大中型飼料廠中飼料加工機(jī)械設(shè)備使用的電動機(jī)數(shù)量很多，主要為三相交流感應(yīng)式異步電動機(jī)。有些機(jī)械需要調(diào)整轉(zhuǎn)速，以適應(yīng)不同工況的需要，同時也是節(jié)能的主要措施。近年來，隨著變頻器生產(chǎn)技術(shù)的成熟以及變頻器應(yīng)用范圍的日益廣泛，使用變頻器對電動機(jī)電源進(jìn)行技術(shù)改造成為各企業(yè)節(jié)能降耗、提高效率的重要手段。

 

　　變頻調(diào)速技術(shù)是通過變頻器改變機(jī)械設(shè)備的最佳運(yùn)行參數(shù)并具有明顯的節(jié)能效果，在飼料行業(yè)上有部分使用但尚不普及，通過文章的介紹，可以引起飼料企業(yè)和飼料機(jī)械設(shè)備制造廠家加強(qiáng)對多種機(jī)械設(shè)備采用變頻調(diào)速技術(shù)的試驗(yàn)研究工作的重視，加速變頻調(diào)速技術(shù)的推廣應(yīng)用。

 

　　我國電力部門供電的電源固定頻率為50 Hz,普通的三相交流感應(yīng)式異步電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速也為固定值，因此不能變（調(diào)）速。目前三相交流感應(yīng)式異步電動機(jī)的調(diào)速方法主要有改變磁極對數(shù)p（變極調(diào)速）、改變轉(zhuǎn)差率s（改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速）和改變頻率f（變頻調(diào)速）幾種。

 

　　①雙速電動機(jī)：可以通過改變電動機(jī)線圈的接線方法來改變電動機(jī)磁極數(shù)以改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，即快速慢速，兩種固定轉(zhuǎn)速。

 

　　②電磁調(diào)速電動機(jī)：與電磁調(diào)速控制器配合，用手動滑動電阻器旋鈕或通過負(fù)荷控制儀來改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速（120~1 200 r/min）。

 

　　③普通三相交流感應(yīng)式異步電動機(jī)或變頻電動機(jī)：通過變頻器改變電源的頻率，使電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速改變，也就改變了電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，調(diào)速范圍寬。

 

　　1 變頻器

 

　　變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。

 

　　1.1 變頻器變頻調(diào)速的原理

 

　　感應(yīng)式電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速：

 

　　n1（r/min）=60 f/p,式中：

 

　　f--電源頻率（Hz）；

 

　　p--電機(jī)磁極對數(shù)； 電動機(jī)的轉(zhuǎn)速n<n1.

 

　　電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速與電源頻率成正比，與電動機(jī)的磁極對數(shù)成反比。電動機(jī)的磁極對數(shù)是相對固定的，不適合改變該值來調(diào)整電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。因此，用變頻器改變電源頻率就可以改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，調(diào)速范圍寬且可無級調(diào)速。

 

　　1.2 變頻器的主要功能與特點(diǎn)

 

　　具有矢量控制和V/F控制功能；轉(zhuǎn)矩自動提升功能，低頻大轉(zhuǎn)矩輸出功能；內(nèi)置PID閉環(huán)控制功能；內(nèi)置RS-485接口，可與電腦聯(lián)網(wǎng)控制；具有多種保護(hù)功能（過電壓、欠電壓、過電流、缺相、過載、過熱、反轉(zhuǎn)保護(hù)等）。可對電動機(jī)實(shí)行軟啟動和慢速停機(jī)，減少啟動電流對電源的沖擊，可替代大功率電動機(jī)的降壓啟動設(shè)備和保護(hù)設(shè)備。對電動機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)控制非常方便，還有調(diào)速范圍寬、傳動效率高、節(jié)電顯著等一系列優(yōu)點(diǎn)。

 

　　2 電動機(jī)

 

　　普通三相交流感應(yīng)式異步電動機(jī)與三相變頻電動機(jī)的區(qū)別見表1和表2.

 

　　2.1 普通三相交流感應(yīng)式異步電動機(jī)

 

　　普通三相交流感應(yīng)式異步電動機(jī)的基準(zhǔn)頻率50 Hz,風(fēng)扇為同軸風(fēng)機(jī)，冷卻散熱受電動機(jī)轉(zhuǎn)速的影響。

 

　　2.2 三相變頻電動機(jī)

 

　　三相變頻電動機(jī)的磁極數(shù)為4極，單獨(dú)帶有冷卻風(fēng)扇，冷卻散熱不受電動機(jī)轉(zhuǎn)速影響。 三相變頻電動機(jī)雖然價(jià)格較高，但在低速時的綜合性能比普通三相交流感應(yīng)式異步電動機(jī)好。一般頻率>35 Hz選用普通三相交流電動機(jī)，頻率≤35 Hz而且經(jīng)常處于低頻下運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，選用三相變頻電動機(jī)。

 

　　3 變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用

 

　　在飼料行業(yè)中，有些機(jī)械設(shè)備已經(jīng)使用變頻器進(jìn)行調(diào)速控制。

 

