摘要：工業離心機也叫分離機，通過離心力的作用完成混合物的固體或液體的分離工作。老式的工頻離心機電機的啟動電流大、機械振動大、啟停時間長、工作效率低。采用變頻器控制離心機可以有效的減少啟動時的沖擊電流，加減速時間可以根據負載和工藝要求任意設定，提高工作效率。本文介紹了安徽某化工廠采用四方V560系列變頻器對原有的離心機進行改造，并取得了良好的效果。
關鍵詞：離心機，化工，變頻器，V560;
一、工業離心機工藝介紹
1.1 工業離心機簡介
工業離心機主要通過離心力作用將固液分離, 一般由進料、洗滌、脫水、括刀、卸料等幾個部分， 其中進料、洗滌、括刀、卸料等部分是通過電磁閥、氣動閥控制，離心釜是實現固液分離的主要部件，由一臺三相交流電機通過皮帶傳動。根據工藝特點在開始階段物料主要是固液混合物，剛起動時負載相對較大，當達到一定的轉速時液體在離心力的作用下由離心外側流出，這樣部分液體先被分離出來，隨著電機轉速的進一步提高，負載也相應減小。根據工藝要求，一般分為幾個不同轉速運行以達到分離效果。
1.2工業離心機工藝要求
1) 實現離心機進料、洗滌、脫水、刮刀四(多)段速度控制，進料時運行速度120r/min，洗滌使運行200r/min，脫水時運行速度960 r/min，刮刀時運行速度500 r/min;
2) 為了提高生產效率，起動和停車時間要短;
3) 電機在停車過程中能夠自行減速，不需任何外加阻力。
二、電氣配置方案
2.1傳統工頻方案
安徽某化工廠改造項目的工業離心機為一臺額定電流45KW，轉速為960 r/min 的6極電機，采用Y—△啟動方式，電動機通過傳動帶帶動回轉體運轉，電動機上的帶輪內裝有摩擦式離心離合器，由繼電器和液力耦合器控制調速。
2.2變頻改造方案
離心機為恒轉矩負載，起動轉矩和機械慣性較大，變頻器的選型一般放大一檔使用，因此，我們選擇一臺四方V560系列55KW矢量型變頻器。將原電動機側摩擦式離心離合器式的帶輪改為直接傳動的普通帶輪。采用變頻器的多段速功能，對離心機進料、洗滌、脫水、刮刀4個工作階段的轉速進行精確控制。離心機的工作狀態采用原有的PLC控制系統，為變頻器提供離心機的工作狀態信號，變頻器的轉速設定在變頻器的多段速功能中設定。
三、工業離心機變頻系統方案
3.1系統主要配置：
V560-4T0550矢量變頻器、DBKU-4T0900制動單元、18KW/8Ω制動電阻
電氣圖如下：
上圖中，DI1/CM設置為變頻器啟動停止控制端子，當DI1與CM閉合時，則變頻器啟動，若DI1與CM斷開時，變頻器為停止狀態。
DI2～DI6端子為數字量信號端口，其公共端統一為CM，即與CM閉合導通有效。其中DI2、DI4、DI5端子設置為變頻器多段速控制，分別設置為DI2為進料速度、DI3為洗滌速度、DI4為脫水速度、DI5為刮刀速度，DI6設置為故障復位。
L1、L2、L3為三相輸入，U、V、W為變頻器三相輸出。
TA/TB/TC為變頻器繼電器輸出端子，其中TA/TB為常閉端口，TA/TC為常開端口。根據實際電氣設計及其控制需要，客戶可以極其方便的選擇常閉或者常開端口為報警輸出。
P+、P-為變頻器外接制動單元端口，制動單元中POW端子接變頻器的24V電源，ENA 端子接變頻器CM接地端;P+、PB為外接制動電阻端口。
3.2調試參數：
功能代碼
名稱
出廠值
設定值
F0.0.09
電機類型與控制模式選擇
0000
0000
F0.2.29
頻率設定1面板數字設定（進料轉速）
0.0
10.00
F0.3.33
控制命令1
0
1
F0.4.44
直流抱閘控制
0
1
F0.4.45
直流抱閘/控制啟動頻率/速度
2.00
1.00
F0.4.46
直流制動作用時間
0.0
20.0
F0.4.47
直流抱閘/制動注入電流
50.0
10.0
F1.0.03
加速時間1
5.0
100.0
F1.0.04
減速時間1
5.0
100.0
F1.1.13
載波頻率
6
4
F1.1.14
載波特性
0111
2111
F1.4.39
加/減速電流限制水平
160
200
F2.0.00~ F2.0.04
電機額定參數
