摘  要：本文結合我司GD5000高壓變頻器在山東某新材料股份有限公司高效渦流磨機上的實(shí)際應用情況，分析了其使用效果。運行結果表明，使用高壓變頻器驅動(dòng)渦流磨機，實(shí)現電機軟起動(dòng)，設備和系統的安全可靠性得到了顯著(zhù)的提高。

關(guān)鍵詞：GD5000  高壓變頻器  高效渦流磨機  

1.引言

渦流磨機是利用底部回轉盤(pán)高速運轉產(chǎn)生的離心力使磨料在固定槽作用下產(chǎn)生強力摩擦，形成螺旋式渦流運動(dòng)，使磨料產(chǎn)生高速回轉摩擦和螺旋翻轉，在短時(shí)間除毛刺或拋光，達到理想的加工效果。傳統驅動(dòng)方案常使用電機+液力耦合器或者電機+水阻的方式進(jìn)行軟起和調速，由于液耦和水阻本身故障點(diǎn)多，維護困難，還伴有大量的能量浪費，同時(shí)啟動(dòng)力矩小，對于研磨機這樣的重載設備來(lái)說(shuō)容易造成電機堵轉，系統穩定性差。因此使用高壓變頻器對重載設備進(jìn)行工藝改善具有十分重要的意義。

2.項目概述

山東某新材料股份有限公司始建于2003年，是我國纖維素醚及碳水化合物重點(diǎn)生產(chǎn)研發(fā)基地，也是全國唯一一家既生產(chǎn)離子型又生產(chǎn)非離子型纖維素的企業(yè)，公司目前擁有9條現代化生產(chǎn)線(xiàn)，主導產(chǎn)品有羥丙基甲基纖維素、聚陰離子纖維素等產(chǎn)品。

2014年，該企業(yè)新建的某條玻璃纖維生產(chǎn)線(xiàn)上的一臺用來(lái)研磨原料的渦流磨機需要選擇驅動(dòng)方案，經(jīng)過(guò)我司技術(shù)人員實(shí)地現場(chǎng)考察分析以及我司多年行業(yè)應用經(jīng)驗，迅速為其制定了一套變頻解決方案。該公司經(jīng)多方考察和權衡，最終選擇了我司GD5000高壓變頻器進(jìn)行項目建設。

3.工藝描述

該企業(yè)生產(chǎn)玻璃纖維采用的是一次成型-池窯拉絲法，該工藝過(guò)程比較簡(jiǎn)單，其工藝流程圖如下所示：

池窯拉絲法是把葉臘石等均化后的原料研磨成粉，然后在窯爐高溫環(huán)境下熔制成玻璃溶液，排除氣泡后經(jīng)通路運送至多孔漏板，高速拉制成玻纖原絲。

4.系統方案

變頻系統配置如下表所示：

現場(chǎng)渦流磨機采用一拖一變頻控制方案。高壓變頻器接于電壓為10 KV的主動(dòng)力電源系統，用于電動(dòng)機的變頻調速。為了增加運行安全性，變頻器另加一套旁路系統，設計方案如下：

高 效渦流磨機系統主要由用戶(hù)高壓開(kāi)關(guān)柜，GD5000高壓變頻器，驅動(dòng)電機，磨機，等設備組成，變頻狀態(tài)下，旁路柜刀閘狀態(tài)是QS1，QS2閉合，QS3斷 開(kāi)，當變頻器出現故障或者檢修時(shí)，斷開(kāi)QS1，QS2，閉合QS3磨機工頻運行，旁路柜完全遵循柜體“五防”設計要求，保證系統安全穩定運行。

客戶(hù)變頻器室場(chǎng)地限制，整機采用一體機結構，大幅縮小尺寸。

5.GD5000應用特點(diǎn)

低頻大轉矩

GD5000系列高壓變頻器采用目前最為先進(jìn)的矢量控制算法以及轉矩補償技術(shù)，在低頻狀態(tài)（1Hz）下使電機轉矩高達150%~200%Te，非常適合研磨機這樣的重載設備。

