一. 概述

 

    在我國(guó)的制糖行業(yè)中，很多重要的生產(chǎn)設(shè)備均為高能耗設(shè)備，設(shè)備的電力拖動(dòng)離不開調(diào)速，受設(shè)計(jì)時(shí)的技術(shù)條件的限制，很多設(shè)備的拖動(dòng)調(diào)速在設(shè)計(jì)時(shí)大都采用能耗調(diào)節(jié)，交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速是在現(xiàn)代微電子技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，它不但比傳統(tǒng)的直流電機(jī)調(diào)速*，而且也比調(diào)壓調(diào)速、變極調(diào)速、串級(jí)調(diào)速等調(diào)速方式*。它的特點(diǎn)是調(diào)速平滑、調(diào)速范圍寬、效率高特性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、機(jī)械特性硬、保護(hù)功能齊全，運(yùn)行平穩(wěn)安全可靠，在生產(chǎn)過(guò)程中能獲得*速度參數(shù)，是理想的調(diào)速方式。應(yīng)用實(shí)踐證明，交流電機(jī)變頻調(diào)速一般能節(jié)電 30%左右，目前工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已廣泛采用變頻調(diào)速技術(shù)，在我國(guó)也是國(guó)家重點(diǎn)推廣的節(jié)電新技術(shù)。變頻器應(yīng)用在制糖工業(yè)的風(fēng)機(jī)、水泵、壓榨機(jī)、離心機(jī)等負(fù)載，能取得了顯著的節(jié)能效果。

二．生產(chǎn)供水節(jié)能改造方案

    1．原供水系統(tǒng)工況

    原供水系統(tǒng)由二路管網(wǎng)系統(tǒng)組成，*路管網(wǎng)供水水泵六臺(tái)，水泵電機(jī)分別為：110KW五臺(tái)、75KW一臺(tái)；第二路管網(wǎng)水泵六臺(tái)，水泵電機(jī)分別為：155KW五臺(tái)、220KW一臺(tái)。水泵投切依靠值班人員根據(jù)壓力進(jìn)行投切，水壓隨用生產(chǎn)用水量的變化及泵組的投切變化較大，泵組投切對(duì)電網(wǎng)的沖擊影響很大，根據(jù)生產(chǎn)工藝對(duì)水壓及流量的要求，需要開回流閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。

    2．變頻節(jié)能改造方案

    由以上系統(tǒng)工況可知，該系統(tǒng)適于作變頻節(jié)能改造，改造方案如下：

    系統(tǒng)部分采用變頻控制，在每一管網(wǎng)上按裝壓力傳感器，即時(shí)檢測(cè)管網(wǎng)水壓，根據(jù)生產(chǎn)用水量的變化變頻控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速?gòu)亩?a title="控制系統(tǒng)" target="_blank" >控制系統(tǒng)供水量，保證管網(wǎng)水壓的恒定。*路管網(wǎng)由110KW變頻節(jié)能系統(tǒng)控制兩臺(tái)水泵電機(jī)，一用一備，其余四臺(tái)工頻控制；第二路管網(wǎng)由220KW節(jié)能變頻系統(tǒng)控制一臺(tái)220KW水泵電機(jī)及一臺(tái)155KW水泵電機(jī)，一用一備，其余四臺(tái)工頻控制。改造后節(jié)電效果顯劇，恒壓供水，極大地改善了生產(chǎn)工藝。改造系統(tǒng)控制圖如下：

 

 

    3．變頻改造節(jié)能原理

    （1） 泵類的特性和參數(shù)
純粹用于抽水的功率叫有效功率
有效功率=（1000QH）/（75×60/0.736）=QH/6.11（kW）
式中，Q為流量（m3/min）;H為總揚(yáng)程（m）。
設(shè)在揚(yáng)程內(nèi)1m3的水的重量為1000kg，因此:
泵的軸功率=（有效功率）/ 泵的效率（kW）
電動(dòng)機(jī)輸出功率=（1.05～1.2）×軸功率（kW）