按照電機實際參數設定
F2.2.52
矢量模式起動勵磁時間
0.5
1
F2.2.53
電機參數測定（矢量自學習）
0
1
F3.0.00
多功能輸入端子DI1（啟動）
0
7
F3.0.01
多功能輸入端子DI2（進料）
0
1
F3.0.02
多功能輸入端子DI3（洗滌）
7
2
F3.0.03
多功能輸入端子DI4（脫水）
8
3
F3.0.04
多功能輸入端子DI5（刮刀）
13
4
F3.0.05
多功能輸入端子DI5（復位）
0
13
F6.0.00
第1運行頻率（洗滌轉速）
5.00
20.00
F6.0.01
第2運行頻率（脫水轉速）
10.00
50.00
F6.0.02
第3運行頻率（刮刀轉速）
15.00
30.00
四、調試注意事項
1. 離心機的啟動轉矩較大，啟動比較困難。因此變頻器的啟動轉矩要盡可能的高，若在加速中出現過流、過載報警，應適當延長變頻器的加速時間。
2. 離心機的機械慣性較大，在減速過程中電機處于發電狀態，因此，系統中必須加裝制動單元和制動電阻。若運行中出現減速過流、過壓報警或制動電阻發熱嚴重，可適當放大制動電阻功率和延長停車減速時間。
五、改造后的效果
工頻系統長期使用存在的缺點：
l 起動電流大：電機Y—△起動電流為額定電流的2~3倍，大電流頻繁起動極易造成電機溫度升高、絕緣老化快從而損壞電機;
l 機械振動大：啟動和停止機械振動大，維護、維修成本高;
l 啟、停時間長：離心機機械慣性較大，摩擦力小，傳統的摩擦塊剎車，停車時間達200S;啟動時需緩慢加速，每次起動需要180s，啟動和停車時間長，工作效率低。
變頻系統的優勢：
l 實現電機軟啟動，變頻器從0HZ開始啟動，電流只有全壓啟動的三分之一，有效減少了對電網的沖擊;
l 啟動平滑，消除機械的沖擊，保護機械設備延長設備使用壽命;
l 有效縮短了起動和停車的時間，啟動時間100S，停車時間100S，提高了生產效率;
l 變頻器多段速功能，對離心機進料、洗滌、脫水、刮刀4個工作階段的轉速進行精確控制，省去了工頻系統中液力耦合器等部件;
l 系統采用變頻調速可以有效達到節能降耗，提高使用效率。
六、結束語
本文介紹了四方V560矢量型變頻器應用在工業離心機的系統方案，通過變頻調速，可以根據不同工藝要求選擇多段速運行，變頻控制實現電機的軟啟動可以有效減少對電網的沖擊，強勁的啟動力矩和直流制動、能耗制動等功能，有效縮短了離心機啟動和停車時間。該方案在現場取得了非常好的使用效果。
參考文獻：
1、《V560系列高性能矢量變頻器說明書》 深圳市四方電氣技術有限公司
2、李方圓. 變頻器行業應用實踐，2006(1)
摘要：工業離心機也叫分離機，通過離心力的作用完成混合物的固體或液體的分離工作。老式的工頻離心機電機的啟動電流大、機械振動大、啟停時間長、工作效率低。采用變頻器控制離心機可以有效的減少啟動時的沖擊電流，加減速時間可以根據負載和工藝要求任意設定，提高工作效率。本文介紹了安徽某化工廠采用四方V560系列變頻器對原有的離心機進行改造，并取得了良好的效果。
關鍵詞：離心機，化工，變頻器，V560;
一、工業離心機工藝介紹
1.1 工業離心機簡介
工業離心機主要通過離心力作用將固液分離, 一般由進料、洗滌、脫水、括刀、卸料等幾個部分， 其中進料、洗滌、括刀、卸料等部分是通過電磁閥、氣動閥控制，離心釜是實現固液分離的主要部件，由一臺三相交流電機通過皮帶傳動。根據工藝特點在開始階段物料主要是固液混合物，剛起動時負載相對較大，當達到一定的轉速時液體在離心力的作用下由離心外側流出，這樣部分液體先被分離出來，隨著電機轉速的進一步提高，負載也相應減小。根據工藝要求，一般分為幾個不同轉速運行以達到分離效果。
1.2工業離心機工藝要求
1) 實現離心機進料、洗滌、脫水、刮刀四(多)段速度控制，進料時運行速度120r/min，洗滌使運行200r/min，脫水時運行速度960 r/min，刮刀時運行速度500 r/min;
2) 為了提高生產效率，起動和停車時間要短;
3) 電機在停車過程中能夠自行減速，不需任何外加阻力。
二、電氣配置方案
2.1傳統工頻方案
