變頻系統(tǒng)在糖廠分蜜設(shè)備離心機(jī)上的應(yīng)用

憑借著“電能利用最大化”的特點 ，整流回饋裝置AS510、逆變單元AS520組成的AFE變頻系統(tǒng)助力港口起重機(jī)完成散貨、集裝箱吊裝作業(yè)，這對強(qiáng)力CP的能量還不止于此，近期成功應(yīng)用于泰國糖廠分蜜設(shè)備離心機(jī)。 01 糖廠工藝介紹泰國作為世界主要產(chǎn)糖國和第二大食糖出口國，當(dāng)?shù)卣岢鰧⒋罅χС终崽侵еa(chǎn)業(yè)，鼓勵糖廠引進(jìn)新機(jī)械設(shè)備、零件和技術(shù)升級和維護(hù)方案，來提高當(dāng)?shù)氐奶菢I(yè)產(chǎn)量。在此之下，新時達(dá)為泰國糖廠提出的甘蔗壓榨機(jī)高壓變頻器替代早期直流調(diào)速系統(tǒng)方案，于2015年在當(dāng)?shù)匾呀?jīng)順利落地。那么本次新時達(dá)又緊扣關(guān)鍵工藝節(jié)點，推出的分蜜設(shè)備離心機(jī)變頻方案處于整個甘蔗制糖生產(chǎn)工藝的后段。

圖1 甘蔗制糖基本流程圖02 AFE 變頻系統(tǒng)配置在用于分蜜的離心機(jī)中，由于離心機(jī)轉(zhuǎn)動慣量比較大，減速時會產(chǎn)生再生電能，采用AFE變頻驅(qū)動系統(tǒng)可將多余的電能回饋到電網(wǎng)，AFE前端配備LCL濾波器和預(yù)充電回路。離心機(jī)電機(jī)及AFE變頻驅(qū)動系統(tǒng)配置見下表1：

表1 系統(tǒng)配置表預(yù)充電回路：消除對變頻器和電網(wǎng)的沖擊電流。LCL濾波器：優(yōu)化整個系統(tǒng)生成的電能質(zhì)量，降低流入電網(wǎng)電流諧波。AS510(AFE):AFE是系統(tǒng)的供電及回饋單元，提供恒定直流電壓，并回饋電能。AS520(逆變驅(qū)動)：可多臺驅(qū)動并行運行，可為不同的負(fù)載提供可靠的驅(qū)動能力。

圖2 AS510+AS520結(jié)構(gòu)布局圖

圖3 控制系統(tǒng)一次圖03 離心機(jī)特性及AFE變頻驅(qū)動系統(tǒng)技術(shù)特點離心機(jī)特性1、離心機(jī)負(fù)載啟動轉(zhuǎn)矩要求比較高，啟動比較困難； 2、離心機(jī)轉(zhuǎn)動慣量大，減速時會產(chǎn)生再生能源； 3、離心機(jī)負(fù)載要求能迅速提速/降速； 4、運行中突加負(fù)載； 5、需要帶載啟動。AFE 變頻驅(qū)動系統(tǒng)技術(shù)特點1、AFE采用可控整流技術(shù)，能實現(xiàn)四象限運行，再生能源回饋電網(wǎng)； 2、AFE采用矢量控制技術(shù)，提高控制性能，降低控制諧波； 3、AFE為逆變器提供穩(wěn)定的直流電壓； 4、標(biāo)配LCL濾波器，可進(jìn)一步消除諧波，避免污染電網(wǎng)； 5、AS520獨特的GVC控制技術(shù)，低速大扭矩，消除離心機(jī)啟動難； 6、減少加減速時間，可實現(xiàn)離心機(jī)快速啟停，提高生產(chǎn)效率； 7、定向轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償，可有效應(yīng)對突加負(fù)載和帶載啟動。

離心機(jī)負(fù)載的電機(jī)多為專用電機(jī)，特別是一些老設(shè)備改造，現(xiàn)場無法提供精準(zhǔn)電機(jī)參數(shù)，新時達(dá)GVC控制算法對電機(jī)參數(shù)不敏感，輸入電機(jī)功率和電壓參數(shù)即可實現(xiàn)電機(jī)的精準(zhǔn)控制。離心機(jī)電機(jī)損壞后的維護(hù)比較麻煩，這就要求變頻器必須對電機(jī)有強(qiáng)大的保護(hù)功能，GVC控制算法可選擇限制電機(jī)最大運行電流，對電機(jī)進(jìn)行精準(zhǔn)保護(hù)。新時達(dá)獨特的GVC控制算法可以實現(xiàn)異步電機(jī)和永磁同步電機(jī)的控制。 此次AFE變頻器驅(qū)動系統(tǒng)在糖廠離心機(jī)上的應(yīng)用，為糖廠離心機(jī)應(yīng)用提供了一個新的方向，替代了傳統(tǒng)能耗制動的驅(qū)動方式，能實現(xiàn)低速大扭矩帶載啟動，AFE能量回饋拒絕能源浪費，提升了系統(tǒng)效率。