變頻器在改造油水泵中的應(yīng)用

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1、變頻器在改造油水泵中的應(yīng)用［摘要］對總裝車間油水泵的變頻調(diào)速進行了簡要的綜述，詳細說明了變頻調(diào)速的原理、實施和重大作用，并強調(diào)說明變頻調(diào)速已在我廠大功率油水泵中得到推廣。［序言］變頻調(diào)速已經(jīng)在我廠升降電梯和機床簡單數(shù)控系統(tǒng)中得到了較為廣泛的應(yīng)用，但由于大都是控制小功率的電機，數(shù)量少，因此所需費用低；大功率的電機（50KW以上）所配變頻器在5年前費用都很高，大概一臺在5萬左右，因此我廠總裝南北廠房輔機房內(nèi)油水泵在建設(shè)時均未考慮變頻調(diào)速方式。隨著變頻技術(shù)的快速發(fā)展（體積小、重量輕、價格低、性能穩(wěn)定），我廠新建海水泵站和60米加長輔機房內(nèi)大功率電機均采用

2、了變頻技術(shù)。［初步嘗試］我廠在大功率變頻器的嘗試是從總裝車間北廠房輔機房改造中開始的，為了適應(yīng)我廠造8K90MC-C柴油機的要求，我廠對北廠房的輔機設(shè)備進行了改造?？傃b車間北輔機房的油水泵原來均采用手動調(diào)節(jié)旁通閥的形式來改變輸出油水的壓力。由于采用手動調(diào)節(jié)，存在調(diào)壓慢、調(diào)壓不穩(wěn)和不容易控制等缺點。對于操作者來說，操作起來很不方便，進而影響我廠船用柴油機的串水、串油等工作。對于輔機設(shè)備油水泵來說，啟動時為全負荷運行，啟動電流大，此時旁通閥全部打開，油水等輸出介子大部分旁通回到了油水柜里面，少部分油水等輸出介子串到了柴油機里面。從油水泵的利用率來說，很

3、低。油水泵從啟動到平穩(wěn)工作浪費了不少電能，大部分油水在柜和泵之間打循環(huán)。變頻調(diào)速就是改變這種工作方式，靠改變電機的工作頻率從而改變電機的旋轉(zhuǎn)速度，達到調(diào)節(jié)壓力的目的，在變頻器工作的過程中，旁通閥是完全關(guān)閉的。這次總裝車間北廠房輔機房改造中所采用的變頻器是法國施耐德公司的ALTIVAR38,ALTIVAR61產(chǎn)品。施耐德公司的產(chǎn)品在我廠的使用是頭一次，本著先試為主的原則，先在總裝車間南廠房輔機房安裝了2臺55KW的變頻器，用于控制2臺汽缸水泵的調(diào)壓。總裝車間南廠房輔機房采用的是ALTIVAR61的變頻器，此變頻器有中文界面，適合于普通中國操作者。運行

4、變頻器時需對變頻器內(nèi)部參數(shù)進行設(shè)置，從而使變頻器內(nèi)控制參數(shù)和所控制油水泵電機的參數(shù)一致。變頻器內(nèi)控制電機的參數(shù)包括標準電機頻率、電機額定電壓、額定電流、最大輸出頻率、電機熱保護電流、加速時間、減速時間、電機轉(zhuǎn)速、改變輸出相序等一些設(shè)置。通過這些設(shè)置，在變頻器工作時可以起到很好保護電機的目的。經(jīng)過相序測試調(diào)整，變頻器即可投入工作。通過近半年的試用，變頻器未出現(xiàn)一次故障，總裝車間使用者反映良好?，F(xiàn)在總裝車間北廠房輔機房大功率油水泵均裝上了變頻器并已投入使用。［變頻調(diào)速的原理］交流異步電動機的技術(shù)參數(shù)有電動機額定電壓（U）,額定電流⑴，功率（W），頻率（

5、f），轉(zhuǎn)速（n），轉(zhuǎn)矩（M）,電動機的極對數(shù)（p）,轉(zhuǎn)差率（s）。由轉(zhuǎn)速公式：n=120f（1-s）/p由式可知，改變電源的頻率f，電動機的轉(zhuǎn)速n與f成正比例變化。但是對于異步電動機，定子的反電動勢為：E=4.44fwkcp如果略去定子的阻抗壓降，則端電壓為：U?E=4.44fwkcp上式說明，在感應(yīng)系數(shù)k為定值的情況下，若端電壓不變，則隨著頻率f與相應(yīng)的同步角速度w的升高，氣隙磁通cp將減小。又從轉(zhuǎn)矩公式：M=Ccpl2COScp可以看出，cp值減小，電動機轉(zhuǎn)子的感應(yīng)電流12相應(yīng)減小，勢必導(dǎo)致電動機的允許輸出轉(zhuǎn)矩M下降。因此，變頻調(diào)速時，為了獲得

6、恒轉(zhuǎn)矩輸出，需同時改變定子端電壓U以維持cp從而使M基本不變。可見，交流異步電動機變頻調(diào)速的關(guān)鍵問題是要獲得調(diào)頻調(diào)壓的交流電源。［有關(guān)變頻器選配的注意事項］1）變頻器的容量必須大于電動機功率，且變頻器額定電流大于電動機額定電流，并保留10%?20%余量。2）合理選擇變頻器型號。磁通矢量控制式變頻器能在1HZ?基本頻率內(nèi)保持恒轉(zhuǎn)矩。3）恰當(dāng)?shù)卦O(shè)置轉(zhuǎn)矩提升值，以利于縮短加減速時間，但是轉(zhuǎn)矩提升值太大，啟動電流限制功能將動作，反而延長加速時間。4）在V/F控制方式下，因變頻器有多條V/F曲線，必須根據(jù)負載要求選擇最佳曲線。5）合理選擇變頻范圍。變頻器變頻

7、范圍0.5?400HZ,而一般選擇變頻器系統(tǒng)為5?200HZ，因為低速運行（5HZ以下）將提高轉(zhuǎn)矩，增加電動機電流，使電動機難以長期運行。［變頻改造的重大作用］變頻改造的重大作用主要在三個方面。第一、系統(tǒng)調(diào)節(jié)的穩(wěn)定性、快速性和方便性與原來手動調(diào)節(jié)旁通閥相比，變頻調(diào)速能保證穩(wěn)定的輸出功率；調(diào)節(jié)方式由原來搬動旁通閥改為旋轉(zhuǎn)電位計；兩個人的操作現(xiàn)在一個人就能完成，節(jié)省了時間，節(jié)省了勞動力和勞動強度。第二、現(xiàn)場的遠程控制性和自動化由于變頻調(diào)速操作非常方便，可以采用在主機調(diào)試現(xiàn)場進行遠程控制油水泵的起動和停止，并即使調(diào)節(jié)所需壓力，也可把油水泵的輸出壓力信號轉(zhuǎn)

8、變?yōu)殡娦盘枏亩鴮崿F(xiàn)自動控制。第三、系統(tǒng)節(jié)能效果當(dāng)使用壓力調(diào)節(jié)旁通閥調(diào)節(jié)出口流量時，入口閥處的流量為Q1，出口閥處的流量為Q