根據(jù)對豐收糖業(yè)的實際工況的了解，鍋爐供水及供風能有較大的富余，變頻改造后節(jié)電效果顯著，節(jié)電率估計可達40%左右，經(jīng)濟效益可觀。

    2） 改善工廠的用電狀況

    變頻改造后，鍋爐風機、水泵電機的啟動均由變頻軟啟動，消除了原啟動系統(tǒng)啟動時對電網(wǎng)的沖擊，新系統(tǒng)的功率因數(shù)可達0.95，效率可達0.98，系統(tǒng)工作電流大為減小，線路損耗也大為減少，改善了工廠用電的狀況。

    3） 減輕工作人員的勞動強度

    變頻改造后提高了整個系統(tǒng)的自動化水平，風壓、水壓的下降以及軟啟動延長了設(shè)備的使用壽命，減少了設(shè)備的故障率，大大減輕了工作人員的勞動強度。

    4） 系統(tǒng)可靠性更高

    變頻改造后減少了操作人員失誤帶來的故障，每套變頻系統(tǒng)均有工/變頻切換功率，原有啟動系統(tǒng)變?yōu)閭溆孟到y(tǒng)，增加了系統(tǒng)的可靠性。

    四．分離機變頻改造方案

    1．原系統(tǒng)概況　

    分離機是制糖業(yè)分離脫水工藝的關(guān)鍵設(shè)備，分離機主要由錐體轉(zhuǎn)筒、驅(qū)動電機組成，電機軸與轉(zhuǎn)筒直接相連。豐收糖業(yè)使用的分離機采用的電機是64-32-8-6極四極電機，******輸出功率117KW。根據(jù)生產(chǎn)工藝，電機轉(zhuǎn)速需要頻繁切換，多極電機的轉(zhuǎn)速變化是突變的，頻繁的升速、降速對電網(wǎng)和機械的沖擊較大，帶來的后果是維修費用高，停工損失很大。

    2. 變頻改造方案

    分離機采用交流變頻器驅(qū)動普通三相鼠籠電機可滿足制糖分離工藝的要求。因此可將原四級電機改接為普通的6級電機，由變頻器來控制電機的轉(zhuǎn)速，考慮到分離機的機械特性屬于恒轉(zhuǎn)矩大慣性負載，應(yīng)采用恒轉(zhuǎn)矩特性的變頻器并配置剎車制動單元，選用合適的制動單元，配以一定的制動電阻滿足分離機剎車制動的要求。

　　為了能增加工作的可靠性及滿足快速剎車制動的要求，變頻器采用ALPHA2000 160kW。這種變頻器具有、低速高轉(zhuǎn)矩輸出、AVR自動穩(wěn)壓運行等功能。制動單元采用加能制動單元，該制動單元為加拿大技術(shù)，核心器件為進口優(yōu)質(zhì)器件，產(chǎn)品穩(wěn)定可靠。

    3. 控制方案

    除電機外不改變原系統(tǒng)，因此操作方式也可與原系統(tǒng)一致。變頻控制系統(tǒng)采樣原系統(tǒng)PLC給定速度信號,四個多段速度給定由變頻控制系統(tǒng)控制端子輸入，變頻控制系統(tǒng)輸出頻率（即電機轉(zhuǎn)速）分別對應(yīng)改造前的四級時的速度，此速度可由變頻器控制系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)定，改造簡單易行。

    4. 改造原理

    1） 三相交流異步電動機調(diào)速原理

    三相交流異步電動機的轉(zhuǎn)速為：

式中，n為每分鐘轉(zhuǎn)速；f為交流電的頻率；p為磁極對數(shù)；s為轉(zhuǎn)差率。S由負載轉(zhuǎn)矩與電機輸出轉(zhuǎn)矩共同決定，不可控，常用的調(diào)速方式有變頻調(diào)速和變極調(diào)速變頻器就是調(diào)節(jié)f（頻率）來調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速。