　　3.1 在飼料粉碎機(jī)、制粒機(jī)和擠壓膨化機(jī)前喂料器的變頻調(diào)速

 

　　根據(jù)主機(jī)電動機(jī)的電流情況，調(diào)整變頻器的輸出頻率，改變喂料器的轉(zhuǎn)速，改變喂料量，避免因過載而燒壞電動機(jī)，并使電動機(jī)工作在最佳狀態(tài)，利于節(jié)省電能。

 

　　3.2 在電子秤上的應(yīng)用

 

　　在電子配料秤和電子包裝秤中，為了精確控制配料精度，可用電腦程序通過變頻器控制喂料器（供料器）的轉(zhuǎn)速，從而改變喂料量，提高配料精度和稱量精度，可使靜態(tài)精度達(dá)到±0.1%FS,動態(tài)精度達(dá)到±0.2%FS.

 

　　3.3 用變頻器控制粉碎機(jī)的轉(zhuǎn)速，以適應(yīng)不同種類飼料的粉碎粒度的要求

 

　　各類粉碎機(jī)由于其轉(zhuǎn)動慣量的差別、錘片和篩片的磨損情況不同、粉碎飼料的種類不同、要求的粒度不同等，對粉碎機(jī)轉(zhuǎn)速的要求也不同。根據(jù)試驗(yàn)，在不改變喂料量的情況下，通過變頻器調(diào)整粉碎機(jī)的轉(zhuǎn)速，找出電動機(jī)最小電流時的轉(zhuǎn)速為最佳轉(zhuǎn)速。該方法的應(yīng)用可提高產(chǎn)量5%~15%,相應(yīng)降低電耗5%~15%.隨著錘片的磨損、物料的變化，該最佳轉(zhuǎn)速點(diǎn)也要做相應(yīng)地調(diào)整。

 

　　其它方面如微粉碎機(jī)、微粉分級設(shè)備、液體添加設(shè)備、負(fù)壓吸風(fēng)除塵等都可以采用變頻調(diào)速技術(shù)來改變其最佳運(yùn)行參數(shù)。

 

　　變頻調(diào)速技術(shù)在飼料行業(yè)的應(yīng)用尚不普遍，有些機(jī)械是否需要采用變頻器控制，有些機(jī)械的變頻調(diào)速技術(shù)性能參數(shù)是否合適，還需經(jīng)過大量的生產(chǎn)試驗(yàn)確定。

 

　　4 變頻器的使用要點(diǎn)

 

　　4.1 變頻器在改變頻率的同時電壓也同時改變。因此電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)改變，在與電動機(jī)匹配時要考慮其工況。

 

　　4.2 正確使用變頻器，必須認(rèn)真注意散熱問題。變頻器的故障率隨溫度升高而呈指數(shù)的上升，使用壽命隨溫度升高而呈指數(shù)的下降，環(huán)境溫度升高10 ℃，變頻器使用壽命顯著降低，變頻器的發(fā)熱量一般為50~60 W/kW.

 

　　4.3 變頻器的安裝環(huán)境要求保持干燥、無腐蝕性氣體和粉塵，并避免強(qiáng)烈振動。

 

　　4.4 變頻器的電源要求穩(wěn)定，避免因電源故障造成變頻器的損壞。

 

　　4.5 變頻器工作時會產(chǎn)生高次諧波，對其它設(shè)備有影響，要采取一些屏蔽和隔離措施。

 

　　4.6 變頻器在低速時的某一頻率點(diǎn)會引起機(jī)器的共振，可以通過設(shè)定跳躍頻率點(diǎn)和寬度來避免。

 

　　5 小結(jié)

 

　　變頻器的核心技術(shù)為發(fā)達(dá)國家掌握，進(jìn)口變頻器價(jià)格很高。國內(nèi)一些高技術(shù)電器設(shè)備生產(chǎn)廠家通過引進(jìn)并消化吸收，已能研制和生產(chǎn)性能良好的變頻器，價(jià)格只有進(jìn)口的1/3~1/2.

 

　　目前，變頻器的價(jià)格與普通控制電器和保護(hù)電器相比仍然較高，技術(shù)改造需要大量資金。需要相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行安裝調(diào)試和對現(xiàn)場操作人員進(jìn)行培訓(xùn)。但通過變頻調(diào)速以適應(yīng)不同工況的需要，提高產(chǎn)量和加工質(zhì)量，降低電耗，節(jié)省的費(fèi)用，經(jīng)過1~2年就可收回技術(shù)改造投資，并且增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。變頻器是一種成熟的技術(shù)設(shè)備，是飼料廠節(jié)能改造的理想設(shè)備，具有很高的推廣價(jià)值，廣大飼料企業(yè)應(yīng)提高認(rèn)識，重視技術(shù)引進(jìn)工作，加快變頻調(diào)速技術(shù)的推廣應(yīng)用。在應(yīng)用中，要合理選型，正確安裝，做好變頻器的參數(shù)設(shè)置與調(diào)試，以取得良好的使用。

 

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