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纸业纸机生产线变频调速改造方案

纸业纸机生产线变频调速改造方案

点击数:7313 次   录入时间:03-04 11:48:27   整理:http://www.55dianzi.com   变频改造
一、 引言
应纸业发展需要,公司提出在提速方面的改造。根据公司的实际情况及要求,我们选择采用变频调速器来实现提速及生产流水线的同步。该方法完全能够达到提速目的,我们也有多次成功的案例,具有一定的性价比,且得到多方面的认可。
二、 实现方案
1、 变频器采用我们曾多次成功完成纸机流水线同步改造工程的森兰“全能王”SB60、SB61系列矢量型变频器,该变频器具有主给定和辅助给定功能。
2、 主给定用来实现总的调节同步,即按照我们下面算出的给定增益设入变频器。
3、 辅助给定用来实现微调,可以提高纸机的同步效果还有我们的纸张质量。为了系统的稳定性,辅助给定也用电位器来实现,达到系统微调的目的。
4、 为了使操作更加方便、直观、我们将变频面板设计在控制柜上。
5、 为减少投入,电机不需要更换,只要稍做处理即可。
6、 整套系统无需另加任何控制面板,整体设计美观、大方。
三、 系统组成
公司之前采用的是滑差电机及电磁调速同步控制系统来实现生产的。整条流水线的传动部分从主压到卷取由五台电机组成。15KW、11KW、7.5KW、5.5KW、3KW电机各一台。为系统能够更好的运行,我们将各变频器功率加大一挡。即各电机对应变频器功率分别为:18.5KW、15KW、11KW、7.5KW、4KW。其他包括五只空气开关,控制用的六只电位器,五只起停旋钮及控制柜。
四、 原理分析
1、 同步分析
该系统采用开环矢量控制,使得电机具有较高的稳定性。
为保持电机线速度一致,设定送纸辊电机M1的速度为V1,送纸长度为L,则:
送纸辊线速度(M/S):V1=N1×Π×D1(K1×60)
送纸长度(M):L=V1×T2
传送辊周期:T2=60×K2/N2
则有:跟踪速度增益:K=N1/N2=K2×Π×D1(K1×L)
以卷纸辊转动一周算则有:L=V2×T2=Π×D2
那么:K=K2×D1/(K1×D2)式中N1为送纸辊的转速,N2为卷纸辊的转速,K1为送纸辊的机械减速比,K2为卷纸辊的机械减速比,D1为送纸辊直径,D2为卷纸辊直径,T2为转纸辊转动一周的周期。
根据以上比例算出增益后设入变频器参数,即可实现同步。
2、 提速分析
该纸机的在生产正常情况下是在额定转速下运行的(1470r/m),其线速度为47m/s。因为电机是转差电机,转差头上的转速实际上只有1200r/m,我们作了改造以后转差头的实际速度也就是我们电机的额定转速。所以在电机额定转速下我们的线速度就可以得到一定的提高。提高的线速度约为:
ΔV1=270×47/1470m/s=8.6m/s
用变频器以后我们可以提高电源频率到60HZ,那样滑差头上的转速可以得到进一步的提高。提高后的速度大约为:1770r/m。这样在滑差头上的速度又可以得到进一步的提高。提高的线速度约为: ΔV2=300×47/1470m/s=9.5m/s
所以线速度总提高:ΔV=ΔV1+ΔV2=8.6m/s+9.5m/s=18.1≈18m/s
这样就可以提高效率:18/47=38%
也就是说为您增设二分之一条还多原来的生产线。考虑到原先使用的电机的稳定性,就是将其电源频率设定在55HZ,这样带来的效果也是非常可观的。
五、 精度分析
变频器最小分辨率为0.01HZ。该公司使用的是4级电机,0.01HZ约为0.3r/m的分辨率,总调和微调都采用的是10KΩ的精密电位去器,最小刻度是0.2KΩ。
0.2Ω代表的转速: 50×0.2/10^4×(0.3/0.01)=3/10^3r/min
以最大辊径1500计算其分辨率为:3/10^3×1500×3.14=1.41mm/min
这完全可以达到精度要求。
六、 工程造价
1、 五台变频器(森兰SB60G系列4KW、7.5KW、11KW各一台,SB61G系列15KW、18.5KW各一台)价格分别为:3910.00元、5750.00元、7880.00元、8260.00元、10740.00元。合计为:36540.00元。
2、 电气控制柜包括控制柜一只(尺寸 1750mm×1600mm×450mm );20A、30A、45A、60A、100A 空开个一只;220V通风扇四只;总调、 微调电位器共四只:起停旋钮五只;还有控制线缆、线槽、接线端子排、线卡线扣等附件若干。共计为:3500.00元。
3、 安装调试费为:(36540+3500)×5%=2002.00元
工程总价:36540+3500+2002.00=42042.00元
七、 结束语
我们之前曾多次完成纸机上的变频改造工程,都收到了很好的效果。不仅可以大大的提高经济效益,也可以提高功率因数,整条流水线也会更加稳定。根据上面的分析、计算,我们相信贵公司将会很快收回成本。希望合作愉快!!!
参考:贵公司大部分电机使用的绝大部分是滑差电机,这样将造成大量的能量损耗。据我们现场看到的一台11KW的风机,一台11KW的复卷电机。还有两台打浆电机(非滑差电机)如果进行变频改造将会收到很好的节能效果。以风机为例:
平时风机出口阀门开度为50%,风机水泵的轴功率与其转速是成立方关系的,这样节能效果是非常明显的。通过变频改造我们可以调整其电源频率在40HZ左右即可满足贵公司的需要。那么我们以每天20小时工作,电费0.8元/度,每月30按天计算,每月可以节省费用:
{11-(40/50)^3 ×11}×0.8×30×20=1900.00元
这样不超过四个月就可以收回成本。

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