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针对密炼机等重负载系统的应用领域

雷诺尔高压变频密炼机应用

一、选择变频器驱动电机相对于工频驱动电机的好处

1、电机工频启动时,瞬间电流高达额定电流的6~10倍,容易对电网造成影响,同时频繁工频启动电机容易对电机受损。而变频器启动电流一般都小于电机额定电流,在过载启动时也能把电流限制在200%以内。

2、密炼机运行周期一般到3~6min,其中高过载运行时间一般在2%左右,即3.6s-7.2s,分两至三次进行,每次转矩响应要求在毫秒级时间内进行,工频控制冲击大,变频矢量控制可有效解决此问题。

3、变频器控制时,高功率因数,可以节约能量,避免能量浪费。

4、变频器可以无级调速,变频器控制异步电机可完全替代双速电机以及直流电机。可解决直流电机维护不便的问题,且无需变压器,无功补偿谐波治理装置。在成本上,维护上都有较大优势。对密炼机传动系统在成本上做的分析,如下表所示:

表1、投入对比:

系统




比较

项目

A.直流电机+直流驱动器

B.交流低压电机+交流低压变频器(690V级)

C.交流高压电机+交流高压变频器

描述

价格(万元)

描述

价格(万元)

描述

价格(万元)

a.进线变压器

2500KVA变压器一台

20

2500KVA变压器一台

20

0

b.驱动器

直流驱动柜一套输入660V额定电流2000A过载200%1分钟

21

690V级低压变频一套(闭环)额定功率1500KW过载200%1分钟

120

6000V/10KV高压变频器一套1500KW过载能力200%1分钟

100

c.电线电缆

3*240mm2电缆900m

21

3*240mm2电缆900m

21

3*70mm2高压电缆300m

7

d.电动机

直流电机一台750V1500KW

45

鼠笼式交流电机一台690V1700KW

45

高压鼠笼式交流电机一台6000V/10KV1500KW

45

e.谐波抑制装置

需根据电网要求配谐波抑制装置

20

需根据电网要求配谐波抑制装置

20

0

f.其它

变压器房

20

变压器房

20

0

一次性总投入金额

A.直流电机+直流驱动器

a+b+c+d+e+f=161万

B.交流低压电机+交流低压变频器(690V级)

a+b+c+d+e+f=242万

C.交流高压电机+交流高压变频器

a+b+c+d+e+f=152万

表2:维护使用对比

系统

设备

A.直流电机+直流驱动器

B.交流低压电机+低压变频器

C.交流高压电机+高压变频器

电机

有电刷,需要定期维护;对空气湿度要求高;故障频率高;对维修人员的技术要求高

谐波分量大,功率因数低,电机发热高,定子线圈容易老化

谐波分量小,功率因数高,电机寿命长,无需日常维护

驱动器

损坏时必须停机检修

损坏时必须停机检修

当功率单元损坏,不停机,不降额,保证出料

变压器

需定期维护保养检测,一般0.5~1年/次

需定期维护保养检测,一般0.5~1年/次

电缆

发热大容易老化,更新时间短;电缆接头接触电流大,容易坏

发热大容易老化,更新时间短;电缆接头接触电流大,容易老化

电流小发热量小,使用寿命长;电缆接头接触电流小,不易损坏

由上表可知使用高压变频驱动电机无论在一次性投入还是维护成本上都有明显的优势。

二、雷诺尔高压变频调速装置密炼机行业应用的优势

1、雷诺尔密炼机专用高压变频调速装置是雷诺尔专为橡胶行业密炼机等重负载系统开发设计的高压变频调速装置,该产品集国际最尖端的电力电子技术和矢量控制技术为一体,不仅与国际高端变频调速装置具备同样优异的控制性能,同时还结合中国的使用环境等特色,尤其针对密炼机等重负载系统的应用领域所采取了诸多特殊措施,使其在产品的可靠性、环境适应性以及客户个性化等方面都能充分满足橡胶行业密炼机及其他类似的重负载应用场合的各种需求。

