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交流电机变频调速技术已成为现代化纤行业必备(2)

2013-06-28 01:04 择了具有90年代先进水平的可编程控制器。
    (2) 新系统中采用了微处理机，增加了全工艺流程显示功能，一旦出现故障，马上能采取相应的处理手段，充分利用富士变频器的优点，对输出电流、输出频率(输出转速)都做了限定(并对其数据进行加权处理)，从而提供了系统的可靠性。
    (3) 利用国产交流电机与系统配套，采用原系统中的产量显示功能，可靠并降低了。
    (4) 由于富士变频控制器、微处理机都具有通讯接口，便于今后系统扩充，系统联网。实践证明，新设计的系统是十分成功的。

4.2 新系统的运行效果

    新系统于1993年3月制造完成，4月调试空运成功。7月上机运行，经过5个月的运行，证明其性能优异，完全满足工艺生产要求。运行稳定、可靠，无任何故障出现，具有很强的实用性，完全达到原系统的指标，经试用证明，新系统的运行效果如下:
     (1) 该系统控制性能，产品适应范围(调速范围)达到并超过了原德国设计系统，切断速度在原设计50~350m/min之内系统控制稳定，并根据工艺要求可调。
    (2) 新系统保护功能强(13种)，并具有故障记忆、自诊断、显示功能。对分析故障及解决问题提供了强有力的手段。
    (3) 调试简单。新系统所有参数的设定及修改均由面板的主键盘来完成。与以前的系统相比，大大缩短了时间，简化了调整方法，使其更易掌握。
    (4) 新系统中采用的变频器具有很多独特的、有实用价值的功能。如高速转矩的计算、转矩的限定、电流限定等功能。这些特性保证了新系统的性能优异。
    (5) 新系统功率因数高，谐波成分小。因为系统中变频器整流侧采用的二极管桥，因此实测功率因数都很高，均在0.95以上，而原设计系统功率因数值仅在0.45~0.8之间。

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    (6) 新系统有比较优越的价格性能比，而且体积小，重量轻，更换方便。
    (7) 系统可靠性高。由于该系统采用交流电机，无滑环和炭刷、不可能打火和更换，提高了设备可靠性。
    (8) 提高生产效益。原切断机投产以来，累计故障停产50次，每次平均1.5天。
   (9) 电控系统比较如表2所示。

5  长丝高速纺

    天津石油化工厂高速纺螺杆挤压机调速系统是80年代由日本引进的。经过几年来(特别是近年来)的运行，逐渐暴露出了问题。
    (1) 不适应符合品种大范围变化的需求，生产过程中时有跳闸现象出现(先天存在)。据开车6年来，每年均在十次以上(90、91年多达40次/年以上)，严重影响了纺机的正常运行。
    (1) 由于现场不良等原因，造成PG测速反馈环节故障而导致的螺杆挤压机停车现象也屡有发生(开车以来发生16起)。
    (3) 原装置功率因数低，谐波成分高，对电网污染大。
    (4) 原装置本身由于元器件等问题，近年来也偶有故障发生，然而备件供应困难、周期长(要2年左右)，价格高(一套控制板要13万元人民币左右)，因此这一环节也直接影响了生产的稳定。

5.1 螺杆挤压机的变频改造

    由于上述问题的存在，从90年代开始，被迫在部分螺杆挤压机上采取了减位生产等措施。仅此一项每年就使该厂损失利税数百万元以上。
据此原因，该厂会同深圳华能公司对POY螺杆挤压机调速系统进行改造。
    (1) 在新系统中，核心环节-变频单元，我们选择了90年代水平，日本富士公司生产的FRN5000G7-4系列变频器。该变频器控制回路采用双十六位CPU，控制采用磁通控制SPWM模式，并具有高速转矩限定、转差频率补偿控制等特殊功能。 （转载自http://zw.nseac.coM科教作文网）
    (2) 新系统中压力调节部分仍采用了原装置中的智能化压力调节器(型号:SLCD-120*B〈日本YEW公司产〉)。
    (3) 利用FRNIC5000G/P7系统变频器特有的转差补偿控制功能，去掉PG测速反馈环节，进一步简化了系统。
    (4) 该系统控制性能，产品适应范围(调速范围)达到并超过了原日方设计的系统。该系统在生产250dtex(最大规格品种)poy丝时，喉部压力可保证在＋(－)0.5Mpa之内。这小于工艺允许压力偏差值，而调速范围可达原系统的数倍以上。
    (5) 新系统保护功能强(13种)并具有故障记忆及自诊断功能。一旦变频器出现问题，这对分析故障及解决问题提供了强有力的手段。
    (6) 调试简单:新系统所有参数的设定及修改均由面板上的键盘来完成。较以前的系统，大大缩短了调整时间，简化了调整方法，使一般人更易掌握。
    (7) 新系统中采用的变频器具有很多独特的、有实用价值的功能。如:高速转矩计算、转矩限定、转差补偿控制、电流限定等功能。这些特性，保证了新系统的优异性能。
    (8) 新系统功率因数高，谐波成分小。因为系统中变频器整流侧采用的二极管桥，因此实测功率因数很高，均在0.97以上，而日方设计系统cosφ值在0.4-0.8之间。表3是3台螺杆机实测值:

