大中型飼料廠中飼料加工機械設備使用的電動機數(shù)量很多，主要為三相交流感應式異步電動機。有些機械需要調(diào)整轉速，以適應不同工況的需要，同時也是節(jié)能的主要措施。近年來，隨著變頻器生產(chǎn)技術的成熟以及變頻器應用范圍的日益廣泛，使用變頻器對電動機電源進行技術改造成為各企業(yè)節(jié)能降耗、提高效率的重要手段。

 

　　變頻調(diào)速技術是通過變頻器改變機械設備的最佳運行參數(shù)并具有明顯的節(jié)能效果，在飼料行業(yè)上有部分使用但尚不普及，通過文章的介紹，可以引起飼料企業(yè)和飼料機械設備制造廠家加強對多種機械設備采用變頻調(diào)速技術的試驗研究工作的重視，加速變頻調(diào)速技術的推廣應用。

 

　　我國電力部門供電的電源固定頻率為50 Hz,普通的三相交流感應式異步電動機的旋轉磁場轉速也為固定值，因此不能變（調(diào)）速。目前三相交流感應式異步電動機的調(diào)速方法主要有改變磁極對數(shù)p（變極調(diào)速）、改變轉差率s（改變轉差率調(diào)速）和改變頻率f（變頻調(diào)速）幾種。

 

　　①雙速電動機：可以通過改變電動機線圈的接線方法來改變電動機磁極數(shù)以改變電動機的轉速，即快速慢速，兩種固定轉速。

 

　?、陔姶耪{(diào)速電動機：與電磁調(diào)速控制器配合，用手動滑動電阻器旋鈕或通過負荷控制儀來改變電動機的轉速（120~1 200 r/min）。

 

　?、燮胀ㄈ嘟涣鞲袘疆惒诫妱訖C或變頻電動機：通過變頻器改變電源的頻率，使電動機的旋轉磁場轉速改變，也就改變了電動機的轉速，調(diào)速范圍寬。

 

　　1 變頻器

 

　　變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。

 

　　1.1 變頻器變頻調(diào)速的原理

 

　　感應式電動機的旋轉磁場轉速：

 

　　n1（r/min）=60 f/p,式中：

 

　　f--電源頻率（Hz）；

 

　　p--電機磁極對數(shù)； 電動機的轉速n<n1.

 

　　電動機的旋轉磁場轉速與電源頻率成正比，與電動機的磁極對數(shù)成反比。電動機的磁極對數(shù)是相對固定的，不適合改變該值來調(diào)整電動機的轉速。因此，用變頻器改變電源頻率就可以改變電動機的轉速，調(diào)速范圍寬且可無級調(diào)速。

 

　　1.2 變頻器的主要功能與特點

 

　　具有矢量控制和V/F控制功能；轉矩自動提升功能，低頻大轉矩輸出功能；內(nèi)置PID閉環(huán)控制功能；內(nèi)置RS-485接口，可與電腦聯(lián)網(wǎng)控制；具有多種保護功能（過電壓、欠電壓、過電流、缺相、過載、過熱、反轉保護等）?？蓪﹄妱訖C實行軟啟動和慢速停機，減少啟動電流對電源的沖擊，可替代大功率電動機的降壓啟動設備和保護設備。對電動機進行正反轉控制非常方便，還有調(diào)速范圍寬、傳動效率高、節(jié)電顯著等一系列優(yōu)點。

 

　　2 電動機

 

　　普通三相交流感應式異步電動機與三相變頻電動機的區(qū)別見表1和表2.

 

　　2.1 普通三相交流感應式異步電動機

 

　　普通三相交流感應式異步電動機的基準頻率50 Hz,風扇為同軸風機，冷卻散熱受電動機轉速的影響。

 

　　2.2 三相變頻電動機

 

　　三相變頻電動機的磁極數(shù)為4極，單獨帶有冷卻風扇，冷卻散熱不受電動機轉速影響。 三相變頻電動機雖然價格較高，但在低速時的綜合性能比普通三相交流感應式異步電動機好。一般頻率>35 Hz選用普通三相交流電動機，頻率≤35 Hz而且經(jīng)常處于低頻下運轉的情況下，選用三相變頻電動機。

 

　　3 變頻調(diào)速技術的應用

 