2、雷诺尔系列密炼机专用高压变频调速装置采用单元模块串联多电平技术,属于电压源型变频器,功率单元采用交-直-交方式,可靠性高、易操作。

电网电压经变压器隔离移相后为功率单元供电,每个功率单元为一个单相交-直-交电压型逆变器,单元串联星接后形成三相变频电源给高压电动机供电。根据串联单元级数的不同,产品分为6kV、10kV两个系列。主变压器采用移相整流方式,输入功率因数高,输入电压电流谐波满足IEEE519-1992和GB/T 14549-93对电压和电流最严格的谐波失真要求。无需任何功因补偿和谐波抑制装置。变频器输出采用多重化PWM技术,输出为近乎完美的正弦波,无须加输出滤器。电动机谐波损耗小,转矩脉动小,无明显电动机噪声。电动机不需降额使用。输出dv/dt和共模电压小,对电动机无附加电应力损害。

3、雷诺尔高压变频调速装置技术特点

1)变频装置采用最新设计制造技术,内部元器件采用优质进口元器件,使用寿命长,系统设计最简化,提高了设备运行的可靠性,确保了整套变频器质量;

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

3)集成设计了内置PID调节器和模糊控制调节器,进行闭环控制,也可以使用外置调节器进行闭环控制。

4)控制器系统远程通信监控接口为RS232/RS485,可以灵活支持Modbus、Profibus等通信协议。

5)高压主电源欠压达到65%时不停机,变频器自动降额运行,待电压恢复正常后再自动回到原来设定的速度

6)采用控制技术,通过矢量算法在输出电压矢量上叠加可控的高频分量,使电机产生更大的阻力矩,加快电机的制动,大大减少了降速时间。

7)电网瞬间失电后来电可以自动再启动。

8)完善的功率单元保护和系统保护,故障诊断定位准确,历史故障记录和运行记录完备。

9)PCB板自动焊接生产线,大大确保了PCB板质量,真正做到了把质量牢牢把握在自己手中。

以上技术特点使得产品的性能和可靠性都得以大幅度提升,部分性能已和国际知名厂家的产品相近。

4、密炼机专用个性化设计

○ 矢量开环/闭环控制方式

○ 满足密炼机过载要求

○ 满足周期性负载要求

○ 满足密炼机变速炼胶要求

○ 满足系统速度稳定性要求

○ 满足密炼机工艺需求,用户专用第二控制器(温度模式、时间模式、功率模式、粘度均衡模式建立数字模型)

5、雷诺尔密炼机专用高压变频调速装置在密炼机上独特技术优势:

1)采用矢量控制方式,控制精度高、响应速度快,有效提高生产自动化水平,改进生产工艺,满足密炼机负载安全运行要求;

2)硬件配置高,过载能力强,2倍过载可持续一分钟,满足密炼机周期性过载需要;

3)运算方法,提供足够高的启动转矩,根据不同的生产工艺,通过直接调节电机转速实现节能,减轻主设备及相应辅助设备磨损,使设备维护周期变长,延长设备运行寿命;

4)几乎不含高次谐波,不对电网产生污染,对电机无损害,无需配置电网滤波装置,提高功率因数至0.96,降低无功损耗;

5)附带电机软启动功能,降低电机启动电流,降低电机启动冲击,降低运行噪音;

6)采用载波技术,使密炼机轴系统几乎感受不到脉动力矩,降低密炼机设备的振动,降低设备发热,延长设备寿命;

7)丰富多变的机械特性曲线,可实现无级调速,满足不同机械及胶料的工艺要求满足变速炼胶工艺需求;

8)集成多种现场控制方法,依据不同现场需要,灵活配置相应的控制方法,且软件储存空间大,可扩展能力强;

9)系统一体化设计,使用方便,用户仅需提供电缆接线即可;

10)触发采用光纤形式,柜内高低压彻底隔离,安全性好,抗干扰能力强;

6、为用户带来效益:

1)节电效果:现场实测密炼机的节能效果在18%左右。

2)延长设备使用寿命:降低密炼机启动时对电网和电机的冲击,主设备及相应辅助设备(如机械传动部分、轴承等)磨损较以前减轻,维护周期变长,设备运行寿命延长。

3)提升产品品质:生产自动化水平提高,生产工艺得到改进。在工艺上可保证密练机的高精度转速调节,负载突变情况下转速不丢失,使得工艺控制更加稳定,生产的产品质量得到保证。

4)降低现场噪音:噪音大大减小,改善工作环境条件,现场运行人员反映良好。

5)提高功率因数:原电机直接由工频驱动时,采用无功补偿,其实际运行功率因数为0.92。采用高压变频调节系统后,电源侧的功率因数可提高到0.96以上,无需无功补偿装置就能大大的减少无功功率,满足电网要求,可进一步节约上游设备的运行费用。


产品应用案例

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