安徽某化工廠改造項目的工業離心機為一臺額定電流45KW，轉速為960 r/min 的6極電機，采用Y—△啟動方式，電動機通過傳動帶帶動回轉體運轉，電動機上的帶輪內裝有摩擦式離心離合器，由繼電器和液力耦合器控制調速。
2.2變頻改造方案
離心機為恒轉矩負載，起動轉矩和機械慣性較大，變頻器的選型一般放大一檔使用，因此，我們選擇一臺四方V560系列55KW矢量型變頻器。將原電動機側摩擦式離心離合器式的帶輪改為直接傳動的普通帶輪。采用變頻器的多段速功能，對離心機進料、洗滌、脫水、刮刀4個工作階段的轉速進行精確控制。離心機的工作狀態采用原有的PLC控制系統，為變頻器提供離心機的工作狀態信號，變頻器的轉速設定在變頻器的多段速功能中設定。
三、工業離心機變頻系統方案
3.1系統主要配置：
V560-4T0550矢量變頻器、DBKU-4T0900制動單元、18KW/8Ω制動電阻
電氣圖如下：
上圖中，DI1/CM設置為變頻器啟動停止控制端子，當DI1與CM閉合時，則變頻器啟動，若DI1與CM斷開時，變頻器為停止狀態。
DI2～DI6端子為數字量信號端口，其公共端統一為CM，即與CM閉合導通有效。其中DI2、DI4、DI5端子設置為變頻器多段速控制，分別設置為DI2為進料速度、DI3為洗滌速度、DI4為脫水速度、DI5為刮刀速度，DI6設置為故障復位。
L1、L2、L3為三相輸入，U、V、W為變頻器三相輸出。
TA/TB/TC為變頻器繼電器輸出端子，其中TA/TB為常閉端口，TA/TC為常開端口。根據實際電氣設計及其控制需要，客戶可以極其方便的選擇常閉或者常開端口為報警輸出。
P+、P-為變頻器外接制動單元端口，制動單元中POW端子接變頻器的24V電源，ENA 端子接變頻器CM接地端;P+、PB為外接制動電阻端口。
3.2調試參數：
|
功能代碼 |
名稱 |
出廠值 |
設定值 |
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F0.0.09 |
電機類型與控制模式選擇 |
0000 |
0000 |
|
F0.2.29 |
頻率設定1面板數字設定（進料轉速） |
0.0 |
10.00 |
|
F0.3.33 |
控制命令1 |
0 |
1 |
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F0.4.44 |
直流抱閘控制 |
0 |
1 |
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F0.4.45 |
直流抱閘/控制啟動頻率/速度 |
2.00 |
1.00 |
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F0.4.46 |
直流制動作用時間 |
0.0 |
20.0 |
|
F0.4.47 |
直流抱閘/制動注入電流 |
50.0 |
10.0 |
|
F1.0.03 |
加速時間1 |
5.0 |
100.0 |
|
F1.0.04 |
減速時間1 |
5.0 |
100.0 |
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F1.1.13 |
載波頻率 |
6 |
4 |
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F1.1.14 |
載波特性 |
0111 |
2111 |
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F1.4.39 |
加/減速電流限制水平 |
160 |
200 |
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F2.0.00~ F2.0.04 |
電機額定參數 |
按照電機實際參數設定 |
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F2.2.52 |
矢量模式起動勵磁時間 |
0.5 |
