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      針對密煉機等重負載系統的應用領域

      雷諾爾高壓變頻密煉機應用

      一、選擇變頻器驅動電機相對于工頻驅動電機的好處

      1、電機工頻啟動時,瞬間電流高達額定電流的6~10倍,容易對電網造成影響,同時頻繁工頻啟動電機容易對電機受損。而變頻器啟動電流一般都小于電機額定電流,在過載啟動時也能把電流限制在200%以內。

      2、密煉機運行周期一般到3~6min,其中高過載運行時間一般在2%左右,即3.6s-7.2s,分兩至三次進行,每次轉矩響應要求在毫秒級時間內進行,工頻控制沖擊大,變頻矢量控制可有效解決此問題。

      3、變頻器控制時,高功率因數,可以節約能量,避免能量浪費。

      4、變頻器可以無級調速,變頻器控制異步電機可完全替代雙速電機以及直流電機??山鉀Q直流電機維護不便的問題,且無需變壓器,無功補償諧波治理裝置。在成本上,維護上都有較大優勢。對密煉機傳動系統在成本上做的分析,如下表所示:

      表1、投入對比:

      系統




      比較

      項目

      A.直流電機+直流驅動器

      B.交流低壓電機+交流低壓變頻器(690V級)

      C.交流高壓電機+交流高壓變頻器

      描述

      價格(萬元)

      描述

      價格(萬元)

      描述

      價格(萬元)

      a.進線變壓器

      2500KVA變壓器一臺

      20

      2500KVA變壓器一臺

      20

      0

      b.驅動器

      直流驅動柜一套輸入660V額定電流2000A過載200%1分鐘

      21

      690V級低壓變頻一套(閉環)額定功率1500KW過載200%1分鐘

      120

      6000V/10KV高壓變頻器一套1500KW過載能力200%1分鐘

      100

      c.電線電纜

      3*240mm2電纜900m

      21

      3*240mm2電纜900m

      21

      3*70mm2高壓電纜300m

      7

      d.電動機

      直流電機一臺750V1500KW

      45

      鼠籠式交流電機一臺690V1700KW

      45

      高壓鼠籠式交流電機一臺6000V/10KV1500KW

      45

      e.諧波抑制裝置

      需根據電網要求配諧波抑制裝置

      20

      需根據電網要求配諧波抑制裝置

      20

      0

      f.其它

      變壓器房

      20

      變壓器房

      20

      0

      一次性總投入金額

      A.直流電機+直流驅動器

      a+b+c+d+e+f=161萬

      B.交流低壓電機+交流低壓變頻器(690V級)

      a+b+c+d+e+f=242萬

      C.交流高壓電機+交流高壓變頻器

      a+b+c+d+e+f=152萬

      表2:維護使用對比

      系統

      設備

      A.直流電機+直流驅動器

      B.交流低壓電機+低壓變頻器

      C.交流高壓電機+高壓變頻器

      電機

      有電刷,需要定期維護;對空氣濕度要求高;故障頻率高;對維修人員的技術要求高

      諧波分量大,功率因數低,電機發熱高,定子線圈容易老化

      諧波分量小,功率因數高,電機壽命長,無需日常維護

      驅動器

      損壞時必須停機檢修

      損壞時必須停機檢修

      當功率單元損壞,不停機,不降額,保證出料

      變壓器

      需定期維護保養檢測,一般0.5~1年/次

      需定期維護保養檢測,一般0.5~1年/次

      電纜

      發熱大容易老化,更新時間短;電纜接頭接觸電流大,容易壞

      發熱大容易老化,更新時間短;電纜接頭接觸電流大,容易老化

      電流小發熱量小,使用壽命長;電纜接頭接觸電流小,不易損壞

      由上表可知使用高壓變頻驅動電機無論在一次性投入還是維護成本上都有明顯的優勢。

      二、雷諾爾高壓變頻調速裝置密煉機行業應用的優勢

      1、雷諾爾密煉機專用高壓變頻調速裝置是雷諾爾專為橡膠行業密煉機等重負載系統開發設計的高壓變頻調速裝置,該產品集國際最尖端的電力電子技術和矢量控制技術為一體,不僅與國際高端變頻調速裝置具備同樣優異的控制性能,同時還結合中國的使用環境等特色,尤其針對密煉機等重負載系統的應用領域所采取了諸多特殊措施,使其在產品的可靠性、環境適應性以及客戶個性化等方面都能充分滿足橡膠行業密煉機及其他類似的重負載應用場合的各種需求。

