變頻器在選礦系統(tǒng)渣漿泵上的應(yīng)用

畢秀冀

[摘 要]本文介紹了渣漿泵運(yùn)行過(guò)程中變頻器調(diào)速的作用，變頻器的選用及其工作原理和使用參數(shù)設(shè)置與使用效果。

[關(guān)鍵詞]變頻PID控制器 變頻器調(diào)速 變頻啟動(dòng) 渣漿泵 旋流器

中圖分類(lèi)號(hào)：R685 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2018）13-0391-01

1、引言

隨著技術(shù)進(jìn)步，變頻器在工業(yè)生產(chǎn)中得到了更為廣泛的應(yīng)用，2012年北方銅業(yè)銅礦峪礦選礦廠(chǎng)通過(guò)技術(shù)改造建成了年處理礦量600萬(wàn)噸的生產(chǎn)能力，磨礦工藝使用3臺(tái)∮5.03*8.5m溢流型球磨機(jī)，同時(shí)配套安裝了旋流器代替原老式的分級(jí)設(shè)備，旋流器的型號(hào)為FX660-7，處理能力為1040～1600m3，分級(jí)粒度74～220μm，渣漿泵的型號(hào)為300ZJ-C90，配用交流電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為YKK4502-6/400Kw，額定電壓690V，額定電流404.8A，額定轉(zhuǎn)速為900r/min。

為滿(mǎn)足工藝要求及旋流器壓力時(shí)時(shí)控制的要求，同時(shí)為了達(dá)到軟啟動(dòng)和節(jié)約能源目的，渣漿泵電機(jī)采用了變頻器的控制方式。

2、變頻器的選擇依據(jù)

（1）根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，在能滿(mǎn)足生產(chǎn)要求的前提下，盡量選擇重載式變頻器（銅礦峪礦選礦廠(chǎng)選用的是ABB？ACS800系列）。

（2）根據(jù)負(fù)載三種特性。恒功率負(fù)載，恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，二次方轉(zhuǎn)矩負(fù)載選擇變頻器。因?yàn)樵鼭{泵屬于二次方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，負(fù)載的轉(zhuǎn)矩與速度的二次方成正比，負(fù)載的功率與速度的三次方成正比，選擇二次方轉(zhuǎn)矩負(fù)載變頻器。

（3）根據(jù)電動(dòng)機(jī)的功率。因?yàn)樽冾l器傳輸給電動(dòng)機(jī)的脈沖電流，它的脈沖值比工頻供電時(shí)電流要大，所以選擇變頻器時(shí)要留適當(dāng)?shù)挠嗔俊?/p>

3、變頻器的工作原理及調(diào)速原理

變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波，再次整流（直流變交流）、控制單元、檢測(cè)單元、微處理單元等組成。它是把工頻電源（50HZ）變換成各種頻率的交流電源，以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的變速運(yùn)行的設(shè)備。其中控制電路完成對(duì)主電路的控制，整流電路將交流電變換成直流電，直流中間電路對(duì)整流電路的輸出進(jìn)行了平滑濾波，逆變電路對(duì)直流電再逆變成交流電。

交流電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速表達(dá)式為n=60f（1-δ）/P。

式中：n為異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；

f為異步電動(dòng)機(jī)的頻率；

δ為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率；

P為電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)。

由上式可知，轉(zhuǎn)速與頻率成正比，只有改變f即可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)頻率f在0～50HZ的范圍內(nèi)變化時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍非常寬。

該廠(chǎng)通過(guò)超聲波液位計(jì)測(cè)量泵池內(nèi)液位的高低，反饋信號(hào)給PID控制器來(lái)自動(dòng)控制泵池內(nèi)液位。同時(shí)也具有手動(dòng)調(diào)節(jié)PID控制器調(diào)節(jié)變頻器的功能，是一種理想的高效率，高性能的調(diào)速手段。

