森兰变频器在制糖分离机上的应用

1 分离机在技改前的运行

云南某糖厂的制糖分离工艺采用离心脱水方式。分离机主要由锥体转筒、驱动电机组成，电机轴与转筒直接相连。从高浓度的糖水中结晶出来的固体糖，在锥体转筒中进行脱水处理。处理的过程是：电机从零开始升速，这时物料也开始注入转筒，升至210 r/min 大约需要1 min，注入的物料已达到1.5 t，这时停止注料，并且升速至700 r/min运行1 min 后，再升速到1 000 r/min，运行4 min后，水已全部抛干，逐步降速至停止，降速过程大约2 min。整个工艺过程需要8 min。

在改造之前，采用的电机是24-8-6 极多极电机。多极电机的转速变化是突变的，频繁的升速、降速对电网和机械的冲击较大，带来的后果是维修费用高，停工损失很大。

2 分离机变频调速控制

采用交流变频器驱动普通三相鼠笼电机可满足制糖分离工艺的要求。考虑到分离机的机械特性属于恒转矩大惯性负载，应采用恒转矩特性的变频器并配置刹车制动单元，选用合适的制动单元，配以一定的制动电阻以满足分离机刹车制动的要求。

变频器采用森兰BT40 110 kW，这种变频器具有独特的拟超导控制、低速高转矩输出、转差补偿、AVR 自动稳压运行等功能。与原来的操作方式一致，采用多段速度控制。

3 制动单元及电阻

3.1 能耗制动

由于运行中负载较重(物料1.5 t)，加速到1 000 r/min 后，要在2 min 内停下来，所以必须加装容量与变频器容量相当的制动单元，制动单元实际上就是一个电压滞环开关。在电机降速时，负载的动能很大，加在电机转子上的电压，给电机提供磁场，电动机变成了三相交流发电机，发电机发的电经逆变桥上的二极管整流变为直流对电容充电。如果可以观测电流，则电流的流向与降速前相反，表明能量由负载返回变频器，当电容的充电电压达到710 V时，制动单元开关打开，电流流向制动电阻，使电能以电阻发热的形式耗掉。由于能量被消耗，所以电容电压下降，当下降到680 V时制动单元关断。只要制动过程没有结束，制动单元就会反复地打开和关断，使负载以平稳的速度，很快地降速到零。

3.2 制动电阻的计算

在有制动电阻制动的情况下，可将电动机内部的有功耗损部分，折合成制动转矩，其值大约为电动机额定转矩的20%。因此可用下式计算制动电阻的阻值。

3.3 制动电阻的确定

根据系统运行要求，视电机是否重复减速，对制动电阻额定功率的选择是不同的，本系统中电阻的额定功率选为24 kW，冷却方式是自然冷却，如果强迫风冷，则制动电阻的额定功率可减小。一般制动电阻应采用双线并绕的无感电阻，当然也可用普通的箱式电阻，但需在电阻两端并接一只续流二极管，可使用快恢复二极管，要求耐压在1 000 V以上。

4 实际运行效果

分离机改造成功后，从未发生过任何故障，故障停工损失减少为零，节省大量维修费。森兰变频器在制糖分离机上的成功应用，充分说明其他类似农药生产、物料脱水、选矿等行业，都可以用森兰变频器进行改造来提高整机的性能。