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應(yīng)用案例 | 海川電氣助磁同步磁阻電機驅(qū)動系統(tǒng)在陶瓷干燥塔引風(fēng)機上的應(yīng)用

來源: | 作者:海川電氣 | 發(fā)布時間: 2023-08-16 | 281 次瀏覽 | 分享到:

背景

陶瓷行業(yè)節(jié)能，勢在必行。2021年5月31日，國家發(fā)改委在《關(guān)于加強高耗能、高排放建設(shè)項目生態(tài)環(huán)境源頭防控的指導(dǎo)意見》中明確“兩高”項目暫按煤電、石化、化工、鋼鐵、有色金屬冶煉、建材等六個行業(yè)類別統(tǒng)計，作為建材行業(yè)的重要組成部分，陶瓷行業(yè)也正式進入“兩高”之列。隨著“雙碳”、能耗“雙控”、“煤改氣”等政策相繼出臺，國家對高能耗高排放產(chǎn)業(yè)的改革勢在必行。

陶瓷行業(yè)是我國的高能耗行業(yè)，主要集中于對電、以及煤氣的消耗，能源消耗占陶瓷成本的30%以上。采取多種節(jié)約用電、合理用電的有效措施，提高能源利用效率，減少用電量，降低生產(chǎn)成本已成為企業(yè)提高經(jīng)濟效益的當(dāng)務(wù)之急。

從陶瓷生產(chǎn)的實踐來看，陶瓷生產(chǎn)消耗的動力主要是電動機耗電，所以電機的節(jié)能改造是陶瓷行業(yè)節(jié)能工作的重中之重。我國陶瓷工業(yè)所消耗的能源大部分用于燒成和干燥工序,能耗總和占整個產(chǎn)業(yè)能耗的80%以上。干燥是陶瓷企業(yè)的重要耗能環(huán)節(jié)，噴霧干燥塔能耗占總能耗的30%-45%，陶瓷干燥塔引風(fēng)機主要用于陶瓷噴霧干燥塔的排濕廢煙氣。現(xiàn)有引風(fēng)機電機大部分是老式的異步電機和直流電機，普通高能耗電機必將被高效節(jié)能電機所取代。

設(shè) 備簡介

陶瓷企業(yè)主要分為建筑陶瓷、衛(wèi)生陶瓷、日用陶瓷和陳設(shè)藝術(shù)陶瓷以及特種陶瓷。下圖為陶瓷典型生產(chǎn)工藝，原料經(jīng)由球磨機制為泥漿，再由噴霧干燥塔烘干為粉料，粉料經(jīng)由壓機成型，由輥道窯噴釉燒成，最終拋光后形成成品。其中烘干是陶瓷生產(chǎn)工藝中非常重要的工序之一，不但關(guān)系著陶瓷的產(chǎn)品質(zhì)量，而且影響陶瓷企業(yè)的能耗及排放，故干燥過程的環(huán)保、節(jié)能是關(guān)系到企業(yè)生產(chǎn)與發(fā)展的重大事項。

噴霧干燥塔是一種可以同時完成干燥和造粒的裝置，空氣經(jīng)過濾和加熱，進入干燥器頂部空氣分配器，熱空氣呈螺旋狀均勻地進入干燥室。料液經(jīng)塔體頂部的高速離心霧化器或高壓霧化器，噴霧成極細(xì)微的霧狀液珠，與空氣并流接觸在極短的時間內(nèi)可干燥為成品。成品連續(xù)地由干燥塔底部和旋風(fēng)分離器中輸出，微塵物料由脈沖布袋收集器收集，廢氣由風(fēng)機排空。其工藝流程如下圖所示，在陶瓷行業(yè)適用于氧化鋁、瓷磚材料、氧化鎂、滑石粉等制備。

陶瓷干燥塔引風(fēng)機主要用于陶瓷噴霧干燥塔的排濕廢煙氣。引風(fēng)機通過葉輪轉(zhuǎn)動產(chǎn)生負(fù)壓，一般安裝在窯尾，既能通過高壓引風(fēng)使?fàn)t膛形成負(fù)壓保證燃燒充分，又能引出廢氣，還在脫硫除塵裝置系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，很大程度上引風(fēng)機決定著系統(tǒng)的運行狀態(tài)。

