七喜变频器在离心机上的应用

发布日期：2017-10-19 10:46:33 点击次数：

一、离心机概述

工业离心机是利用机件旋转产生的离心力，将悬浮液、乳浊液及其他物料进行分离或浓缩的设备。工业离心机有沉降式离心机、蝶式离心机、推料式离心机等，广泛应用于化工、轻工、制药、食品、环保等行业。离心机有一个绕本身轴线高速旋转的圆桶，称为转鼓，通常由电机驱动。物料进入离心机转鼓后，离心转鼓在外部电机的带动下启动，逐渐加速到额定转速，依靠强大的离心力将物料通过滤布或滤网进行分离。

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二、离心机的安全性

离心机的转鼓是一个直径可达1米，且转速很高，达每分钟数百转至上千转的回转壳体，其运转时在离心力作用下，会在转鼓内壁产生很大的作用力，这些应力一是来自高速回转时鼓壁金属的自身质量产生的离心力；二是因为转鼓内壁上所附着的筛网、物料和液体层所产生的离心机力都作用在鼓壁上，从而导致转鼓壁内又产生相应的应力。这股巨大的离心力在完成各种工艺任务的同时，也随时会造成机械、人身安全事故。因此，离心机在高速运转时，危险因素也很多，一旦设备出现意外，除了造成巨大的经济损失，还有可能造成人员伤亡。曾经某个厂的吊袋离心机，在高速运转时，发生故障，转鼓从中飞出，破窗后一直飞出厂房外，幸好未造成人员伤亡。而江苏省泰安市安监局的事故通报，更是让人感到离心机的危险。

（摘自泰安监〔2011〕213号）6月28日上午9时55分，姜堰市鑫鑫化工有限公司在对羟基苯乙酸车间放料过程中，离心脱水机吊轴突然断掉，使脱水机倾斜失去重心，高速旋转的内胆与外壳碰撞，造成1人死亡。7月17日7时40分，江苏常隆农化有限公司一分厂甲萘威产品装置离心机液压系统发生故障，使离心机刮刀下垂与物料分布器发生撞击摩擦，导致发生一起火灾事故。9月26日下午17时20分，江苏瑞和化肥有限公司发生一起离心机伤害事故，造成1人死亡、1人轻伤。离心机作为化工生产中重要的设备设施，近年来由于企业安全管理的疏忽，导致其时有伤人事故的发生。

三、推料式离心机工作特性及控制要求

从上可见，离心机是一种对安全有一定要求的设备。在离心机中使用的变频器，遇到离心机故障时，要及时响应，尽快使电机停止运转。按常规方法，以切断电源或给变频器停止指令的方式停止变频器输出，电机将处于自由状态，会导致离心机失控，处于溜车状态。普通离心机惯性较大，在惯性力的作用下，离心机的转鼓将继续旋转，到完全停下来至少需要半个小时，这跟紧急停车的初衷适得其反。让离心机迅速停下来，不止是紧急停车时的需求，也是平常应用中的需求。为此，传统上，离心机采用液压辅助技术或刹车片。离心机惯性大、停机时间长，刹车片长时间运行会温度升高，长时期使用会造成刹车片磨损严重，给离心机的工作运行、运转速度产生影响。用这种技术的离心机往往需要承担超额荷载、惯性，体积大、价格高、维护成本高。

各系列七喜变频器都内置制动单元，可外接制动电阻，较好地解决了离心机停车难的问题。当离心机开始停机时，变频器的频率按减速时间下降，由于离心机的惯性，其转速变化不大，造成电机转子转速高于旋转磁场转速，电机处于发电状态，旋转磁场阻碍电机转子运转，从而使离心机减速。电机发的电，反馈回变频器，如果没有制动电阻，过高的电压会使变频器产生过压保护，甚至会损害变频器，接了制动电阻后，电流流过电阻，能量变成热量耗散掉。这样可使离心机较快停止下来。这种方式维护简单、成本较低。

离心机对转矩要求十分苛刻，由于惯性大，在启动时，需要较高的转矩，较小的转矩会启动困难，需要适当提高转矩补偿值，但该补偿值不能太大，七喜变频器有限流和限压功能，太大的补偿值会过流或过载，触发七喜变频器的限流和限压保护功能，导致变频器报警，此时应适当延长加速时间。

在离心机的工作过程中，加料、分离、刮料工作都是根据不同的工作速度进行的，变频技术可以根据工况调节频率和速度。根据工艺特点，在开始阶段物料主要是固液混合物，刚启动时负载相对较大，当达到一定的转速时，液体在离心力的作用下由离心外侧流出，这样部分液体先被分离出来，随着电机转速的进一步提高，负载也相应减小。整个过程分为几个不同转速运行以达到分离效果。