輸入輸出“完美無(wú)諧波”

GD5000系列高壓變頻器設計時(shí)遵循了最嚴格的電壓、電流諧波畸變標準IEEE 519 1992，輸入側通過(guò)移相變壓器進(jìn)行多脈沖整流(10kV為48脈沖)，網(wǎng)側電流諧波小，其THD≤2%；輸出采用了多重化PWM技術(shù)，輸出為近乎完美的正弦波，無(wú)需加裝輸出濾波器，電機轉矩脈動(dòng)小，輸出dV/dt和共模電壓小，對電動(dòng)機無(wú)應力損害，其輸出電流THD≤2%。

高功率因素與高效率 

GD5000高壓變頻器在滿(mǎn)載時(shí)，系統在沒(méi)有使用任何外部功率因素補償裝置的情況下，功率因素≥0.97；整機效率≥0.96，對于新建項目可減小前級變壓器的容量，節省成本。

LVRT低電壓穿越技術(shù)

GD5000系列高壓變頻調速系統具有AVR(電壓自動(dòng)調節)功能，在母線(xiàn)電壓頻繁波動(dòng)的場(chǎng)合，系統輸出穩定。電網(wǎng)電壓在-15% ~ +10%之間波動(dòng)，系統仍能滿(mǎn)載輸出；電網(wǎng)電壓在-50% ~-15%之間波動(dòng)，系統不停機，降額運行。系統運行過(guò)程中，在設置的時(shí)間內(0~5s可設置)掉電，系統不停機，而且電網(wǎng)恢復正常后能自行啟動(dòng)，避免了系統電源瞬間掉電時(shí)因停機造成的影響。

全頻段轉速追蹤

GD5000系列高壓變頻調速系統在無(wú)速度傳感器的情況下能精準追蹤電機當前的轉速與方向，可輕松實(shí)現飛車(chē)啟動(dòng)。

強大的過(guò)載能力

GD5000系列高壓變頻器在選擇器件時(shí)留有充足的裕量，在120%額定電流的情況下可持續運行2分鐘，150%額定電流持續5s，200%額定電流則立即保護。

支持遠程/就地操作

GD5000系列高壓變頻器支持兩種操作方式：就地和遠程。就地狀態(tài)下，可通過(guò)控制面板上的觸摸屏對變頻器進(jìn)行操作；遠程狀態(tài)下，可通過(guò)用戶(hù)多功能端子或者現場(chǎng)總線(xiàn)對變頻器進(jìn)行設置和監控。

完善的保護功能

GD5000系列高壓變頻器具有完善的保護功能。部分保護功能如下：接地保護，短路保護，過(guò)載保護，過(guò)流保護，過(guò)壓保護，欠壓保護，過(guò)熱保護，缺相保護，光纖故障保護等。發(fā)生故障時(shí)，系統會(huì )發(fā)出聲光警報，人機界面會(huì )顯示故障類(lèi)型以及確切的位置，同時(shí)變頻器會(huì )根據用戶(hù)的設置進(jìn)行保護動(dòng)作，如當發(fā)生重故障時(shí)，系統停機并聯(lián)跳輸入側高壓開(kāi)關(guān)。

6.結束語(yǔ)

該高 效渦流磨機使用變頻驅動(dòng)方案后，電機真正實(shí)現軟啟動(dòng)，沖擊電流小，轉矩大，啟動(dòng)平滑，完全避免了前級斷路器產(chǎn)生“跳閘”的錯誤動(dòng)作，而且整個(gè)系統容易維 護，周期縮短，減少了運行成本，同時(shí)大幅降低現場(chǎng)工作人員的勞動(dòng)強度。截至目前為止，我司產(chǎn)品現場(chǎng)運行穩定，故障率低，再加上快速及時(shí)的售后服務(wù)，獲得了 該客戶(hù)的一致好評。

7.參考文獻

 [1] 《GD5000變頻器產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)》深圳市英威騰電氣股份有限公司