變頻器在污泥脫水離心機(jī)上的應(yīng)用

【摘要】本文從污泥脫水離心機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)入手，通過變頻器在污水處理工藝中的應(yīng)用，深入闡述了離心機(jī)在變頻器控制下的使用情況，并針對(duì)其中存在問題和故障提出了處理方法。

【關(guān)鍵詞】變頻器；離心機(jī)；制動(dòng)

1.前言

離心機(jī)是目前生產(chǎn)領(lǐng)域中采用最多的設(shè)備之一，是通過離心力將原料中的固體和液體分離，從而達(dá)到預(yù)計(jì)生產(chǎn)加工要求的一種技術(shù)設(shè)備。離心機(jī)在運(yùn)行中包含了加料、脫水、制動(dòng)、刮刀、卸料等環(huán)節(jié)，是將物料通過進(jìn)料口送入到離心機(jī)當(dāng)中，然后通過離心機(jī)飛速轉(zhuǎn)動(dòng)將物料中存在的水分甩出，從而達(dá)到固液分離的預(yù)計(jì)目標(biāo)。在離心機(jī)的使用中，根據(jù)工藝需要求在原料固液分離完成后，通過電機(jī)斷電的方式停止離心機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)這些原理，離心機(jī)中必然會(huì)存在一定的運(yùn)行問題，因此實(shí)現(xiàn)變頻器控制至關(guān)重要，不僅有效的保證了離心機(jī)工作效率，而且延長了離心機(jī)的運(yùn)行壽命。

2.污泥脫水離心機(jī)控制系統(tǒng)的工作特點(diǎn)

在離心機(jī)運(yùn)行的過程中，經(jīng)常會(huì)因?yàn)檗D(zhuǎn)速過快而引起運(yùn)行慣性增加，給停機(jī)帶來困難。在過去的點(diǎn)電機(jī)斷電停機(jī)方法分析，這種停機(jī)往往都需要大量的時(shí)間，甚至是引發(fā)一些不必要的安全事故。以變頻器為主的離心機(jī)控制系統(tǒng)在這種背景下得到重視，通過分析研究得出，以液壓輔助和剎車片為主的控制技術(shù)在離心機(jī)出現(xiàn)之后逐漸淡出了離心機(jī)停機(jī)舞臺(tái)，這主要是因?yàn)樵陔x心機(jī)工作中， 這種停機(jī)方法往往需要承擔(dān)超額荷載、慣性，同時(shí)經(jīng)過長時(shí)間的運(yùn)行時(shí)的剎車片溫度增高，增加設(shè)備維護(hù)費(fèi)用。因此，目前很多的廠家在離心機(jī)生產(chǎn)中已經(jīng)采用了現(xiàn)代化變頻技術(shù)，這種技術(shù)不僅減少了停機(jī)時(shí)間，而且降低了維護(hù)成本、保證了離心機(jī)的停機(jī)安全。

3.變頻器在離心機(jī)上使用的可行性分析

離心機(jī)通常都是采用內(nèi)置制動(dòng)單元和外部制動(dòng)單元構(gòu)成的，針對(duì)離心機(jī)停機(jī)時(shí)間慣性大而造成的停機(jī)困難、發(fā)熱多、維修成本大等問題分析，以變頻技術(shù)為主的離心機(jī)停機(jī)方式越來越受到重視，這一技術(shù)的應(yīng)用有效的解決了傳統(tǒng)液壓輔助和剎車片停機(jī)工作中所產(chǎn)生的體積大、價(jià)格高、維護(hù)成本高、費(fèi)用高的難題。在整個(gè)工作過程中，加料、分離、刮料工作都是根據(jù)不同的工作速度進(jìn)行的，我們將其可以分為三段、多段的變頻功能，并且針對(duì)其中問題進(jìn)行了深入研究和思考。

經(jīng)過幾年的工作實(shí)踐總結(jié)的出，以變頻器控制離心機(jī)為主的負(fù)載得到了人們的重視，有效解決了傳統(tǒng)停機(jī)難的問題。同時(shí)，由于離心機(jī)慣性大、停機(jī)時(shí)間長的影響，離心機(jī)在長期使用中經(jīng)常會(huì)造成剎車片磨損過于嚴(yán)重，甚至給離心機(jī)的整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)速度、工作性能產(chǎn)生影響。而變頻技術(shù)的應(yīng)用中，在離心機(jī)停機(jī)的時(shí)候采用變頻器輸出頻率，能有效的按照減速運(yùn)動(dòng)的原理進(jìn)行電流控制，從而減少離心機(jī)慣性符合，使得整個(gè)離心機(jī)剎車片的性能得到有效的保證，也有效的控制了離心機(jī)的工作能力。