    因泵的揚(yáng)程大小、泵的型號(hào)不同，泵的效率不能一概而定，一般標(biāo)準(zhǔn)泵的大致效率曲線如圖2所示。

    鑒于泵的設(shè)計(jì)與制造方面會(huì)有誤差，故電機(jī)的輸出功率應(yīng)較軸功率計(jì)算值有5～20%的裕量，而后根據(jù)流量和揚(yáng)程求出電動(dòng)機(jī)的功率，圖3為流量和揚(yáng)程特性曲線。

 

 

    （2） 管網(wǎng)的水阻特性
    當(dāng)管網(wǎng)的水阻R保持不變時(shí)，水量與過(guò)水阻力之間的關(guān)系是不確定的，即水量Q與過(guò)水阻力h按阻力定律變化，其表達(dá)式為:
 

    式中，H—過(guò)水阻力，R—水阻系數(shù)。
H=f（Q）關(guān)系曲線為水阻特性曲線，呈拋物線形狀，如圖4所示。由圖4可知，水阻系數(shù)R越大，曲線越陡，即過(guò)水阻力越大。
    （3） 泵類調(diào)速控制節(jié)能原理
由流體力學(xué)可知，水量Q與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，壓力H與轉(zhuǎn)速的平方成正比，功率P與轉(zhuǎn)速的立方成正比。

式中: Qe—風(fēng)機(jī)、泵類的額定風(fēng)（流）量;
He—風(fēng)機(jī)、泵類的額定壓力;
Pe—風(fēng)機(jī)、泵類的額定功率;
ne—風(fēng)機(jī)、泵類的額定轉(zhuǎn)速。

 

    由上面的公式可知，如果泵類的效率一定，當(dāng)要求調(diào)節(jié)水量下降時(shí)，轉(zhuǎn)速可成比例下降，此時(shí)水泵的軸功率是成立方關(guān)系下降。

    另根據(jù)水泵類的特性曲線與水阻特性的關(guān)系曲線也可明顯的看出風(fēng)機(jī)、水泵的節(jié)能效果。圖5為風(fēng)機(jī)、水泵調(diào)速節(jié)能原理示意圖，圖中曲線H為恒速下的H-f（Q）曲線，其水阻、風(fēng)阻特性曲線R1相交與A點(diǎn)。對(duì)應(yīng)的風(fēng)量為Q1。此時(shí)風(fēng)機(jī)、水泵的軸功率Q1AH1Q圍成的矩形面積成正比。當(dāng)欲使風(fēng)量由Q1減少到Q2使用擋板或閥門時(shí)，則新的風(fēng)阻、水阻特性曲線H相交于B點(diǎn)，此時(shí)風(fēng)機(jī)軸功率與Q2BH2Q圍成的矩形面積成正比。如果采用調(diào)速方法將風(fēng)機(jī)、水泵的轉(zhuǎn)速降到n2使對(duì)應(yīng)的風(fēng)機(jī)特性曲線H與風(fēng)阻特性曲線R2相交于C點(diǎn)。此時(shí)與風(fēng)機(jī)軸功率成正比的Q2CH3Q圍成的矩形面積顯著減少，說(shuō)明軸功率下降很多，節(jié)能效果明顯。

 

 

    4． 系統(tǒng)主要功能

    1） 恒壓供水功能

    SY6000變頻系統(tǒng)內(nèi)置PID 調(diào)節(jié)器，管網(wǎng)壓力傳感器即時(shí)檢測(cè)管網(wǎng)壓力并轉(zhuǎn)化為4-20 mA電流信號(hào)，直接送入變頻器模擬電流輸入口，設(shè)定給定壓力值，PID參數(shù)值，變頻器內(nèi)置PID運(yùn)算后控制輸出頻率。系統(tǒng)參數(shù)可在實(shí)際運(yùn)行中調(diào)整，使系統(tǒng)控制響應(yīng)快速。管網(wǎng)壓力可根據(jù)生產(chǎn)工藝任意給定，變頻系統(tǒng)自動(dòng)跟隨控制，保持管網(wǎng)設(shè)定的壓力恒定，既節(jié)能又能地滿足制糖生產(chǎn)對(duì)水壓的要求。

