如何使用電機(jī)并調(diào)整其參數(shù)

使用西安西瑪電機(jī)時(shí)有兩個(gè)主要方面：

1.西瑪電機(jī)用于速度控制功能，以滿足控制要求。它主要用于恒轉(zhuǎn)矩和恒功率負(fù)載的速度控制。在這種情況下，應(yīng)在設(shè)計(jì)和選擇運(yùn)行設(shè)備時(shí)考慮電機(jī)，因?yàn)槠淇刂撇呗缘倪x擇與發(fā)動(dòng)機(jī)密切匹配，可實(shí)現(xiàn)的案例和以前的經(jīng)驗(yàn)也可作為參考。


2.為了節(jié)能而使用西瑪電機(jī)是近年來越來越流行的現(xiàn)象。廣泛應(yīng)用于液體化工等行業(yè)?？紤]到電機(jī)的使用，不僅是新建設(shè)備的電機(jī)控制。對(duì)原有的生產(chǎn)設(shè)施也進(jìn)行了逐一改造，以降低再利用電機(jī)的能耗。由于我國液體化工產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)龐大，目前使用的設(shè)備大多是普通控制的低壓、低效電機(jī)，其節(jié)能空間十分廣闊。

液體化工低壓電機(jī)使用電機(jī)的目的是節(jié)能，而不是速度，因?yàn)橐后w化工西瑪電機(jī)的主要控制裝置是壓力泵和風(fēng)扇，尤其是液體化工中使用壓力泵需要小電壓電機(jī)，比率超過909，在液體化學(xué)工業(yè)中，這占了大部分的電力消耗。

液體化工行業(yè)使用的泵對(duì)速度控制沒有特殊要求，從工業(yè)生產(chǎn)的角度來看，現(xiàn)場泵的運(yùn)行速度與生產(chǎn)控制無關(guān)，而電機(jī)的用途是調(diào)節(jié)電機(jī)的速度。他們之間有什么關(guān)系？這是一種應(yīng)用于電機(jī)的控制方法，U/F=恒定比例控制。從能量的角度來看，這種調(diào)節(jié)方法在頻率降低時(shí)降低電機(jī)的電壓，從而降低電機(jī)的功率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

控制液體化學(xué)品生產(chǎn)的經(jīng)典方式是，電機(jī)驅(qū)動(dòng)壓力泵對(duì)受控液體加壓，液體通過管道中的控制閥實(shí)現(xiàn)流量和壓力控制，然后到達(dá)下一個(gè)生產(chǎn)裝置，從而實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定的自動(dòng)化生產(chǎn)。

從流體力學(xué)的角度來看，流體的機(jī)械能必須被流經(jīng)管道和閥門的流體克服，尤其是調(diào)節(jié)閥，它消耗了大部分的機(jī)械能，而電機(jī)消耗的能量大部分浪費(fèi)在流體中。在運(yùn)輸過程中，從節(jié)能的角度來看，這方面還有改進(jìn)的余地。

液體化工生產(chǎn)中的電機(jī)功率是根據(jù)設(shè)計(jì)和選擇過程中的最大生產(chǎn)負(fù)荷來選擇的。在正常使用中，由于生產(chǎn)負(fù)荷和材料的變化，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)大馬車現(xiàn)象，電能轉(zhuǎn)換成的液體機(jī)械能在液體輸送消耗時(shí)被消滅，此時(shí)可以降低電機(jī)功率，甚至可以更換工藝線上的控制閥，使泵的液體流動(dòng)壓力剛好能滿足下游生產(chǎn)設(shè)備的需要，從而可以節(jié)省大量不必要的功率損耗。

電機(jī)的函數(shù)U/F=常數(shù)正好滿足這一條件，實(shí)現(xiàn)了利用電機(jī)節(jié)約液體化工能耗，因此電機(jī)廣泛應(yīng)用于老設(shè)備的節(jié)能改造中。

使用電機(jī)代替在線生產(chǎn)的控制閥，以達(dá)到節(jié)能的目的，還必須滿足生產(chǎn)的控制要求，因此有必要將電機(jī)+電機(jī)納入自動(dòng)控制策略的PID控制中，因此，電機(jī)必須引入一個(gè)4-20mA的控制信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)4-20mA信號(hào)與電機(jī)0-50Hz之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即當(dāng)控制信號(hào)為4mA時(shí)，電機(jī)的頻率輸出為0Hz，20mA時(shí)電機(jī)的頻率輸出為50Hz。這適用于傳統(tǒng)的控制策略。