    2）變頻調(diào)速與變極調(diào)速

    變極調(diào)速即改變電動機磁極對數(shù)來調(diào)速，電動機磁極對數(shù)變換需通過改變電機繞組來實現(xiàn)，在電機設(shè)計時為綜合考慮各磁極對數(shù)下對磁通的要求，一般設(shè)計裕度比較大，這樣電機在各極速下運行效率都不高，功率因數(shù)較低

    變頻調(diào)速即通過改變電機工作電源頻率來調(diào)速，是利用現(xiàn)代電力電子與微電子控制技術(shù)實現(xiàn)電源頻率的自由變換，變頻調(diào)速可實現(xiàn)電機無沖擊無極調(diào)速，由于變頻時保持了V/F的恒定，電機的輸出轉(zhuǎn)矩能保持恒定，隨頻率F的調(diào)節(jié)，電源電壓及輸入功率也隨之調(diào)節(jié)。

    3）制動單元及電阻

    A、能耗制動

    由于負載較重，加速到980r/min后，要在2分鐘的時間內(nèi)停下來，必須加裝容量與變頻器容量相當?shù)闹苿訂卧苿訂卧獙嶋H上就是一個電壓滯環(huán)開關(guān)。在電機降速時，負載的動能很大，加在電機轉(zhuǎn)子上的電壓，給電機提供磁場，電動機變成了三相交流發(fā)電機，發(fā)電機發(fā)的電經(jīng)逆變橋上的二極管整流變?yōu)橹绷鲗?a >電容充電。如果電流可以觀測，則電流的流向和降速前相反，表明能量由負載返回變頻器，當電容的充電電壓達到710V時，制動單元開關(guān)打開，電流流向制動電阻力，電能以電阻發(fā)熱的形式耗掉。由于能量被消耗，電容電壓下降，下降到680V時制動單元關(guān)斷。只要制動過程沒有結(jié)束，制動單元就會反復地打開和關(guān)斷，使負載以平穩(wěn)的速度，很快地降到零。

    B、制動電阻的計算：

在有制動電阻制動的情況下，電動機內(nèi)部的有功耗損部分，折合成制動轉(zhuǎn)矩，大約為電動機額定轉(zhuǎn)矩的20%。因此可用下式計算制動電阻的阻值：

式中：UC為制動單元動作電壓值，現(xiàn)為710V；TB為制動轉(zhuǎn)矩；TM為電動機額定轉(zhuǎn)矩；N為開始減速時電機的速度，本例為1000r/min。

由制動單元和制動電阻構(gòu)成的放電回路中，其******電流受制動單元ICBG******允許電流IC的限制，制動電阻的最小允許值為：
Rmin＝VC/IC
因此通常Rmin＜RB（5Ω）＜RB0

    C、制動電阻的確定

    視電機是否重復減速，制定電阻額定功率選擇是不同的，本例中電阻的額定功率為24kW，自然冷卻，如果強迫風冷電阻的額定功率可減小。一般制動電阻應(yīng)采用雙線并繞的無感電阻，當然也可用普通的箱式電阻，但需在電阻兩端并接一只續(xù)流二極管，可使用快恢復二極管，耐壓1000V以上。

    5. 改造后受益

    1）改善電網(wǎng)供電質(zhì)量

    分離機電機頻繁變極調(diào)速，帶來很大的沖擊電流、無功電流嚴重影響電網(wǎng)的供電質(zhì)量，加重發(fā)電機的負荷，使發(fā)電機的輸出電壓不穩(wěn)，紋波大，電網(wǎng)供電質(zhì)量變差。分離機變頻改造后，速度切換為軟切換，不會對電網(wǎng)帶來沖擊，發(fā)電機工況大大改善。

    2）延長設(shè)備使用壽命，節(jié)約維修費用

    分離機電機頻繁變極調(diào)速，會帶來很大的機械沖擊、切換時所帶來的飛弧都會引起設(shè)備壽命的縮短，故障率提高，變頻改造后故障大大減少，停工損失減少為零，節(jié)省大量維修費。

    3） 控制平穩(wěn)、快速、精確

    通過變頻控制系統(tǒng)及制動單元，可使系統(tǒng)速度切換平穩(wěn)，制動快速，各動作控制精度高。