    2） 泵組投切指示

    系統(tǒng)能即時(shí)檢測(cè)供水管網(wǎng)水壓，當(dāng)現(xiàn)有泵組不能滿足生產(chǎn)用水需要或超過(guò)生產(chǎn)用水需要時(shí)，系統(tǒng)能自動(dòng)發(fā)出投入或切除泵組指示，給出聲光投切泵組報(bào)警，指示值班人員投切泵組，從而保證生產(chǎn)用水的需要。

    3） 工變頻切換功能

    制糖工業(yè)供水系統(tǒng)可靠性要求高，一旦故障會(huì)影響對(duì)整個(gè)生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重的影響，因此該系統(tǒng)設(shè)置了工變頻切換功能。系統(tǒng)在一般情況下運(yùn)行在變頻恒壓供水狀態(tài)，當(dāng)變頻器萬(wàn)一出現(xiàn)故障或例行檢修時(shí)，可立即切換到工頻運(yùn)行，用原有備用自耦降壓?jiǎn)?dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)水泵，從而保證供水的連續(xù)性，整個(gè)系統(tǒng)的可靠性能很好地滿足生產(chǎn)的要求。兩套啟動(dòng)系統(tǒng)電氣聯(lián)鎖，可防止誤操作，確保系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

    5．改造后受益

    1） 延長(zhǎng)設(shè)備及管網(wǎng)使用壽命，減少系統(tǒng)維修工作量。

    由于采用變頻恒壓控制，水泵的啟動(dòng)為軟啟動(dòng)，消除了大電機(jī)啟動(dòng)時(shí)沖擊力矩對(duì)電機(jī)的影響，水泵在啟動(dòng)時(shí)的沖擊大為減少，同時(shí)由于軟啟動(dòng)且水壓為恒壓控制，消除了啟動(dòng)時(shí)對(duì)管網(wǎng)的水錘效應(yīng)，爆管現(xiàn)象不再發(fā)生。因此延長(zhǎng)了原有設(shè)備的使用壽命，故障率大為降低，減少系統(tǒng)維修的工作量。

    2） 改善供水質(zhì)量，提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。

    采用變頻恒壓控制系統(tǒng)后，可以非常平滑地調(diào)節(jié)供水壓力，值班人員對(duì)系統(tǒng)的調(diào)整控制更加穩(wěn)定自如。隨著生產(chǎn)工藝的變化，可以很方便地調(diào)節(jié)系統(tǒng)的供水壓力。由于采用新系統(tǒng)后，故障率大為降低，且兩套啟動(dòng)系統(tǒng)可以互為備用，保證了系統(tǒng)供水的連續(xù)性，為系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行提供了可靠保證。

    3） 改善工廠的用電狀況。

    采用變頻軟啟動(dòng)后，消除了原啟動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，新系統(tǒng)的功率因數(shù)可達(dá)0.95，效率可達(dá)0.98，系統(tǒng)工作電流大為減小，線路損耗也大為減少，改善了工廠用電的狀況。

    4） 節(jié)能*，經(jīng)濟(jì)效益可觀。

    原系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)為維持水壓的基本恒定，除需要不斷反復(fù)投切泵組外，還需利用回流閥進(jìn)行小范圍調(diào)節(jié)，水泵的投切除對(duì)電網(wǎng)有沖擊外還需消耗電能，回流閥調(diào)節(jié)基本不會(huì)減少水泵功率的消耗。采用變頻后，變頻泵組能自動(dòng)根據(jù)生產(chǎn)所需的水壓自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，保持管網(wǎng)壓力的恒定，變頻泵組調(diào)節(jié)即時(shí)范圍寬，泵組投切次數(shù)大大減少，系統(tǒng)節(jié)能*，平均下來(lái)整個(gè)系統(tǒng)的節(jié)電率在30%左右，經(jīng)濟(jì)效益可觀。

