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破碎機壓延機械鉆機行業(yè)現(xiàn)代化節(jié)能驅動與智能驅動

1破碎機壓延機械鉆機行業(yè)特點

2傳統(tǒng)破碎機壓延機械鉆機電控柜主要缺失

3 破碎機壓延機械鉆機行業(yè)待解決電氣問題

4 各種啟動裝置啟動特性比較

5 流體機械、產業(yè)機械、機床行業(yè)應用

6 推薦替代產品

7 替代的主要效益

8 節(jié)電模式

9 使用傳統(tǒng)交直交變頻器主要缺失

10 傳統(tǒng)軟啟動與瘦斯達變頻式軟啟差異分析

1. 破碎機壓延機械鉆機行業(yè)特點

 

礦山機械，破碎機械，水泥機械、萬馬力機械，橡膠、金屬壓延機械、軋鋼機械、鉆機等由于電機容量大，頻繁啟動，負載不均勻，頻繁過載必須倒車再前進控制，安裝環(huán)境的水汽、粉塵、導電粉塵較多，導致接觸器與碳刷滑環(huán)更換頻繁問題。

傳統(tǒng)礦山機械、破碎機、壓延機械（Crashing 、Calender、Drill Machine）等選用繞線式電機較多，而繞線式電機滑環(huán)碳刷壽命很短，短路電阻產生高溫及環(huán)境污染嚴重，加上環(huán)境粉塵、水汽較多導致繞線式電機故障率高，運行效率低、功率因數(shù)低等問題，亟待技術改造。

礦山機械、破碎機、壓延機械大部分采用加大電機容量的方式解決驅動問題，這就要加大電網變壓器容量，也就是要增加投資成本及運行電費（包括：基本電費與流動電費），而且電機與變壓器的功率因素及效率極低，大馬拉小車造成低效率、低功率因數(shù)的長期浪費問題（水泥廠的電費是最大生產成本）。

傳統(tǒng)繞線式電機沒有現(xiàn)代化綠色節(jié)能的驅動設備，因此作業(yè)效率較低，自動化層次不高，采用變頻器雖可解決自動化問題，但是變頻器成本高、可靠性低，驅動系統(tǒng)消耗15%運行電費（中高壓變頻器消耗25%運行電費），故障率高、運行效率低，功率因數(shù)低及電網污染問題嚴重，無法有效解決。請參考替代繞線式電機文件資料。

發(fā)揮異步電機的動態(tài)特性

采用瘦斯達?交流驅動器能夠滿足慣性負載的現(xiàn)代化、自動化、高可靠性及綠色節(jié)能的要求，動態(tài)響應快，能有效提高作業(yè)效率并減少電費及降少機械磨損檢修問題。

瘦斯達?交流驅動器采用普通三相交流異步電機定子電壓控制，性能超越繞線式電機的性能，具有變頻器的自動化功能但是沒有變頻器的環(huán)境污染及故障率高問題，是破碎機械、壓延機械、軋鋼機械、鉆機等現(xiàn)代化的綠色節(jié)能智能控制交流驅動器。

功率因數(shù)控制（PFC）功能

鑒于破碎機、壓延機械、鉆機等負載大部分運行時低于額定功率，這種“大馬拉小車”現(xiàn)象導致電機運行效率低，功率因數(shù)低，節(jié)能空間較大的特點，瘦斯達交流驅動器特別設計功率因數(shù)控制技術（Power Factor Control），依據(jù)負載工況自動調降輸出電壓達到最佳功率因數(shù)；PFC控制可以降低電機的鐵損、銅損并提高功率因數(shù)。

   

替代柴油鉆機

傳統(tǒng)鉆機大部分采用柴油發(fā)電機供電，或者直接使用柴油機拖動鉆機，因此鉆機的噪音嚴重污染了周邊環(huán)境，造成鄰居住戶強烈抱怨不滿（特別是建筑工地），操作工人耳背職業(yè)病，而且運行效率低，作業(yè)速度慢，污染大，造成環(huán)境污染問題。

采用瘦斯達交流驅動器可以直接采用三相電源供電并驅動交流異步電機，噪音污染問題全部解決，明顯提高作業(yè)效率，大大降低鉆機成本，而且提高運行效率，節(jié)省大量能源，降低檢修成本，解決環(huán)保各種污染問題。