    (9) 新系统有比较优越的价格性能比，且体积小、重量轻、更换方便。
    (10) 系统可靠性高。由于系统采用GTR元件只有一个功率控制级，因此可靠性能大大提高(原系统有整流、逆变两个功率控制级)。新系统的主要技术指标比较如表4。

－)1Mpa ≤＋(－)0.5Mpa
 5 控制电路型式 数-模混合 双CPU全数字化 （科教作文网http://zw.ΝsΕAc.Com编辑整理）
 6 控制功能实现 硬件 编码设定(软件)
 7 电流波形 阶梯波 接近正弦波
 8 速度环 有 无
 9 转矩限定功能 无 有
 10 调整方式 电位器 键盘输入
 11 保护功能 5种 13种(故障记忆)
 12 通讯功能 无 RS232C串行接口
 13 扩展 不方便 5种标准选择、方便
 14 电流检测 CT 霍耳元件
 15 显示 LED灯显示 数显
 16 容量 44KVA 60KVA
 17 价格(万元) 72 6.1

6  卷绕机

    天津石化公司长丝厂1985年引进全套日本帝人公司POY纺丝设备，电气调速系统采用变频器集中控制，其中卷绕机使用FRNIC-1000可控硅电压型变频器。

6.1 原系统的主要特点:
    (1) 主件开关速度慢
    (2) 输出波形不好
    (3) 变频器设计复杂，故障率较高
    (4) 用集中控制，一台变频器带几十台卷绕机，若某一台卷绕机出现故障或操作不当都可能使变频器跳闸，易使故障扩大，这种故障每年发生10次左右，并逐年增加。
    (5) 卷绕机使用的电动机是特殊电机，起动电流是运行电流的15倍左右，频繁起动容易烧毁电机。
    (6) 锯齿波发生器是模拟量控制，控制精度低、温漂大、抗干扰差。
基于以上原因，1996年初决定对原集中变频系统进行改造，双方工程技术人员经过试验分析，选用了在国际上较先进的日本明电舍VT210S具有卷绕机要求的摆频功能系列变频器。

6.2 变频改造后的系统特点
    (1) 频率精度较高，数字设定±0.01%，适合纺丝生产要求;

    (2) 抗干扰能力较强，而对其他电气设备干扰小;
    (3) 故障诊断功能强:23种代码分别代表过流、过压、欠压、过热、过载、I/O、接地、CPU等等。对故障状态下的电流、频率都有记载，便于故障分析和处理。
    (4) 内部输入/输出信号，既有RY接点继电器输出，又有集电极开路输出;
    (5) 变频器具有往复运行方式功能，适合纺织要求横动速度反复变化的需要，不用另加锯齿波信号源:
改造后的变频器的负载运行测试数据如表5所示。

注:FR为磨擦辊电机，TR为横动电动机。
以上数据看出采用明电舍210S型变频器做卷绕机单台控制后电动机起动电流明显减小，实现了所谓的“软”起动，与改造前起动电流50A比较，冲击电流见效80%。
设备投入运行以来，没有一台卷绕机电动机烧毁，过去平均每月要烧毁电动机1.5-2台。
改造后摆频部分的工艺参数可以用数字量精确控制，使产品质量和产量大幅度提高。
48台卷绕机变频系统由“集中”变频控制改造成“单台”变频控制后，稳定了工艺，不到一年即收回改造，改造非常成功，为该厂提高产品质量和增加产品产量打下基础。

7  聚酯生产线

    聚酯生产是连续的过程，我国的聚酯生产装置最初是从国外成套引进，最近几年由于扩容，多数由国内设计并购国内设备来完成增容改造。我公司参加并完成如辽化聚酯厂和浙化联聚酯装置的改造，由于均选用进口变频器，低压开关，接触器等。既保证了设备可靠性，