    5） 減輕值班人員的工作強(qiáng)度

    原系統(tǒng)經(jīng)過(guò)改造后，管網(wǎng)水壓自動(dòng)檢測(cè)控制，回流閥無(wú)需調(diào)節(jié)，泵組投切有聲光告警指示，值班人員不會(huì)擔(dān)心因沒(méi)有及時(shí)地投切補(bǔ)給泵組、開啟回流閥而導(dǎo)致的水壓過(guò)低或過(guò)高影響生產(chǎn)事故。

三．鍋爐變頻節(jié)能改造方案

    1．原系統(tǒng)工況

    鍋爐共三臺(tái)，供水由兩臺(tái)280KW水泵組成，兩水泵并網(wǎng)由兩只電動(dòng)閥調(diào)節(jié)進(jìn)水和回流量；引風(fēng)機(jī)由兩臺(tái)250KW風(fēng)機(jī)組成，兩風(fēng)機(jī)并網(wǎng)，獨(dú)立電動(dòng)風(fēng)門調(diào)節(jié)，風(fēng)門開度在75%左右；鼓風(fēng)機(jī)由1臺(tái)160KW風(fēng)機(jī)組成，電動(dòng)風(fēng)門調(diào)節(jié)，風(fēng)門開度在60%左右，二次風(fēng)機(jī)由一臺(tái)55KW風(fēng)機(jī)組，風(fēng)門調(diào)節(jié)，風(fēng)門開度60%左右。

    2．變頻節(jié)能改造方案

    1） 鍋爐給水

    原系統(tǒng)給水原理圖如下：

 

 

    由于二臺(tái)鍋爐進(jìn)水電動(dòng)閥分別控制，在運(yùn)行過(guò)程，雖然蒸汽并網(wǎng)后壓力相同，但由于燃燒過(guò)程中存在不確定性，兩臺(tái)鍋爐汽包各自的液位就必然存在差異。因此，單用恒液位控制方案不適合。通過(guò)給水原理圖我們不難發(fā)現(xiàn)，要對(duì)2臺(tái)鍋爐汽包的液位分別控制，的方案是將1個(gè)給水母管向2臺(tái)鍋爐給水的現(xiàn)狀*改變，將給水系統(tǒng)分開，使每個(gè)鍋爐都有自己獨(dú)立的給水系統(tǒng)，再在此基礎(chǔ)上加裝變頻控制，由1臺(tái)變頻器單獨(dú)控制1臺(tái)鍋爐的給水。但此方案不僅改動(dòng)較大，投資較高，且要停產(chǎn)改造。因此我們?cè)O(shè)計(jì)了采用一套于2臺(tái)（或2臺(tái)以上）鍋爐同時(shí)運(yùn)行時(shí)的控制方案，即蒸汽壓力和母管給水壓力的恒壓差控制方案。具體為：用兩只壓力傳感器分別檢測(cè)蒸汽總管壓力、給水總管壓力，轉(zhuǎn)換成4-20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)送到壓差變送器，其壓差信號(hào)經(jīng)PID調(diào)節(jié)器與設(shè)定值（給定）進(jìn)行比較后，送到變頻器控制水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速，構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)，該方案特點(diǎn)為能在不改變?cè)邢到y(tǒng)現(xiàn)狀的前提下，更好的利用變頻系統(tǒng)，節(jié)能降耗，減小系統(tǒng)運(yùn)行，維護(hù)費(fèi)用，提高原有系統(tǒng)的自動(dòng)化程度。

    2） 引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)及二次風(fēng)機(jī)