4.變頻器調(diào)試需注意的問題

在當(dāng)今的工作中，我們需要深入的了解離心機(jī)負(fù)載的特性，在安裝調(diào)試的時(shí)候需要高度重視以下幾方面問題：

（1）在離心機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，整個(gè)離心機(jī)負(fù)載啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求十分嚴(yán)格，甚至 產(chǎn)生啟動(dòng)困難、啟動(dòng)內(nèi)容復(fù)雜的情況，因此需要及時(shí)的提高變頻器中的轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償值，但是在應(yīng)用的過程中我們經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些因?yàn)檗D(zhuǎn)矩補(bǔ)償值不大的問題，使得整個(gè)轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生過流、過載，甚至是線路燒損現(xiàn)象，不僅影響了離心機(jī)的運(yùn)行效率，而且大大延長了離心機(jī)加速時(shí)間，給整個(gè)污泥脫水處理產(chǎn)生影響。

（2）離心機(jī)本身存在著慣性大、控制難的特點(diǎn)，因此在應(yīng)用中我們必須要加設(shè)控制單元，并且對(duì)其制動(dòng)電阻進(jìn)行研究。一般來說，在制動(dòng)電阻研究上普遍以參考手冊為主，是將正常工作中所存在的電阻會(huì)隨著能量消耗而不斷增加，減速的時(shí)候因?yàn)閼T性過大而出現(xiàn)報(bào)警，在這種情況下同可以適當(dāng)?shù)难娱L減速時(shí)間，以此來解決傳統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行中存在的故障問題，由此提高工作質(zhì)量。

（3）通常情況下，離心機(jī)在安裝操作的過程中通常都是在現(xiàn)場直接進(jìn)行的，多臺(tái)變頻集中處理過程中都需要從室內(nèi)進(jìn)行操作，在操作現(xiàn)場對(duì)于近距離的變頻器處理技術(shù)往往需要超過50米以上，這就給整個(gè)安裝操作帶來影響，比如在現(xiàn)場連接的過程中會(huì)因?yàn)榧友b設(shè)備的過多使得整個(gè)輸出的電壓或者濾波器之間的電壓衰減國語嚴(yán)重，因此在設(shè)計(jì)的過程中我們不得不考慮變頻器的容量問題。

5.變頻器使用過程中發(fā)生的問題及處理

5.1 電源進(jìn)線的干擾

當(dāng)電源側(cè)的補(bǔ)償電容器直接連接到電網(wǎng)的時(shí)候，短暫的時(shí)間之內(nèi)，電源的電壓經(jīng)常被會(huì)出現(xiàn)因?yàn)槎O管中所受到的電壓過高而產(chǎn)生損壞，同時(shí)當(dāng)電網(wǎng)內(nèi)部電容量電量過大的時(shí)候。因?yàn)榫w管綜述的通常時(shí)間增加，使得電網(wǎng)在拔出插口之后二極管因?yàn)槌惺苓^高的回復(fù)電壓而產(chǎn)生損壞，最終給變頻器和電動(dòng)機(jī)自身的功率造成影響和損耗，增加企業(yè)和單位的工作成本，甚至是影響到整個(gè)工作效率。因此，這里我們有必要對(duì)這類情況進(jìn)行研究，在工作中通過分析變頻器與電動(dòng)機(jī)自身的功率損耗。

5.2 諧波干擾

通用變頻器的主電路一般由整流、逆變和濾波三部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器，中間濾波部分采用大電容作為濾波器，逆變部分為IGBT三相橋式逆變器，且輸入為PWM脈寬調(diào)制波形。容量較小的變頻器，高次諧波的影響較小，較高的諧波又使變頻器輸出電纜的漏電流增加，使電動(dòng)機(jī)出力不足。變頻器輸出的高低次諧波，可以采用以下方法抑制。

5.3 發(fā)熱問題

變頻器的發(fā)熱是由于內(nèi)部的損耗而產(chǎn)生的，主要電路約占98%，控制電路占2%每1KV.A的變頻器容量，其功耗為40～50W。為保證變頻器正常運(yùn)行，必須對(duì)變頻器進(jìn)行散熱。

（1）采用風(fēng)扇散熱。為了不使變頻器內(nèi)部的溫度升高，使用變頻器的內(nèi)裝風(fēng)扇，可將變頻器箱體內(nèi)部散熱帶走。每帶走1KW熱量所需要的風(fēng)量約為0.1m3/s。

（2）環(huán)境溫度。變頻器是電子裝置，內(nèi)含電子元件及電解電容等，所以溫度對(duì)其壽命影響較大。所以變頻器盡量安裝在通風(fēng)和環(huán)境溫度較低的地方。

6.結(jié)束語

離心污泥脫水機(jī)組在污水處理工作中的應(yīng)用表明，其不但處理能力大，而且可自動(dòng)連續(xù)可靠運(yùn)行，滿足了剩余污泥全部脫水的要求，保證了水處理工藝的正常運(yùn)行。

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