变频系统在糖厂分蜜设备离心机上的应用

 

凭借着“电能利用最大化”的特点 ，整流回馈装置AS510、逆变单元AS520组成的AFE变频系统助力港口起重机完成散货、集装箱吊装作业，这对强力CP的能量还不止于此，近期成功应用于泰国糖厂分蜜设备离心机。  01 糖厂工艺介绍泰国作为世界主要产糖国和第二大食糖出口国，当地政府提出将大力支持蔗糖支柱产业，鼓励糖厂引进新机械设备、零件和技术升级和维护方案，来提高当地的糖业产量。在此之下，新时达为泰国糖厂提出的甘蔗压榨机高压变频器替代早期直流调速系统方案，于2015年在当地已经顺利落地。那么本次新时达又紧扣关键工艺节点，推出的分蜜设备离心机变频方案处于整个甘蔗制糖生产工艺的后段。

图1 甘蔗制糖基本流程图02 AFE 变频系统配置在用于分蜜的离心机中，由于离心机转动惯量比较大，减速时会产生再生电能，采用AFE变频驱动系统可将多余的电能回馈到电网，AFE前端配备LCL滤波器和预充电回路。离心机电机及AFE变频驱动系统配置见下表1：

表1 系统配置表预充电回路：消除对变频器和电网的冲击电流。LCL滤波器：优化整个系统生成的电能质量，降低流入电网电流谐波。AS510(AFE):AFE是系统的供电及回馈单元，提供恒定直流电压，并回馈电能。AS520(逆变驱动)：可多台驱动并行运行，可为不同的负载提供可靠的驱动能力。

图2 AS510+AS520结构布局图

图3 控制系统一次图03 离心机特性及AFE 变频驱动系统技术特点离心机特性1、离心机负载启动转矩要求比较高，启动比较困难； 2、离心机转动惯量大，减速时会产生再生能源； 3、离心机负载要求能迅速提速/降速； 4、运行中突加负载； 5、需要带载启动。AFE 变频驱动系统技术特点1、AFE采用可控整流技术，能实现四象限运行，再生能源回馈电网； 2、AFE采用矢量控制技术，提高控制性能，降低控制谐波； 3、AFE为逆变器提供稳定的直流电压； 4、标配LCL滤波器，可进一步消除谐波，避免污染电网； 5、AS520独特的GVC控制技术，低速大扭矩，消除离心机启动难； 6、减少加减速时间，可实现离心机快速启停，提高生产效率； 7、定向转矩补偿，可有效应对突加负载和带载启动。

离心机负载的电机多为专用电机，特别是一些老设备改造，现场无法提供精准电机参数，新时达GVC控制算法对电机参数不敏感，输入电机功率和电压参数即可实现电机的精准控制。离心机电机损坏后的维护比较麻烦，这就要求变频器必须对电机有强大的保护功能，GVC控制算法可选择限制电机最大运行电流，对电机进行精准保护。新时达独特的GVC控制算法可以实现异步电机和永磁同步电机的控制。 此次AFE变频器驱动系统在糖厂离心机上的应用，为糖厂离心机应用提供了一个新的方向，替代了传统能耗制动的驱动方式，能实现低速大扭矩带载启动，AFE能量回馈拒绝能源浪费，提升了系统效率。