    引風(fēng)機(jī)由二臺(tái)250KW變頻系統(tǒng)分別控制二臺(tái)引風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)由二臺(tái)160KW變頻系統(tǒng)分別控制二臺(tái)引風(fēng)機(jī)，二次風(fēng)機(jī)由一臺(tái)55KW變頻系統(tǒng)控制，與原啟動(dòng)裝置并聯(lián)，原啟動(dòng)裝置可作備用，不改變?cè)到y(tǒng)。

    3．變頻改造節(jié)能原理

    1） 鍋爐給水

    原系統(tǒng)給水依靠電動(dòng)進(jìn)水閥及回流閥調(diào)節(jié)，閥門調(diào)節(jié)增加了管網(wǎng)阻力，是一種能耗調(diào)節(jié)。變頻改造后關(guān)閉回流支路，打開調(diào)節(jié)閥，進(jìn)水靠變頻系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)，減小了給水母管與蒸汽壓力之間的壓力差，運(yùn)行時(shí)隨著鍋爐汽包壓力的變化，變頻器水泵轉(zhuǎn)速也隨之改變，根據(jù)由上介紹的流體力學(xué)原理，水量Q與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，壓力H與轉(zhuǎn)速的平方成正比，功率P 與轉(zhuǎn)速的立方成正比。

 

 

式中: Qe—風(fēng)機(jī)、泵類的額定風(fēng)（流）量;
He—風(fēng)機(jī)、泵類的額定壓力;
Pe—風(fēng)機(jī)、泵類的額定功率;
ne—風(fēng)機(jī)、泵類的額定轉(zhuǎn)速。
由上公式可告，變頻改造后水泵電機(jī)消耗功率隨蒸汽壓力變化大大減少，節(jié)電*。

    2） 引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)及二次風(fēng)機(jī)

    風(fēng)機(jī)原系統(tǒng)均依靠進(jìn)風(fēng)門調(diào)節(jié)，風(fēng)門調(diào)節(jié)會(huì)增加風(fēng)阻，是一種能耗調(diào)節(jié)方式，變頻改造后，進(jìn)風(fēng)門全開，風(fēng)阻大大減少，風(fēng)量靠變頻控制系統(tǒng)控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)，隨著蒸汽壓力的變化及鍋爐內(nèi)燃料燃燒情況調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)亩刂乒╋L(fēng)量，根據(jù)流體力學(xué)原理，風(fēng)機(jī)電機(jī)消耗功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比可知改造后節(jié)電*。

    4．改造后受益

    1） 節(jié)能*，經(jīng)濟(jì)效益可觀

根據(jù)對(duì)豐收糖業(yè)的實(shí)際工況的了解，鍋爐供水及供風(fēng)能有較大的富余，變頻改造后節(jié)電*，節(jié)電率估計(jì)可達(dá)40%左右，經(jīng)濟(jì)效益可觀。

    2） 改善工廠的用電狀況

    變頻改造后，鍋爐風(fēng)機(jī)、水泵電機(jī)的啟動(dòng)均由變頻軟啟動(dòng)，消除了原啟動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，新系統(tǒng)的功率因數(shù)可達(dá)0.95，效率可達(dá)0.98，系統(tǒng)工作電流大為減小，線路損耗也大為減少，改善了工廠用電的狀況。

    3） 減輕工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度

    變頻改造后提高了整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，風(fēng)壓、水壓的下降以及軟啟動(dòng)延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，減少了設(shè)備的故障率，大大減輕了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

    4） 系統(tǒng)可靠性更高

    變頻改造后減少了操作人員失誤帶來(lái)的故障，每套變頻系統(tǒng)均有工/變頻切換功率，原有啟動(dòng)系統(tǒng)變?yōu)閭溆孟到y(tǒng)，增加了系統(tǒng)的可靠性。