但西瑪電機(jī)的在實(shí)際使用中，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)大問題。

根據(jù)電機(jī)調(diào)速原理：頻率與轉(zhuǎn)速成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的立方數(shù)成正比；根據(jù)流體力學(xué)原理：液體流量與速度成正比，壓力與速度的平方成正比。

使用西瑪電機(jī)+電機(jī)更換控制閥后，管道中液體流返回的信號(hào)與電機(jī)輸出的頻率成線性關(guān)系，但液體壓力是電機(jī)輸出頻率的平方。也就是說，電機(jī)輸出頻率正好下降。液體的流量調(diào)節(jié)是滿意的，但液體的壓力比流量小。

如果流量控制降低過多，壓力將被過度降低，導(dǎo)致液體壓力無法到達(dá)下游生產(chǎn)設(shè)備，從而破壞增壓泵的真空，增加泵葉片之間液體的磨損，同時(shí)損壞增壓泵，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)輕松干轉(zhuǎn)，造成大量能源浪費(fèi)。

例如，在一棟10米高的建筑中，自來水需要至少1kg的壓力才能到達(dá)頂層。當(dāng)電機(jī)用于控制增壓泵的電機(jī)時(shí)，當(dāng)頂層不用水或用水很少時(shí)，用于控制頂層的自來水流量時(shí)，電機(jī)接收到的控制信號(hào)接近4mA，使電機(jī)的輸出接近0Hz，電機(jī)旋轉(zhuǎn)緩慢，使壓力泵的自來水壓力非常小。

如果小于1kg，則頂層自來水管中沒有自來水。此時(shí)，西瑪電機(jī)仍在運(yùn)行，浪費(fèi)電力，損壞泵的葉輪。此時(shí)，壓力泵的輸出壓力超過1kg時(shí)，由電機(jī)控制，對(duì)自來水的流量控制有重大影響，電機(jī)在一段時(shí)間內(nèi)失去節(jié)能效果。

這類問題也發(fā)生在工廠采油設(shè)備的維護(hù)和維修中。在生產(chǎn)過程中，控制塔底液位的泵有時(shí)無法泵送。泵是否經(jīng)常維修，但最終無法排除故障。通過觀察、實(shí)驗(yàn)和分析，得出電機(jī)輸出頻率過低，導(dǎo)致泵真空損壞的結(jié)論，并分析了泵真空量不足的原因。通過設(shè)置電機(jī)的下限輸出頻率，并根據(jù)4-20mA調(diào)整電機(jī)的輸出頻率范圍，解決了這個(gè)問題。后來，工廠中使用的所有低壓電機(jī)的下限輸出值、電機(jī)控制泵后續(xù)流程的垂直高度和管道不同，泵出口的最小壓力值也不同。

通過關(guān)閉泵出口達(dá)到設(shè)定壓力值的現(xiàn)象，找到每個(gè)電機(jī)的最小工作頻率，最終實(shí)現(xiàn)電機(jī)輸出的最佳頻率范圍。頻率范圍基本為16-41Hz。

除了設(shè)置電機(jī)輸出的頻率范圍外，還需要設(shè)置電機(jī)的一些功能：對(duì)于涉及自動(dòng)調(diào)節(jié)的電機(jī)+電機(jī)泵，必須設(shè)置自動(dòng)重啟功能，以便在加工后的工廠內(nèi)電壓波動(dòng)和振動(dòng)，其電機(jī)可以自動(dòng)啟動(dòng)，盡快恢復(fù)生產(chǎn)。

電機(jī)前面安裝了浪涌保護(hù)器。當(dāng)工廠使用大量西瑪電機(jī)時(shí)，工廠電網(wǎng)的諧波干擾、操作過電壓和雷雨容易燒毀電機(jī)。因此，安裝浪涌保護(hù)器保護(hù)措施是一個(gè)好主意。以上內(nèi)容代表了對(duì)電機(jī)使用過程的理解。

重點(diǎn)是增壓泵電機(jī)上的電機(jī)應(yīng)根據(jù)不同的生產(chǎn)工藝設(shè)置在合適的頻率范圍內(nèi)。

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