鉆機采用三相異步電機直接驅動替代傳統(tǒng)引擎驅動的好處在于效率提高20%以上，節(jié)能省電，調速方便，沒有上述環(huán)境污染問題。

2. 傳統(tǒng)破碎機壓延機械鉆機高壓變頻電控柜主要缺失

瘦斯達交流驅動器替代傳統(tǒng)電控柜的效益：

降低20%電氣總投資費用，每月節(jié)約20%電費，電控柜縮小80%體積。

高壓單元串聯(lián)變頻器采用串聯(lián)疊加性原理，高壓10KV經過移相變壓器降壓改變相序及電壓等級，再經過功率單元變頻調速，最后串聯(lián)起來輸出為10KV電壓等級。

高壓變頻器缺失：

1. 移相變壓器的損耗最低10%，全部驅動運行損耗達到25%左右。

2. 低壓變頻器本身運行時會增加電網變壓器的諧波損耗2-5%。

3. 高壓變頻器PWM高頻開關導致電機發(fā)燙運行損耗提高10%左右。

4. 高壓變頻器本身的損耗約2-4%。

5. 電網諧波污染無法忍受；諧波污染影響到二次變電所，大功率影響到一次變電所。

6. 如果需要諧波治理等于再購買一臺高壓變頻器，那么運行損耗再加倍計算。

7. 高壓變頻器投資金額極高，加上故障率極高，回收時間遙遙無期。

8. 高壓變頻器的PWM波形帶來嚴重的無線電干擾（EMI）問題。

9. 風機水泵設備一般不允許調速，調速以后所有運行參數(shù)均改變（壓力、流量平方下降），調速后負載設備運行效率急劇惡化。

10. 高壓變頻器的電子元器件太多，損耗大，發(fā)熱量高，導致產品故障率極高。

通過以上分析后就知道單元串聯(lián)高壓變頻器不適合做風機、水泵、壓縮機節(jié)能改造，這是所有已經使用高壓單元串聯(lián)變頻器節(jié)能改造驗證的共同結果。

 

3. 破碎機壓延機械鉆機行業(yè)待解決電氣問題

1. 降低電氣總投資成本，也就是降低電控柜、動力線等相關費用。

2. 電機啟動時無啟動沖擊電流，應該允許多次啟動不會影響到電網及驅動電機。

3. 有效降低電網啟動容量，最好沒有啟動沖擊電流。

4. 降低流動電費；允許多次啟停方式提高電機能源利用率。

5. 解決大馬拉小車問題，減免無功補償設備。

6. 價格合理（最好高壓變頻器的1/3以內），產品可靠性高。

7. 可免除再投資購買各種電氣輔助設備（沒有環(huán)境污染問題）。

8. 能夠智能自動化節(jié)能驅動控制，通過壓力、流量反饋信號閉環(huán)控制。

9. 具備現(xiàn)代化人機界面控制，各種通訊接口或觸摸屏人機界面。

4. 各種啟動裝置啟動特性比較

傳統(tǒng)電氣工程師都是按照電機5-8倍啟動特性設計驅動控制；電機不能隨意啟停，越大功率限制越嚴格，因為會影響到電網質量、電機壽命、輸配電線、開關設備、負載安全等連串問題。

西普瘦斯達變頻式電機軟啟動器將改變過去百年來交流電機啟動沖擊電流問題；瘦斯達驅動交流異步電機在滿載轉矩時的啟動電流只需要額定電流（參考圖一到圖三）。

瘦斯達節(jié)能型交流驅動器-A6是替代傳統(tǒng)電控柜的核心部件，采用變頻式交交變頻技術在滿載轉矩啟動時只需額定電流，大幅度降低電網容量需求。還有智能信息物聯(lián)網通訊，半導體器件全數(shù)字控制技術，帶有節(jié)能與全方位電機保護功能，是21世紀最先進可靠的交流異步電機綠色節(jié)能智能控制產品。

由于沒有啟動沖擊電流發(fā)生，交流電機可以隨意啟?？刂疲粫黾与娋W容量、開關設備、輸配電線等負擔，也沒有電網諧波污染，電機壽命也不受影響，那么電機任意啟停沒有限制；這樣才能有效提高能源利用率，改變了傳統(tǒng)電機節(jié)能降耗的觀念。

圖四及圖五說明了環(huán)保型綠色變頻器的輸出特性，與傳統(tǒng)電壓型變頻器具有相同的輸出特性，輸出高轉矩，分為恒轉矩-G與平方遞減轉矩-P輸出特性。

 
                 圖一：啟動電流特性                                    圖二：軟啟動特性                                          圖三：啟動轉矩特性

