双变频控制在离心机系统中的应用

2016-04-27 点击数：1448

随着国家对环保问题的重视，离心机技术在污泥处理系统中的应用也得到了大力推广。离心机处理污泥具有污泥回收率高、运行可靠等优点，但同时存在着耗能高、噪声大等缺点。而将变频技术应用到离心机系统，则可能在节能减排、运行稳定方面收到显著效果。

1 离心机工作原理

用于污泥处理的离心式脱水机主要由转鼓、螺旋体、差速器、主副电机等设备组成。当污水经过加药后送入转鼓，在转鼓高速旋转产生的离心力作用下，比重较大的固体颗粒沉积在转鼓内壁，与转鼓作相对运动的螺旋体则不断地将沉积在转鼓内壁上的固体颗粒挤出排渣口，分离后的清液则经液层调节板开口流出转鼓。

2 双变频共直流母线系统

螺旋体和转鼓之间的相对运动——差转速是通过差速器来实现的，其大小由副电机来控制。差速器的外壳与转鼓相联接，输出轴与螺旋体相联接，输入轴与副电机相联接。主电机带动转鼓旋转的同时也带动了差速器外壳的旋转，副电机通过联轴器的联接来控制差速器输入轴的转

转速速度快，螺旋体速度慢，那么转鼓有带着螺旋体转动的作用力，螺旋体带着副电机转。这样就导致副电机接到电网运行时，其轴上受到主机驱动转矩，使转子沿同步转速方向旋转。此时，副机从轴上输入机械功率转化成电功率返回电网，处于回馈制动再生发电状态；另一方面，它又从电网输入滞后的无功功率，已建立磁场，实现机电能量转换。回馈到电网的转子电流有功分量经过变频器内的全波整流元件，加到直流母线上，由于主副变频器的母线并联，该能量就被主电机利用，使母线电压维持在610v以内。

3 控制系统

3.1 进泥流量控制

因为污泥具有可压缩性，进泥含固率时刻都在变化，为防止污泥的堆积堵料而使运行停止，需关注螺旋体的力矩控制。

副变频器自动连续测量螺旋体的力矩值，将该力矩模拟量新号送入PLC模拟量模块，CPU将实际测量值和设定值进行比较，经过PID运算，输出4-20mA的信号去控制进料变频器，通过改变变频器的输出频率来控制进料泵的进泥量，达到螺旋体的恒转矩控制。

3.2 差转速控制

差转速是转鼓和螺旋体之间的相对转速，差转速越大，沉降在转鼓内壁的泥块很快就从转鼓出泥口排出，即推料速度快；差转速越小，推料速度慢。

差转速对泥饼的含水率和排放水的清浊度都有影响，一般而言，差转速变小时，泥饼含水率会变低，排放水会变浑浊；差转速变大时，泥饼的含水率会变高，排放水会清一些。

从几个方面分析可知，为了使离心机分离效果好且稳定，就要求差转速在一定范围内可调，并且保持稳定。

又因为主电机在运行过程中一般不进行调整，它主要是分离因素的一个指标，而一种污泥一般对应一个分离因素。

因此，由于转鼓转速和差速器变比一般固定不变，因此只需要调节副机变频器的输出频率，即可实现差转速的调节。

4 结束语

应用于变频技术离心机中，主要有以下优点：

1）启动平稳，变频器具有软启动器的功能，实现了电机的平稳启动，延长了机器的使用寿命。

2）应用性比较广，尤其是主机变频器，由于各种污泥的泥性不同，所要求的分离因素也不同，这样就需要不同的主机转速，通过变频器就可以方便调整分离因素。

3）副机通过变频器控制差速器，相对于以前常用的电涡流制动等设备，具有明显的节能效果，而且动态响应快。

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