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迈凯诺KE300A变频器在离心脱水机中的应用

迈凯诺KE300A变频器在离心脱水机中的应用

一、概述


        离心脱水机广泛应用于纺织业的染整、洗水、织造以及宾馆等水洗物料的脱水,以下对KE300A变频器在江苏泰州的滑动支承式离心脱水机上的使用作简要介绍。


        该脱水机主要由滑动支承组件、外壳组件、锥体转筒组件、驱动电机等组成,电机的转轴与锥体连在一起,当电机转轴旋转时,带水的纺织物在锥体转筒内,因离心力的作用,纺织物的水甩向转筒的外壁,从转筒壁上的排水孔经底盘从地下排水道排掉,达到脱水的目的。整机支承在三个滑动支承座上,并设有振动振幅控制装置,如果纺织物在锥体转筒内放置不平衡,可通过该项装置进行自动控制。当锥体在运转过程中振幅超过一定值时将切断主机电源,使机器停止工作,最终起到安全保护的作用。


        工作流程分为3个部分:

        1、 进布方式:带水的纺织物从落布架上进入到锥体转筒中,此时脱水机以低速正向运行,保证可以手工进行纺织物的堆放调整。

        2、脱水方式:带水的纺织物在锥体转筒的高速离心力作用下,达到脱水的目的,此时脱水机从低速逐渐加速,最终高速运行,然后在设定的脱水时间结束后,逐渐减速直至运行停止。

        3、出布方式:脱水后的纺织物从锥体转筒经过落布架输送到成品车上,此时脱水机以低速反向运行。


二、变频控制系统


        离心脱水机属于大惯性、近似的恒转矩负载,必须在选用变频器的基础上配置制动单元和制动电阻才能满足系统的要求,选用KE300A变频器,其接线主回路和控制回路如图示:


迈凯诺KE300A变频器在离心脱水机中的应用1.jpg


        在变频器的外围线路中,主要有3个部分:


        1、流母线P、N端接制动单元P、N端,然后再由制动单元的P、PB端外接控制电阻BR。

        2、制回路输入端子中,D1为正向低速信号,D3为正向高速信号,D2为反向低速信号。

        3、控制回路输出端子中,T1A和T1C为变频器的故障指示,外接故障灯,AO1和GND外接0—10V的直流数显仪(频率或转速指示)。


        使用脱水机的制动特性必须包含制动单元和制动电阻。


        制动单元的安装和接线必须注意:安装环境的温度、湿度、腐蚀情况、通风状况等必须符合说明书要求,与变频器连接时,尽量选用不同颜色的导线,防止P/N接反,否则将烧毁制动单元并损坏变频器。P、N配线需选用600V耐压等级电导线,配线长度应尽量短,如长度超过5m,需采用双绞线。


        1、 动单元的动作:


            制动单元在系统中的连接位置如图示:

迈凯诺KE300A变频器在离心脱水机中的应用2.jpg

        制动单元功率开关的动作过程:①当电机在减速时电机以发电状态运行,产生再生能量。电机处于发电状态时,其产生的三相交流电被逆变部分的六个续流二极管组成的全桥整流,使变频器内直流中间环节的直流电压升高。②直流电压达到使制动单元开(ON)的状态,制动单元的功率开关管导通,电流流过制动电阻。③制动电阻放出热量,吸收了再生能量,电机的转速降低,直流侧的电压变低。④直流侧的电压降低到使制动单元关断(OFF)的值,制动单元的功率开关管关这时没有电流流过制动电阻。⑤电机继续减速运转,直流电压再次升高。⑥以上当直流侧的电压高到使制动单元重新工作时,制动单元重复以上开关(ON/OFF)过程,平衡直流电压,使系统正常运行。当再生能量大时,再生制动单元的开关(ON/OFF)频率增高,使制动转矩增大,单位时间里电能转换为热能的量增大。


        动电阻的选择:在制动单元的工作中,直流母线的电压升降取决于常数RC,R为制动电阻的阻值,C为变频器电解电容的容量,由充放电曲线知,RC越小,母线电压的放电速度越快,在变频器中C保持一定的情况下,R越小,母线电压的放电速度越快。通常求制动电阻的阻值        

R=Uc2/[0.1047*(Tb-0.2Tm)N]Ω

        式中:Uc 制动单元动作电压值,一般为710V/660

          Tb 制动转矩

          Tm 电动机额定转矩

本系统制动电阻适应自动脱水机的正常制动,考虑到连线分布,电阻器本身阻值的分布性以及电阻的温度分布等因素。在选定电阻时要留有余量,一般情况下选1.2倍较合适,即阻值R为1.2倍R(计算位)。


2、过压失速防止功能:


        变频器在减速运行过程中,由于负载惯性的影响,可能会出现电机转速的实际下降率低于输出频率的下降率,此时电机会回馈电能给变频器,造成变频器直流母线电压升高,到660V时制动单元动作,由于制动单元存在一定的使用率,如果高惯量的影响持续的话, 就会出现直流母线电压持续升高,使用过压失速保护功能,就能在减速运行中自动比较过压失速点与实际的直流母线电压,若后者超过了前者,就让变频器输出功率停止下降,直到再次检测到后者低于前者时,才让变频器实施减速运行。


3、加减速时间:


由于负载惯性的影响,必须将电机转速的加减速时间设定为合理的数值。如果时间过短,就会出现变频器过流、过压等故障。如果时间过长,设备的运行功率就会大大降低。


三、结束语


        离心脱水机已得到成功的市场应用,其优良的运行性能完善的保护措施进一步提高了离心脱水机整机设备的性能,在KE300A变频器22KW以下内部已经带有了制动单元,它们降低了用户投资,节省了机柜空间,增加了此型号变频器的市场竞争力。