渦流磨機是利用底部回轉(zhuǎn)盤高速運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力使磨料在固定槽作用下產(chǎn)生強力摩擦，形成螺旋式渦流運動，使磨料產(chǎn)生高速回轉(zhuǎn)摩擦和螺旋翻轉(zhuǎn)，在短時間除毛刺或拋光，達到理想的加工效果。傳統(tǒng)驅(qū)動方案常使用電機+液力耦合器或者電機+水阻的方式進行軟起和調(diào)速，由于液耦和水阻本身故障點多，維護困難，還伴有大量的能量浪費，同時啟動力矩小，對于研磨機這樣的重載設(shè)備來說容易造成電機堵轉(zhuǎn)，系統(tǒng)穩(wěn)定性差。因此使用高壓變頻器對重載設(shè)備進行工藝改善具有十分重要的意義。

1.項目概述

山東某新材料股份有限公司始建于2003年，是我國纖維素醚及碳水化合物重點生產(chǎn)研發(fā)基地，也是全國唯一一家既生產(chǎn)離子型又生產(chǎn)非離子型纖維素的企業(yè)，公司目前擁有9條現(xiàn)代化生產(chǎn)線，主導產(chǎn)品有羥丙基甲基纖維素、聚陰離子纖維素等產(chǎn)品。

2014年，該企業(yè)新建的某條玻璃纖維生產(chǎn)線上的一臺用來研磨原料的渦流磨機需要選擇驅(qū)動方案，經(jīng)過我司技術(shù)人員實地現(xiàn)場考察分析以及我司多年行業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗，迅速為其制定了一套變頻解決方案。該公司經(jīng)多方考察和權(quán)衡，最終選擇了我司GD5000高壓變頻器進行項目建設(shè)。

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2.工藝描述

該企業(yè)生產(chǎn)玻璃纖維采用的是一次成型-池窯拉絲法，該工藝過程比較簡單，其工藝流程圖如下所示：

池窯拉絲法是把葉臘石等均化后的原料研磨成粉，然后在窯爐高溫環(huán)境下熔制成玻璃溶液，排除氣泡后經(jīng)通路運送至多孔漏板，高速拉制成玻纖原絲。

3.系統(tǒng)方案

變頻系統(tǒng)配置如下表所示：

現(xiàn)場渦流磨機采用一拖一變頻控制方案。高壓變頻器接于電壓為10 KV的主動力電源系統(tǒng)，用于電動機的變頻調(diào)速。為了增加運行安全性，變頻器另加一套旁路系統(tǒng)，設(shè)計方案如下：

高效渦流磨機系統(tǒng)主要由用戶高壓開關(guān)柜，GD5000高壓變頻器，驅(qū)動電機，磨機，等設(shè)備組成，變頻狀態(tài)下，旁路柜刀閘狀態(tài)是QS1，QS2閉合，QS3斷開，當變頻器出現(xiàn)故障或者檢修時，斷開QS1，QS2，閉合QS3磨機工頻運行，旁路柜完全遵循柜體“五防”設(shè)計要求，保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

4.GD5000應(yīng)用特點

4.1 低頻大轉(zhuǎn)矩

GD5000系列高壓變頻器采用目前最為先進的矢量控制算法以及轉(zhuǎn)矩補償技術(shù)，在低頻狀態(tài)（1Hz）下使電機轉(zhuǎn)矩高達150%~200%Te，非常適合研磨機這樣的重載設(shè)備。

4.2 輸入輸出“完美無諧波”

GD5000系列高壓變頻器設(shè)計時遵循了最嚴格的電壓、電流諧波畸變標準IEEE 519 1992，輸入側(cè)通過移相變壓器進行多脈沖整流(10kV為48脈沖)，網(wǎng)側(cè)電流諧波小，其THD≤2%；輸出采用了多重化PWM技術(shù)，輸出為近乎完美的正弦波，無需加裝輸出濾波器，電機轉(zhuǎn)矩脈動小，輸出dV/dt和共模電壓小，對電動機無應(yīng)力損害，其輸出電流THD≤2%。

4.3 高功率因素與高效率

GD5000高壓變頻器在滿載時，系統(tǒng)在沒有使用任何外部功率因素補償裝置的情況下，功率因素≥0.97；整機效率≥0.96，對于新建項目可減小前級變壓器的容量，節(jié)省成本。

4.4 LVRT低電壓穿越技術(shù)

GD5000系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)具有AVR(電壓自動調(diào)節(jié))功能，在母線電壓頻繁波動的場合，系統(tǒng)輸出穩(wěn)定。電網(wǎng)電壓在-15% ~ +10%之間波動，系統(tǒng)仍能滿載輸出；電網(wǎng)電壓在-50% ~-15%之間波動，系統(tǒng)不停機，降額運行。系統(tǒng)運行過程中，在設(shè)置的時間內(nèi)(0~5s可設(shè)置)掉電，系統(tǒng)不停機，而且電網(wǎng)恢復正常后能自行啟動，避免了系統(tǒng)電源瞬間掉電時因停機造成的影響。

4.5 全頻段轉(zhuǎn)速追蹤

GD5000系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)在無速度傳感器的情況下能精準追蹤電機當前的轉(zhuǎn)速與方向，可輕松實現(xiàn)飛車啟動。

4.6 強大的過載能力

GD5000系列高壓變頻器在選擇器件時留有充足的裕量，在120%額定電流的情況下可持續(xù)運行2分鐘，150%額定電流持續(xù)5s，200%額定電流則立即保護。

?4.7 支持遠程/就地操作

GD5000系列高壓變頻器支持兩種操作方式：就地和遠程。就地狀態(tài)下，可通過控制面板上的觸摸屏對變頻器進行操作；遠程狀態(tài)下，可通過用戶多功能端子或者現(xiàn)場總線對變頻器進行設(shè)置和監(jiān)控。

4.8 完善的保護功能

GD5000系列高壓變頻器具有完善的保護功能。部分保護功能如下：接地保護，短路保護，過載保護，過流保護，過壓保護，欠壓保護，過熱保護，缺相保護，光纖故障保護等。發(fā)生故障時，系統(tǒng)會發(fā)出聲光警報，人機界面會顯示故障類型以及確切的位置，同時變頻器會根據(jù)用戶的設(shè)置進行保護動作，如當發(fā)生重故障時，系統(tǒng)停機并聯(lián)跳輸入側(cè)高壓開關(guān)。

5.結(jié)束語

該高效渦流磨機使用變頻驅(qū)動方案后，電機真正實現(xiàn)軟啟動，沖擊電流小，轉(zhuǎn)矩大，啟動平滑，完全避免了前級斷路器產(chǎn)生“跳閘”的錯誤動作，而且整個系統(tǒng)容易維護，周期縮短，減少了運行成本，同時大幅降低現(xiàn)場工作人員的勞動強度。截至目前為止，我司產(chǎn)品現(xiàn)場運行穩(wěn)定，故障率低，再加上快速及時的售后服務(wù)，獲得了該客戶的一致好評。

6.參考文獻

[1] 《GD5000變頻器產(chǎn)品說明書》深圳市英威騰電氣股份有限公司