    四．分離機(jī)變頻改造方案

    1．原系統(tǒng)概況　

    分離機(jī)是制糖業(yè)分離脫水工藝的關(guān)鍵設(shè)備，分離機(jī)主要由錐體轉(zhuǎn)筒、驅(qū)動(dòng)電機(jī)組成，電機(jī)軸與轉(zhuǎn)筒直接相連。豐收糖業(yè)使用的分離機(jī)采用的電機(jī)是64-32-8-6極四極電機(jī)，zui大輸出功率117KW。根據(jù)生產(chǎn)工藝，電機(jī)轉(zhuǎn)速需要頻繁切換，多極電機(jī)的轉(zhuǎn)速變化是突變的，頻繁的升速、降速對(duì)電網(wǎng)和機(jī)械的沖擊較大，帶來(lái)的后果是維修費(fèi)用高，停工損失很大。

    2. 變頻改造方案

    分離機(jī)采用交流變頻器驅(qū)動(dòng)普通三相鼠籠電機(jī)可滿足制糖分離工藝的要求。因此可將原四級(jí)電機(jī)改接為普通的6級(jí)電機(jī)，由變頻器來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，考慮到分離機(jī)的機(jī)械特性屬于恒轉(zhuǎn)矩大慣性負(fù)載，應(yīng)采用恒轉(zhuǎn)矩特性的變頻器并配置剎車制動(dòng)單元，選用合適的制動(dòng)單元，配以一定的制動(dòng)電阻滿足分離機(jī)剎車制動(dòng)的要求。

　　為了能增加工作的可靠性及滿足快速剎車制動(dòng)的要求，變頻器采用ALPHA2000 160kW。這種變頻器具有、低速高轉(zhuǎn)矩輸出、AVR自動(dòng)穩(wěn)壓運(yùn)行等功能。制動(dòng)單元采用加能制動(dòng)單元，該制動(dòng)單元為加拿大技術(shù)，核心器件為進(jìn)口器件，產(chǎn)品穩(wěn)定可靠。

    3. 控制方案

    除電機(jī)外不改變?cè)到y(tǒng)，因此操作方式也可與原系統(tǒng)一致。變頻控制系統(tǒng)采樣原系統(tǒng)PLC給定速度信號(hào),四個(gè)多段速度給定由變頻控制系統(tǒng)控制端子輸入，變頻控制系統(tǒng)輸出頻率（即電機(jī)轉(zhuǎn)速）分別對(duì)應(yīng)改造前的四級(jí)時(shí)的速度，此速度可由變頻器控制系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)定，改造簡(jiǎn)單易行。

    4. 改造原理

    1） 三相交流異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速原理

    三相交流異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為：

 

 

式中，n為每分鐘轉(zhuǎn)速；f為交流電的頻率；p為磁極對(duì)數(shù)；s為轉(zhuǎn)差率。S由負(fù)載轉(zhuǎn)矩與電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩共同決定，不可控，常用的調(diào)速方式有變頻調(diào)速和變極調(diào)速變頻器就是調(diào)節(jié)f（頻率）來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

    2）變頻調(diào)速與變極調(diào)速

    變極調(diào)速即改變電動(dòng)機(jī)磁極對(duì)數(shù)來(lái)調(diào)速，電動(dòng)機(jī)磁極對(duì)數(shù)變換需通過(guò)改變電機(jī)繞組來(lái)實(shí)現(xiàn)，在電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)為綜合考慮各磁極對(duì)數(shù)下對(duì)磁通的要求，一般設(shè)計(jì)裕度比較大，這樣電機(jī)在各極速下運(yùn)行效率都不高，功率因數(shù)較低

    變頻調(diào)速即通過(guò)改變電機(jī)工作電源頻率來(lái)調(diào)速，是利用現(xiàn)代電力電子與微電子控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)電源頻率的自由變換，變頻調(diào)速可實(shí)現(xiàn)電機(jī)無(wú)沖擊無(wú)極調(diào)速，由于變頻時(shí)保持了V/F的恒定，電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩能保持恒定，隨頻率F的調(diào)節(jié)，電源電壓及輸入功率也隨之調(diào)節(jié)。

    3）制動(dòng)單元及電阻

    A、能耗制動(dòng)