4、變頻器的安裝和參數(shù)設(shè)置

變頻器安裝使用合理與否，直接關(guān)系到生產(chǎn)是否正常，變頻器的使用壽命等。

（1）安裝環(huán)境：要求是室內(nèi)，周?chē)鷾囟葢?yīng)在-10～50°C，相對(duì)濕度5%～95%（不結(jié)露），無(wú)灰塵，無(wú)腐蝕性氣體，油霧，蒸汽，滴水等。

4.1 參數(shù)設(shè)置

安裝完畢后，須對(duì)變頻器和PID控制器的參數(shù)進(jìn)行設(shè)定才能正常使用。設(shè)置變頻器參數(shù)，F(xiàn)ID控制器參數(shù)的設(shè)定，對(duì)液位控制器十分重要。P參數(shù)：先將I設(shè)為OS，D設(shè)為OS，把P的參數(shù)先設(shè)大些（如30%），以免開(kāi)機(jī)出現(xiàn)超調(diào)和振蕩，運(yùn)行后視情況再逐級(jí)調(diào)小，提高系統(tǒng)響應(yīng)的快速性，以既能快速響應(yīng)，又不出現(xiàn)超調(diào)或振蕩為佳。P參數(shù)確定后，再把I參數(shù)逐級(jí)調(diào)小，觀察系統(tǒng)響應(yīng)，以系統(tǒng)能力快速消除靜差進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，而不出現(xiàn)超調(diào)和振蕩為佳。PI參數(shù)確定后，再把D參數(shù)逐步加大，以改善系統(tǒng)響應(yīng)的快速性，即不出現(xiàn)振蕩為佳（表1）。

5、變頻器的維護(hù)

變頻器維護(hù)的主要問(wèn)題是本身發(fā)熱，而且易積灰塵，因此，要求周?chē)h(huán)境符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

變頻器必須定期檢查，在做定期檢查時(shí)先將變頻器電源關(guān)斷，等電容器放電完之后（一般10～30min，視變頻器大小而定）。充電指示燈熄滅，并用直流電壓表測(cè)直流母線(xiàn)電壓≤25V后，才能開(kāi)始檢查作業(yè)。

首先檢查變頻器的散熱裝置，保證變頻器上散熱風(fēng)扇和柜體排風(fēng)扇的正常運(yùn)行。其次變頻器內(nèi)部風(fēng)扇和氣流是從下至上；將柜內(nèi)下部的冷空氣吸入，從變頻器上部排出，因此會(huì)帶入變頻器許多灰塵，容易引起短路，所以必須定期除塵、清洗，最后檢查變頻器的各種接線(xiàn)端子連接有無(wú)松動(dòng)，有無(wú)過(guò)熱或變色。

6、變頻器的使用效果

首先，在生產(chǎn)工藝上根據(jù)泵池液面的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)渣漿泵的轉(zhuǎn)速自動(dòng)控制，從而保證了和水力旋流器一起實(shí)現(xiàn)對(duì)礦漿中的粗細(xì)顆粒分離，確保了生產(chǎn)任務(wù)的完成。

其次，采用變頻器調(diào)速，實(shí)現(xiàn)了軟啟動(dòng)、軟停機(jī)，對(duì)電動(dòng)機(jī)和渣漿泵等機(jī)械設(shè)備的沖擊大大減少，且使得渣漿泵的速度在額定轉(zhuǎn)速以下運(yùn)行，提高了設(shè)備的使用壽命，節(jié)約了設(shè)備維修費(fèi)用，節(jié)省了人工，減少停產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。

第三，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速根據(jù)泵池液位位置來(lái)控制，泵類(lèi)負(fù)載電動(dòng)機(jī)的輸出功率與電機(jī)的轉(zhuǎn)速立方成反比，因此變頻器調(diào)速的使用還有明顯的節(jié)能效果。

7、結(jié)束語(yǔ)

隨著變頻器技術(shù)的發(fā)展，變頻器使用愈加廣泛，其對(duì)電動(dòng)機(jī)具有完善的保護(hù)，不僅延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，還節(jié)約了能源，變頻器調(diào)速值得在企業(yè)生產(chǎn)中推廣使用。

參考文獻(xiàn)

[1] 王占奎.變頻器調(diào)速應(yīng)用百科.科學(xué)出版社.1999.