变频器在药厂搅拌机上的改造

一、搅拌机的配置及存在的缺点
　　搅拌机械在药厂、化工等行业的生产过程中应用很广泛。
　　搅拌机械在设计时均是按使用工况的要求考虑一定余量的，而搅拌机在实际使用过程中，则不一定要在最大转速下工作，有很多时间都可以工作在非满载状态；传统的搅拌机通常不进行调节或采用机械方式调速；机械方式调速会增大搅拌机的损耗，同时会使搅拌机工作在波动状态，也使搅拌机设备工作在“大马拉小车”的状态，很不经济。

原系统工况存在的问题主要有如下几点：
　　1、主电机虽然星-角减压起动，但起动时的电流仍然很大，会影响电网的稳定及其它用电设备的运行安全。
　　2、主电机工频运行，属非经济运行，电能浪费严重。
　　3、主电机工频运行致使搅拌机运行时噪音很大。
　　4、主电机工频起动设备的冲击大，电机轴承的磨损大，所以设备维护工作繁琐。
二、变频改造的节电原理
　　由流体传输设备搅拌机的工作原理可知：搅拌机的流量（风量）与其转速成正比；搅拌机的压力（扬程）与其转速的平方成正比，而搅拌机的轴功率等于流量与压力的乘积，故搅拌机的轴功率与其转速的三次方成正比（即与电源频率的三次方成正比）根据上述原理可知：降低搅拌机的转速，那么其功率可以下降得更多。例如:将供电频率由50Hz降为45Hz，则P45/P50=(45/50)3=0.729，即P45=0.729P50（P为电机轴功率）；将供电频率由50Hz降为40Hz，则P40/P50=(40/50)3=0.512，即P40=0.512P50（P为电机轴功率）。
    搅拌机消耗功率与转速的三次方成正比。即N=KN3 N：为搅拌机消耗功率；n：为搅拌机运行时的转速；K为比例系数。而搅拌机设计是按工频运行时设计的，但搅拌时除高速外，大部分时间流量较小，由于采用了变频技术及微机技术有微机控制，因此可以使搅拌机运行的转速随流量的变化而变化，最终达到节能的目的。实践证明，使用变频设备可使搅拌机运行平均转速比工频转速降低20%，从而大大降低能耗，节能率可达20%-40%。
因搅拌机属于典型的平方转矩负载类型，所以其功率（轴功率），转矩（压力），速（风量）满足以下关系（相似定理）：
  P电=P轴=QH
  Q’/Q=N’/N   则Q’=QN’/N
  P’/P=(N’/N)3   则P’=P(N’/N)3
  异步电机的转速公式 n=60f(1-s)/p
式中：N、Q、H、P——搅拌机的额定转速，风量，轴功率
N’、Q’、H’、P’——调速后搅拌机的额定转速，水量，轴功率
    在一定范围满足生产要求的前提下，可以通过改变转速来灵活的调节搅拌的速度，以方便均匀搅拌，并且不改变工作周期。这种特性表明，调节搅拌机转速，改变电动机出力，使搅拌速度始终满足工艺要求。　　
　 三、搅拌机变频方案
　　根据搅拌机配置及运行转矩大的特点，通常是在搅拌机上加装设一套范用型的变频器调速装置；保留搅拌机原工频系统，并与搅拌机的变频系统互为备用可相互切换使用，工频与变频之间设联锁。  
　　在实际工作的过程中，可以根据搅拌物料的特性以及加入其它化学物质的时间不同，设定多段速度，最多可以达到八段不同速度。同时也可以采用变频器的程序运行功能，最多可以设定七段不同速度，不同时间的自动程序运行模式，大大减轻工人的劳动强度，提高生产效率。
    利用安邦信系列变频器强大的通讯功能，配合工控机和组态软件等，还可实现与主控室进行联网控制，便于监控人员自动化管理。如果用户希望采用DCS或者是FCS，那么则可以由D/FCS负责采集模拟量、开关量等信号，变频器输出的模拟量、开关量信号全部进入DCS系统，形成闭环控制，同时实现相关辅机联锁功能等。为确保系统可靠性，建议在变频系统上增加工频软启动旁路装置　

四、搅拌机变频调速装置的功能及优点：
　　 1、搅拌机变频节能装置为开环调节；
　　 2、软启动方式可减小启动冲击电流；
　　 3、变频器带有智能保护，故障时可自动停机；
　　 4、可根据不同的工艺采用不同的转速；
　　 5、通过变频调速实现节能： 　

五、系统改造后的性能
    （1）采用变频器控制，在满足使用要求的前提下达到了最大限度的节能。
　　（2）由于降速运行和软启运，减少了振动、噪音和磨损，延长了设备维修周期和使用寿命，提高了设备的MTBF（平均故障维修时间）值，并减少了对电网冲击，提高了系统的可靠性。
　　（3）系统具有各种保护措施，使系统的运转率和安全可靠性大大提高。
　　（4）变频调速闭环控制系统与工频控制系统互为互锁，不影响原系统的运行，且在变频调速闭环控制系统检修维护或故障时，原工频控制系统照样可以正常运行。