    由于負(fù)載較重，加速到980r/min后，要在2分鐘的時(shí)間內(nèi)停下來(lái)，必須加裝容量與變頻器容量相當(dāng)?shù)闹苿?dòng)單元，制動(dòng)單元實(shí)際上就是一個(gè)電壓滯環(huán)開關(guān)。在電機(jī)降速時(shí)，負(fù)載的動(dòng)能很大，加在電機(jī)轉(zhuǎn)子上的電壓，給電機(jī)提供磁場(chǎng)，電動(dòng)機(jī)變成了三相交流發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)發(fā)的電經(jīng)逆變橋上的二極管整流變?yōu)橹绷鲗?duì)電容充電。如果電流可以觀測(cè)，則電流的流向和降速前相反，表明能量由負(fù)載返回變頻器，當(dāng)電容的充電電壓達(dá)到710V時(shí)，制動(dòng)單元開關(guān)打開，電流流向制動(dòng)電阻力，電能以電阻發(fā)熱的形式耗掉。由于能量被消耗，電容電壓下降，下降到680V時(shí)制動(dòng)單元關(guān)斷。只要制動(dòng)過(guò)程沒(méi)有結(jié)束，制動(dòng)單元就會(huì)反復(fù)地打開和關(guān)斷，使負(fù)載以平穩(wěn)的速度，很快地降到零。

    B、制動(dòng)電阻的計(jì)算：

在有制動(dòng)電阻制動(dòng)的情況下，電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的有功耗損部分，折合成制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，大約為電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的20%。因此可用下式計(jì)算制動(dòng)電阻的阻值：

 

 

式中：UC為制動(dòng)單元?jiǎng)幼麟妷褐?，現(xiàn)為710V；TB為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩；TM為電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩；N為開始減速時(shí)電機(jī)的速度，本例為1000r/min。

由制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻構(gòu)成的放電回路中，其zui大電流受制動(dòng)單元ICBGzui大允許電流IC的限制，制動(dòng)電阻的zui小允許值為：
Rmin＝VC/IC
因此通常Rmin＜RB（5Ω）＜RB0

    C、制動(dòng)電阻的確定

    視電機(jī)是否重復(fù)減速，制定電阻額定功率選擇是不同的，本例中電阻的額定功率為24kW，自然冷卻，如果強(qiáng)迫風(fēng)冷電阻的額定功率可減小。一般制動(dòng)電阻應(yīng)采用雙線并繞的無(wú)感電阻，當(dāng)然也可用普通的箱式電阻，但需在電阻兩端并接一只續(xù)流二極管，可使用快恢復(fù)二極管，耐壓1000V以上。

    5. 改造后受益

    1）改善電網(wǎng)供電質(zhì)量

    分離機(jī)電機(jī)頻繁變極調(diào)速，帶來(lái)很大的沖擊電流、無(wú)功電流嚴(yán)重影響電網(wǎng)的供電質(zhì)量，加重發(fā)電機(jī)的負(fù)荷，使發(fā)電機(jī)的輸出電壓不穩(wěn)，紋波大，電網(wǎng)供電質(zhì)量變差。分離機(jī)變頻改造后，速度切換為軟切換，不會(huì)對(duì)電網(wǎng)帶來(lái)沖擊，發(fā)電機(jī)工況大大改善。

    2）延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，節(jié)約維修費(fèi)用

    分離機(jī)電機(jī)頻繁變極調(diào)速，會(huì)帶來(lái)很大的機(jī)械沖擊、切換時(shí)所帶來(lái)的飛弧都會(huì)引起設(shè)備壽命的縮短，故障率提高，變頻改造后故障大大減少，停工損失減少為零，節(jié)省大量維修費(fèi)。

    3） 控制平穩(wěn)、快速、

    通過(guò)變頻控制系統(tǒng)及制動(dòng)單元，可使系統(tǒng)速度切換平穩(wěn)，制動(dòng)快速，各動(dòng)作控制精度高。