1 |
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F2.2.53 |
電機參數測定（矢量自學習） |
0 |
1 |
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F3.0.00 |
多功能輸入端子DI1（啟動） |
0 |
7 |
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F3.0.01 |
多功能輸入端子DI2（進料） |
0 |
1 |
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F3.0.02 |
多功能輸入端子DI3（洗滌） |
7 |
2 |
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F3.0.03 |
多功能輸入端子DI4（脫水） |
8 |
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F3.0.04 |
多功能輸入端子DI5（刮刀） |
13 |
4 |
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F3.0.05 |
多功能輸入端子DI5（復位） |
0 |
13 |
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F6.0.00 |
第1運行頻率（洗滌轉速） |
5.00 |
20.00 |
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F6.0.01 |
第2運行頻率（脫水轉速） |
10.00 |
50.00 |
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F6.0.02 |
第3運行頻率（刮刀轉速） |
15.00 |
30.00 |
四、調試注意事項
1. 離心機的啟動轉矩較大，啟動比較困難。因此變頻器的啟動轉矩要盡可能的高，若在加速中出現過流、過載報警，應適當延長變頻器的加速時間。
2. 離心機的機械慣性較大，在減速過程中電機處于發電狀態，因此，系統中必須加裝制動單元和制動電阻。若運行中出現減速過流、過壓報警或制動電阻發熱嚴重，可適當放大制動電阻功率和延長停車減速時間。
五、改造后的效果
工頻系統長期使用存在的缺點：
l 起動電流大：電機Y—△起動電流為額定電流的2~3倍，大電流頻繁起動極易造成電機溫度升高、絕緣老化快從而損壞電機;
l 機械振動大：啟動和停止機械振動大，維護、維修成本高;
l 啟、停時間長：離心機機械慣性較大，摩擦力小，傳統的摩擦塊剎車，停車時間達200S;啟動時需緩慢加速，每次起動需要180s，啟動和停車時間長，工作效率低。
變頻系統的優勢：
l 實現電機軟啟動，變頻器從0HZ開始啟動，電流只有全壓啟動的三分之一，有效減少了對電網的沖擊;
l 啟動平滑，消除機械的沖擊，保護機械設備延長設備使用壽命;
l 有效縮短了起動和停車的時間，啟動時間100S，停車時間100S，提高了生產效率;
l 變頻器多段速功能，對離心機進料、洗滌、脫水、刮刀4個工作階段的轉速進行精確控制，省去了工頻系統中液力耦合器等部件;
l 系統采用變頻調速可以有效達到節能降耗，提高使用效率。
六、結束語
本文介紹了四方V560矢量型變頻器應用在工業離心機的系統方案，通過變頻調速，可以根據不同工藝要求選擇多段速運行，變頻控制實現電機的軟啟動可以有效減少對電網的沖擊，強勁的啟動力矩和直流制動、能耗制動等功能，有效縮短了離心機啟動和停車時間。該方案在現場取得了非常好的使用效果。
參考文獻：
1、《V560系列高性能矢量變頻器說明書》 深圳市四方電氣技術有限公司
2、李方圓. 變頻器行業應用實踐，2006(1)
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