引風(fēng)機主要由機殼部、進氣箱部、進風(fēng)口部、傳動部、葉輪部、軸承箱部、調(diào)節(jié)門部等部件組成。風(fēng)機經(jīng)金屬膜片聯(lián)軸器由電動機直聯(lián)驅(qū)動。

工況簡介

負(fù)載特性：

風(fēng)機負(fù)載，平方轉(zhuǎn)矩。流量與轉(zhuǎn)速的成正比，壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比。

起動特性：

慣量大，啟動前電機可能處于自由旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，需要轉(zhuǎn)速跟蹤啟動又叫飛車啟動，簡單來說，就是對旋轉(zhuǎn)中的電機實施啟動。

輸送介質(zhì)：

高溫高濕度空氣，介質(zhì)溫度在≤200℃

動力配置：

存量市場中的風(fēng)機常見選型和設(shè)計余量大，效率低。常用動力配置采用三相異步電機+變頻器方案，電機能效低，高效區(qū)間窄，常運行與低效區(qū)間，綜合用電經(jīng)濟性差。

海川電氣方案

海川電氣助磁同步磁阻電機驅(qū)動系統(tǒng)是一種采用鐵氧體輔助勵磁，以磁阻轉(zhuǎn)矩為主要轉(zhuǎn)矩來源的變頻調(diào)速同步電機驅(qū)動系統(tǒng)。電機采用標(biāo)準(zhǔn)的異步電機外形，可實現(xiàn)無縫替換，配套高性能驅(qū)動器，采用磁阻電機專用底層驅(qū)動控制算法，可實現(xiàn)寬運行范圍的高效運行，是一種優(yōu)秀的工業(yè)傳動系統(tǒng)解決方案。

高能效：

轉(zhuǎn)子無損耗，效率高，高效區(qū)間寬，綜合運行經(jīng)濟性好。

高功率因數(shù)：

永磁體輔助勵磁，無功小，功率因數(shù)高。

高可靠：

鐵氧體永磁材料勵磁，無高溫退磁風(fēng)險。

高經(jīng)濟性：

電機無稀土永磁材料，高牌號硅鋼片等昂貴原材料，驅(qū)動器采用傳動變頻器硬件架構(gòu)，一種高性價比的IE5能效電機驅(qū)動解決方案，經(jīng)濟性好。

電機產(chǎn)品介紹

HCM5系列是采用新型助磁同步磁阻電機技術(shù)設(shè)計制造的全封閉、自扇風(fēng)冷超高效三相助磁同步磁阻電動機，符合國標(biāo)一級能效要求（IEC標(biāo)準(zhǔn)：IE5）。

具有效率高、起動轉(zhuǎn)矩大、噪聲振動低、調(diào)速范圍寬等特點。電機內(nèi)部不含稀土永磁材料，結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定可靠。采用標(biāo)準(zhǔn)中小型異步電動機機殼，方便現(xiàn)場更換，是一種高效節(jié)能，節(jié)約稀土資源的高效電機驅(qū)動解決方案?？捎糜隍?qū)動各種通用機械設(shè)備，如風(fēng)機、水泵、空壓機、紡織機械等，滿足各種工業(yè)自動化領(lǐng)域設(shè)備驅(qū)動需求。

驅(qū)動器產(chǎn)品介紹

HCD-G6系列變頻驅(qū)動器是助磁同步磁阻電機專用變頻器，具有良好的動態(tài)特性和過載能力。支持FVC和SVC矢量控制，速度和轉(zhuǎn)矩控制模式，內(nèi)置Modbus通訊，支持CAN通訊，全速度段轉(zhuǎn)速跟蹤啟動能力，具良好的起動能力、過載能力、擴速能力。具備轉(zhuǎn)速跟蹤啟動功能，能夠自動跟蹤電機的轉(zhuǎn)速和方向，對旋轉(zhuǎn)中的電機實現(xiàn)平滑無沖擊啟動。