　　在飼料行業(yè)中，有些機械設備已經(jīng)使用變頻器進行調(diào)速控制。

 

　　3.1 在飼料粉碎機、制粒機和擠壓膨化機前喂料器的變頻調(diào)速

 

　　根據(jù)主機電動機的電流情況，調(diào)整變頻器的輸出頻率，改變喂料器的轉速，改變喂料量，避免因過載而燒壞電動機，并使電動機工作在最佳狀態(tài)，利于節(jié)省電能。

 

　　3.2 在電子秤上的應用

 

　　在電子配料秤和電子包裝秤中，為了精確控制配料精度，可用電腦程序通過變頻器控制喂料器（供料器）的轉速，從而改變喂料量，提高配料精度和稱量精度，可使靜態(tài)精度達到±0.1%FS,動態(tài)精度達到±0.2%FS.

 

　　3.3 用變頻器控制粉碎機的轉速，以適應不同種類飼料的粉碎粒度的要求

 

　　各類粉碎機由于其轉動慣量的差別、錘片和篩片的磨損情況不同、粉碎飼料的種類不同、要求的粒度不同等，對粉碎機轉速的要求也不同。根據(jù)試驗，在不改變喂料量的情況下，通過變頻器調(diào)整粉碎機的轉速，找出電動機最小電流時的轉速為最佳轉速。該方法的應用可提高產(chǎn)量5%~15%,相應降低電耗5%~15%.隨著錘片的磨損、物料的變化，該最佳轉速點也要做相應地調(diào)整。

 

　　其它方面如微粉碎機、微粉分級設備、液體添加設備、負壓吸風除塵等都可以采用變頻調(diào)速技術來改變其最佳運行參數(shù)。

 

　　變頻調(diào)速技術在飼料行業(yè)的應用尚不普遍，有些機械是否需要采用變頻器控制，有些機械的變頻調(diào)速技術性能參數(shù)是否合適，還需經(jīng)過大量的生產(chǎn)試驗確定。

 

　　4 變頻器的使用要點

 

　　4.1 變頻器在改變頻率的同時電壓也同時改變。因此電動機的電磁轉矩也相應改變，在與電動機匹配時要考慮其工況。

 

　　4.2 正確使用變頻器，必須認真注意散熱問題。變頻器的故障率隨溫度升高而呈指數(shù)的上升，使用壽命隨溫度升高而呈指數(shù)的下降，環(huán)境溫度升高10 ℃，變頻器使用壽命顯著降低，變頻器的發(fā)熱量一般為50~60 W/kW.

 

　　4.3 變頻器的安裝環(huán)境要求保持干燥、無腐蝕性氣體和粉塵，并避免強烈振動。

 

　　4.4 變頻器的電源要求穩(wěn)定，避免因電源故障造成變頻器的損壞。

 

　　4.5 變頻器工作時會產(chǎn)生高次諧波，對其它設備有影響，要采取一些屏蔽和隔離措施。

 

　　4.6 變頻器在低速時的某一頻率點會引起機器的共振，可以通過設定跳躍頻率點和寬度來避免。

 

　　5 小結

 

　　變頻器的核心技術為發(fā)達國家掌握，進口變頻器價格很高。國內(nèi)一些高技術電器設備生產(chǎn)廠家通過引進并消化吸收，已能研制和生產(chǎn)性能良好的變頻器，價格只有進口的1/3~1/2.

 

　　目前，變頻器的價格與普通控制電器和保護電器相比仍然較高，技術改造需要大量資金。需要相關技術人員進行安裝調(diào)試和對現(xiàn)場操作人員進行培訓。但通過變頻調(diào)速以適應不同工況的需要，提高產(chǎn)量和加工質(zhì)量，降低電耗，節(jié)省的費用，經(jīng)過1~2年就可收回技術改造投資，并且增加企業(yè)的經(jīng)濟效益。變頻器是一種成熟的技術設備，是飼料廠節(jié)能改造的理想設備，具有很高的推廣價值，廣大飼料企業(yè)應提高認識，重視技術引進工作，加快變頻調(diào)速技術的推廣應用。在應用中，要合理選型，正確安裝，做好變頻器的參數(shù)設置與調(diào)試，以取得良好的使用。

 

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