森兰变频器在制糖分离机上的应用

　一、分离机在技改前的运行
　　云南某糖厂的制糖分离工艺采用离心脱水方式。分离机主要由锥体转筒、驱动电机组成，电机轴与转筒直接相连。从高浓度的糖水中结晶出来的固体糖，在锥体转筒中进行脱水处理。处理的过程是：电机从零开始升速，这时物料也开始注入转筒，升至210r/min大约需要1分钟，注入的物料已达到1.5吨，这时停止注料，并且升速至700r/min运行1分钟后，再升速到1000r/min，运行4分钟后，水已全部抛干，逐步降速至停止，降速过程大约2分钟。整个工艺过程需时8分钟。
　　在改造之前，采用的电机是24-8-6极多极电机。多极电机的转速变化是突变的，频繁的升速、降速对电网和机械的冲击较大，带来的后果是维修费用高，停工损失很大。

二、分离机变频调速控制
　　采用交流变频器驱动普通三相鼠笼电机可满足制糖分离工艺的要求。考虑到分离机的机械特性属于恒转矩大惯性负载，应采用恒转矩特性的变频器并配置刹车制动单元，选用合适的制动单元，配以一定的制动电阻满足分离机刹车制动的要求。
变频器采用森兰BT40 110kW。这种变频器具有独特的拟超导控制、低速高转矩输出、转差补偿、AVR自动稳压运行等功能。与原来的操作方式一致，采用多段速度控制。

三、制动单元及电阻
　　1、能耗制动：由于负载较重（物料1.5吨），加速到1000r/min后，要在2分钟的时间内停下来，必须加装容量与变频器容量相当的制动单元，制动单元实际上就是一个电压滞环开关。在电机降速时，负载的动能很大，加在电机转子上的电压，给电机提供磁场，电动机变成了三相交流发电机，发电机发的电经逆变桥上的二极管整流变为直流对电容充电。如果电流可以观测，则电流的流向和降速前相反，表明能量由负载返回变频器，当电容的充电电压达到710V时，制动单元开关打开，电流流向制动电阻力，电能以电阻发热的形式耗掉。由于能量被消耗，电容电压下降，下降到680V时制动单元关断。只要制动过程没有结束，制动单元就会反复地打开和关断，使负载以平稳的速度，很快地降到零。
　　2、制动电阻的计算：在有制动电阻制动的情况下，电动机内部的有功耗损部分，折合成制动转矩，大约为电动机额定转矩的20%。因此可用下式计算制动电阻的阻值：


　　式中：UC为制动单元动作电压值，现为710V；TB为制动转矩；TM为电动机额定转矩；N为开始减速时电机的速度，本例为1000r/min。
由制动单元和制动电阻构成的放电回路中，其最大电流受制动单元ICBG最大允许电流IC的限制，制动电阻的最小允许值为：
　　Rmin＝VC/IC
　　因此通常Rmin＜RB（5Ω）＜RB0
　　3、制动电阻的确定：视电机是否重复减速，制定电阻额定功率选择是不同的，本例中电阻的额定功率为24kW，自然冷却，如果强迫风冷电阻的额定功率可减小。一般制动电阻应采用双线并绕的无感电阻，当然也可用普通的箱式电阻，但需在电阻两端并接一只续流二极管，可使用快恢复二极管，耐压1000V以上。

四、实际运行效果
　　分离机改造成功后，从未发生过任何故障，故障停工损失减少为零，节省大量维修费。森兰变频器在制糖分离机上的成功应用，充分说明其他类似农药生产、物料脱水、选矿等行业，都可以用森兰变频器改造提高整机的性能。