              圖四 X7輸出轉速與輸出電壓曲線                                                            圖五 X7輸出轉速與輸出轉矩曲線

5. 流體機械、產業(yè)機械與機床行業(yè)應用

傳統(tǒng)移相軟啟動器有局限性，就是無法帶載啟動，因為采用移相減壓原理將抑制啟動電流，而交流異步電機的特性是電壓與電機轉矩平方成比例，因此即使在流體機械的應用里，如果有回風、持壓或銹泵都是無法順利啟動的，也就是如果有負載時啟動電流還是非常大的，所以傳統(tǒng)移相式電機軟啟動器應用的市場就局限于風機、水泵、壓縮機等負載，無法帶載啟動。

瘦斯達節(jié)能型交流驅動器具有G恒轉矩輸出（產業(yè)機械適用）與風機水泵型遞減轉矩輸出（流體機械適用）特性可選。

瘦斯達采用交交變頻轉矩控制技術（VVVF）作為啟動技術，驅動電機在額定負載情況下啟動電流也只有額定電流而已（請參考曲線圖）。

破碎機、壓延機械及鉆機、輸送帶等請選擇恒轉矩輸出（G）特性，并依據(jù)電機過載需要加大驅動器的選型。

 

6. 推薦替代產品

破碎機壓延機械鉆機不同設備的選型介紹請參考相關行業(yè)點擊資料介紹

1 礦山機械現(xiàn)代化節(jié)能驅動與智能控制

2 輸送機械現(xiàn)代化節(jié)能驅動與智能控制

3 風機機械現(xiàn)代化節(jié)能驅動與智能控制

4 泵浦機械現(xiàn)代化節(jié)能驅動與智能控制

推薦節(jié)能驅動選型

替代傳統(tǒng)高壓變頻器方案、替代傳統(tǒng)高壓電機軟起動器

 

1. 主要推薦瘦斯達節(jié)能型交流驅動器-A6/H6替代傳統(tǒng)移相式電機軟啟動或星三角降壓啟動裝置達到無啟動沖擊電流降低電網容量達到降低基本電費，運行時可通過PFC控制解決大馬拉小車問題達到減免無功補償設備，2X二段速度低速節(jié)能，可頻繁啟動提高能源利用率達到降低流動電費目的，利用負載物理量檢測反饋來自動啟停電機，調整電機做功滿足變動負載特性需要。

2. 選用瘦斯達變頻式交流驅動器-A5/H5替代傳統(tǒng)移相式電機軟啟動或星三角降壓啟動裝置，無啟動沖擊電流降低電網容量達到降低基本電費；可使用多次啟動模式提高能源利用率達到降低流動電費目的，利用開關量反饋控制電機啟停方式調整做功滿足變動負載特性需要。

3. 推薦選用普司達環(huán)保型綠色變頻器-A7/H7直接替代傳統(tǒng)交直交變頻器或高壓單元串聯(lián)變頻器，具有前面兩種產品的功能特性外還增加變頻調速功能；雖然兩者雖然都是變頻器，性能卻大不相同；普司達產品沒有電網污染問題也沒有高頻干擾污染問題不必投資諧波抑制設備，而且提高25%以上的節(jié)能效果及旁路節(jié)能運行。

4. 可直接選用普司達低壓智能全數(shù)字電控柜-P，由本公司按照客戶需要推薦各種現(xiàn)代化驅動控制裝置全面解決傳統(tǒng)破碎機壓延機械鉆機問題，降低電氣總投資成本，降低電費及檢修成本，智能制造控制。

