操作人員一般集中在電控室，變頻器作為較精密的儀器設(shè)備，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)常無(wú)人且環(huán)境較差，對(duì)設(shè)備不利。故在水泥生產(chǎn)線上，變頻器應(yīng)安裝在電控室內(nèi)。如要求多臺(tái)變頻器安裝在同一電控室的某一個(gè)控制屏內(nèi)，則必須采用抗干擾的措施以保證系統(tǒng)正常工作。
變頻器控制線必須采用屏蔽電纜，并且在布線范圍內(nèi)必須與動(dòng)力線相距>0.1m，相交時(shí)必須轉(zhuǎn)90°角，千萬(wàn)不要將控制線與動(dòng)力線放在同一電纜托架(或線框)內(nèi)，以避免變頻器控制信號(hào)受到干擾。變頻器負(fù)載輸出線也要采取屏蔽措施，選用鎧裝電纜，以避免變頻器對(duì)附近儀表產(chǎn)生干擾。部分變頻器頂部有散熱孔，灰塵和金屬物易于由此進(jìn)入裝置內(nèi)部，應(yīng)采取防護(hù)措施，防止內(nèi)部短路。在變頻器接線時(shí)要特別注意電源的輸入線和輸出線絕不能接錯(cuò)，將電源輸入線接上變頻器輸出位置，會(huì)立刻損壞設(shè)備。
通常變頻器連接到電機(jī)的電纜長(zhǎng)度要求不能超過(guò)50m，使用屏蔽電纜不能超過(guò)25m。這就必須要考慮變頻器到受控電機(jī)之間的距離問(wèn)題，在水泥廠中一般會(huì)碰到超過(guò)規(guī)定距離的情況。通常解決的方法有兩個(gè)，其一是在超過(guò)規(guī)定距離的線路上串入電流值適合的出線電抗器；其二是加大變頻器功率一個(gè)等級(jí)，這種方式特別適合于多臺(tái)集中群控、安裝位置狹小擁擠、要求規(guī)范(如微機(jī)配料系統(tǒng))等場(chǎng)合。
參數(shù)設(shè)置與調(diào)試
做好變頻器參數(shù)的設(shè)置及調(diào)試工作是設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的一個(gè)根本保障措施。現(xiàn)場(chǎng)中出現(xiàn)的許多問(wèn)題往往是參數(shù)的設(shè)置問(wèn)題而與設(shè)備本身無(wú)關(guān)，由此可見(jiàn)，合理正確設(shè)置參數(shù)很重要。
在變頻調(diào)速器開(kāi)機(jī)調(diào)試前必須根據(jù)負(fù)載的特點(diǎn)，將所有參數(shù)設(shè)定好，檢查無(wú)錯(cuò)誤后方可開(kāi)機(jī)運(yùn)行。在啟動(dòng)過(guò)程中，恒轉(zhuǎn)速過(guò)程及減速過(guò)程中，要特別注意變頻器輸出電流，認(rèn)真觀察，如果第一次設(shè)定的參數(shù)不是十分理想，應(yīng)逐步接近。
轉(zhuǎn)矩提升功能主要考慮負(fù)載啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，在負(fù)載能平穩(wěn)啟動(dòng)的原則下，應(yīng)盡量調(diào)低些，否則在低頻輕載時(shí)勵(lì)磁太大，容易引起電機(jī)嚴(yán)重過(guò)熱。
個(gè)別廠在使用變頻調(diào)速器之后，在某些頻率點(diǎn)出現(xiàn)機(jī)械共振，其原因是原來(lái)設(shè)備只是在50Hz工頻下運(yùn)行，改變頻率后，則在0～50Hz之間無(wú)級(jí)變化，因此在某些頻率點(diǎn)上造成機(jī)械共振。調(diào)試時(shí)必須細(xì)心檢查是否存在機(jī)械共振問(wèn)題，如果有，應(yīng)采用頻率回避的方法，即跳過(guò)發(fā)生共振的頻率范圍，使變頻器不輸出發(fā)生共振的頻率。
在變頻調(diào)速器供電與工頻供電相互切換時(shí)，必須在變頻器輸出頻率為零時(shí)，方可切換變頻輸出，即變頻器不準(zhǔn)無(wú)負(fù)載輸出和開(kāi)路運(yùn)行，也不允許帶負(fù)荷切換斷電。對(duì)于從工頻切回變頻供電的設(shè)備，必須在電動(dòng)機(jī)斷電停轉(zhuǎn)后方可切換，以防止因電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電而造成變頻器的損壞。
結(jié)語(yǔ)
綜上所述，變頻調(diào)速器是一種成熟的技術(shù)設(shè)備，是水泥廠節(jié)能改造的理想設(shè)備，具有很高的推廣價(jià)值，廣大水泥企業(yè)應(yīng)提高認(rèn)識(shí)，重視技術(shù)引進(jìn)工作，加速變頻調(diào)速技術(shù)的推廣應(yīng)用。在應(yīng)用中，要合理選型，正確安裝，做好變頻器的參數(shù)設(shè)置與調(diào)試，以取得良好的使用效果。
