在制糖行业中分离机上应用变频器后的成果

　　－、引言

　　众所周知，白砂糖是我国民用食糖的主要糖料，因人口众多，年消耗量很大。它的原料来自甘蔗或甜菜，必须经剪碎→压榨→糖浆→分离→脱色→烘干→包装等主要工序，而分离机是制糖工艺中的主要关键设各之一。分离机直接影响砂糖结晶的颗粒度、质量、产量、能耗等指标，过去都采用多极交流电动机进行调整，而且是手动控制方式为主的。因这种调速是有级的，在速度转换时有较大的冲击，对电网的电压影响大，机械设各也受冲击力，而且是人工的操作，工作量大、及时性差等，已将逐步淘汰。而被替代的将是采用变频器来实现交流无级调速的传动方案。例如，其糖厂是个大型糖厂，日产量高达18000t，其五台大型分离机已改造为采用变频器进行调速。该厂使用的变频器，其中两台各⒛0kW的，就是采用佳灵JP6C—V型带能量回馈装置的变频器，具有工作可靠、节电率高、操作方便、维修量小的特点，深受用户欢迎。

　　二、制糖分离机的工序分析（见图1）

　　图1 制糖分离机工序

　　（1）分离机的电气传动特点

　　1）分离机的电动机的功率较大，为100～200kW；

　　2）转动惯量即CD2较大，加速时间较短；

　　3）调速范围宽，速比i＝1:20；

　　4）工作周期较短，约为4～6min；

　　5）制动时间较短，由高速直下到低速；

　　6）是反复短时周期性连续工作方式；

　　7）工作环境具有湿热，环境温度达40～50℃；

　　8）由于在60Hz或3Hz工作时都要有较大转矩，故必须选用变频电动机才能适应工作的要求。

　　（2）负载特性的类别分析

　　1）加料、排蜜属流体二次方转矩负载特性，工作频率为0～50Hz；

　　2）洗涤分离属恒功率负载特性，工作频率为＝60Hz；

　　3）刮料类似切削，属恒功率负载特性，工作频率小于等于3Hz；

　　4）由于洗涤分离到刮料速比i＝20，电动机功率又大，降速时间又较短，设各的转动惯量CD2也大，因此必须以能量回馈制动方式才能满足系统的制动要求，而且要求经济性、制动性好。

　　（3）实际节电效果 从该糖厂五台分离机使用具有能量回馈装置的变频器进行交流调速改造后，节电效果显著，可达20％～40％，经济收益较大，投资回收期约1年。

　　（4）糖浆原料不同、黏度的大小、温度的高低、结晶颗粒等不同，所以加速时间、稳速时间、减速时间、周期的长短是有所变动的，这由工艺技术人员经试验后给定有关相应参数值。这种分离机还可在制药厂葡萄糖粉成形加工过程或其他行业中应用。

　　三、能量回馈制动装置

　　能量回馈制动装置适用在电动机功率较大，如大于等于100kW以上，设备的转动惯量CD2较大，属反复短时连续工作制，从高速到低速的减速降幅较大，制动时间又较短，又要强力制动效果的场合。为了提高节电效果，减少制动过程的能量损耗，将减速能量回收反馈到电网去，达到节能功效时，它也是必须采用的。

　　其原理是：电的频率变动极快，如从60Hz→3Hz差⒛倍只需很短的时间，但机械传动且其转动惯量CD2大的设备，它的转速变化是有一定时间滞后的，这时会出现实际转速大于给定转速，从而产生电动机反电动势高于变频器直流端电压的情况。这时电动机就变成发电机，非但不要电网供电，反而能向电网送电，这样既有良好的制动效果，又将动能转变为电能，向电网送电而达到回收能量的效果，一举两得。当然必须有一套能量回馈装置单元，进行自动的控制，才能做到，其电路原理框图如图2所示。另外，能量回馈电路还应包括交流、直流电抗器、阻容吸收器、电子开关器等。

　　图2 电路原理框图　　

     四、调速控制电路框图（见图3）

　　图3调速控制电路

　　调速控制电路基本原理是利用PLC的输出触点的通断，加在JP6C一V型变频器的外设接点上，从而达到多段速度的设定和加减速时间的选择。速度和时间组合表见表1、表2。

　　表1  速度组合表

注 0表示接通，—表示断开。

　　表2        时间组合表

注 0表示接通，一表示断开。

　　以上两项功能选用要配合产品使用手册中的有关功能选择程序指令。

　　五、结束语

　　从上述分析可知，制糖厂内的分离机使用变频器进行交流调速控制后既能充分满足工序过程对速度的要求，又能节约电量达20％～40％，也可推广在制药及其他行业中的混合机、搅拌机、甩干机、脱水机，以及配料混合、结晶离心、塑料的染色、清洗机等处应用。

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