7. 替代的主要效益

1. 電氣投資總成本下降20%左右，包括電網容量下降，動力線及開關設備等。

2. 電控柜體積縮小80%。

3. 電網容量下調20%，沒有啟動沖擊電流。

4. 接觸器采用半導體過零開關控制，沒有火花拉弧現(xiàn)象。

5. 流體負載經間歇性做功節(jié)能控制-流動電費下降20%左右。

6. 不必再投資購買節(jié)能改造、技術改造、無功補償、污染防治設備。

7. 可以帶載啟動，啟動特性優(yōu)越。

8. 具有功因控制技術（PFC功能），解決大馬拉小車問題。

9. 具有遠程監(jiān)控功能，局網、總線、RS-485，MODBUS-RTU，PROFIBUS-DP

10. 全方位電機保護功能，電機不再燒毀。

11. 智能全數(shù)字電控柜，顯示屏或觸摸屏現(xiàn)代化人機界面。

8. 節(jié)電模式

標準節(jié)能：流體負載間歇性做功提高能源利用率。

旁路節(jié)能：負載率較高時可以旁路運行（DOL），沒有多余損耗。

閉環(huán)節(jié)能：通過開關量傳感器反饋信號作為啟停指令。

輕載節(jié)能：透過PFC功能達到輕載自動降壓達到降低運行損耗提高功因功能。

低速節(jié)能：不均勻負載在等待期間可以降低轉速2X運行達到節(jié)能效果（例如輸送帶）。

調速節(jié)能：流體機械的轉速與功率成三次方關系，恒轉矩輸出則為正比例關系。

H5/A5節(jié)能模式

軟啟?？刂剖亲钔ㄓ玫墓?jié)能模式，利用手動或者負載信號檢測反饋開關量來啟停電機達到控制做功的目的，例如：空壓機、風機、泵類、壓縮機利用壓力傳感器的上下限開關量來啟停驅動電機。H5本身采用變頻式技術，瘦斯達可以無沖擊電流平滑啟停電機，即使在滿載轉矩下也只需要額定電流，電網沒有諧波污染問題；瘦斯達驅動時交流異步電機沒有啟動沖擊電流而且能夠滿載恒轉矩啟動的特性將顛覆交流電機驅動控制傳統(tǒng)觀念。

固定電費評估：由于沒有啟動沖擊電流，電網變壓器容量可以有效下降，至少節(jié)約25%的固定電費。

流動電費評估：依據(jù)負載做功需求情況來決定驅動電機的啟?？刂?/span>，提高能源利用率。節(jié)電效果可能30%（依據(jù)工況決定）。

主要節(jié)能降耗技巧可點擊參考瘦斯達節(jié)能降耗技巧。

H6/A6節(jié)能模式

在H5節(jié)能模式的基礎上增加輕載節(jié)能與低速節(jié)能的功能；

大馬拉小車是目前最普遍的現(xiàn)象，也就是電機運行在額定負載以下，這樣會提高線損、降低功因提高無功補償設備費用。輕載節(jié)能就是解決大馬拉小車的問題。

低速節(jié)能在輸送帶系統(tǒng)普遍應用，例如機場、商場、地鐵等沒有旅客時可以降低轉速達到有效節(jié)能的目的，在電磁閥控制系統(tǒng)卸載時也能再次降低損耗50%左右。雖然傳統(tǒng)變頻器也能做到，但是必須支付額外15%的損耗、電網諧波污染、PWM噪音、無線電干擾等成本問題。

H7/A7節(jié)能模式

流體機械最重要的調速目的在于節(jié)能，因為速度與功率三次方的比例，節(jié)能效果明顯。產業(yè)機械轉速與功耗成正比關系，但是更多的目的在于生產工藝需要。

H7/A7就是綠色變頻器，采用特殊VVVF控制技術，能夠實現(xiàn)傳統(tǒng)變頻器的節(jié)能省電功能，而且還提高15%以上節(jié)電空間（高壓可提高25%），沒有電網污染、無線電干擾與PWM噪音問題。

還有比傳統(tǒng)變頻器更好的地方就是H7能夠旁路運行，在接近工頻速度就可以直接旁路，這是傳統(tǒng)變頻器做不到的。其他功能請參考H5及H6相同的節(jié)能模式介紹。

詳細應用技術請參考瘦斯達節(jié)能降耗原理資料

9. 使用傳統(tǒng)交直交變頻器的缺失

傳統(tǒng)電壓型變頻器采用交直交技術造成電網諧波電流污染嚴重，又是采用高頻載波PWM技術，帶來了極大的無線電干擾（EMI）與PWM污染問題，導致驅動電機損耗提高10%左右，電腐蝕現(xiàn)象嚴重，線圈承受3倍的突波電壓，電機驅動線集膚效應嚴重。

低壓電壓型變頻器驅動系統(tǒng)的損耗超過15%以上，高壓多電平控制技術因為使用移相變壓器導致效率再降低10%以上，因此傳統(tǒng)高壓變頻器體積大、價格高、器件多、故障率高、運行效率低的特點。

傳統(tǒng)電壓型變頻器的環(huán)境污染問題嚴重，治理需要投資高于變頻器的價格，而且無法全部有效抑制，治理設備的損耗更大。因此完全失去了節(jié)能驅動的價值。