      2、雷諾爾系列密煉機專用高壓變頻調速裝置采用單元模塊串聯多電平技術,屬于電壓源型變頻器,功率單元采用交-直-交方式,可靠性高、易操作。

      電網電壓經變壓器隔離移相后為功率單元供電,每個功率單元為一個單相交-直-交電壓型逆變器,單元串聯星接后形成三相變頻電源給高壓電動機供電。根據串聯單元級數的不同,產品分為6kV、10kV兩個系列。主變壓器采用移相整流方式,輸入功率因數高,輸入電壓電流諧波滿足IEEE519-1992和GB/T 14549-93對電壓和電流最嚴格的諧波失真要求。無需任何功因補償和諧波抑制裝置。變頻器輸出采用多重化PWM技術,輸出為近乎完美的正弦波,無須加輸出濾器。電動機諧波損耗小,轉矩脈動小,無明顯電動機噪聲。電動機不需降額使用。輸出dv/dt和共模電壓小,對電動機無附加電應力損害。

      3、雷諾爾高壓變頻調速裝置技術特點

      1)變頻裝置采用最新設計制造技術,內部元器件采用優質進口元器件,使用壽命長,系統設計最簡化,提高了設備運行的可靠性,確保了整套變頻器質量;

      2)高性能的控制器集成了DSP、FPGA、CPLD、PLC器件,分工明確,安全可靠。

      3)集成設計了內置PID調節器和模糊控制調節器,進行閉環控制,也可以使用外置調節器進行閉環控制。

      4)控制器系統遠程通信監控接口為RS232/RS485,可以靈活支持Modbus、Profibus等通信協議。

      5)高壓主電源欠壓達到65%時不停機,變頻器自動降額運行,待電壓恢復正常后再自動回到原來設定的速度

      6)采用控制技術,通過矢量算法在輸出電壓矢量上疊加可控的高頻分量,使電機產生更大的阻力矩,加快電機的制動,大大減少了降速時間。

      7)電網瞬間失電后來電可以自動再啟動。

      8)完善的功率單元保護和系統保護,故障診斷定位準確,歷史故障記錄和運行記錄完備。

      9)PCB板自動焊接生產線,大大確保了PCB板質量,真正做到了把質量牢牢把握在自己手中。

      以上技術特點使得產品的性能和可靠性都得以大幅度提升,部分性能已和國際知名廠家的產品相近。

      4、密煉機專用個性化設計

      ○ 矢量開環/閉環控制方式

      ○ 滿足密煉機過載要求

      ○ 滿足周期性負載要求

      ○ 滿足密煉機變速煉膠要求

      ○ 滿足系統速度穩定性要求

      ○ 滿足密煉機工藝需求,用戶專用第二控制器(溫度模式、時間模式、功率模式、粘度均衡模式建立數字模型)

      5、雷諾爾密煉機專用高壓變頻調速裝置在密煉機上獨特技術優勢:

      1)采用矢量控制方式,控制精度高、響應速度快,有效提高生產自動化水平,改進生產工藝,滿足密煉機負載安全運行要求;

      2)硬件配置高,過載能力強,2倍過載可持續一分鐘,滿足密煉機周期性過載需要;

      3)運算方法,提供足夠高的啟動轉矩,根據不同的生產工藝,通過直接調節電機轉速實現節能,減輕主設備及相應輔助設備磨損,使設備維護周期變長,延長設備運行壽命;

      4)幾乎不含高次諧波,不對電網產生污染,對電機無損害,無需配置電網濾波裝置,提高功率因數至0.96,降低無功損耗;

      5)附帶電機軟啟動功能,降低電機啟動電流,降低電機啟動沖擊,降低運行噪音;

      6)采用載波技術,使密煉機軸系統幾乎感受不到脈動力矩,降低密煉機設備的振動,降低設備發熱,延長設備壽命;

      7)豐富多變的機械特性曲線,可實現無級調速,滿足不同機械及膠料的工藝要求滿足變速煉膠工藝需求;

      8)集成多種現場控制方法,依據不同現場需要,靈活配置相應的控制方法,且軟件儲存空間大,可擴展能力強;

      9)系統一體化設計,使用方便,用戶僅需提供電纜接線即可;

      10)觸發采用光纖形式,柜內高低壓徹底隔離,安全性好,抗干擾能力強;

      6、為用戶帶來效益:

      1)節電效果:現場實測密煉機的節能效果在18%左右。

      2)延長設備使用壽命:降低密煉機啟動時對電網和電機的沖擊,主設備及相應輔助設備(如機械傳動部分、軸承等)磨損較以前減輕,維護周期變長,設備運行壽命延長。

      3)提升產品品質:生產自動化水平提高,生產工藝得到改進。在工藝上可保證密練機的高精度轉速調節,負載突變情況下轉速不丟失,使得工藝控制更加穩定,生產的產品質量得到保證。

      4)降低現場噪音:噪音大大減小,改善工作環境條件,現場運行人員反映良好。

      5)提高功率因數:原電機直接由工頻驅動時,采用無功補償,其實際運行功率因數為0.92。采用高壓變頻調節系統后,電源側的功率因數可提高到0.96以上,無需無功補償裝置就能大大的減少無功功率,滿足電網要求,可進一步節約上游設備的運行費用。


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