离心泵实现调速运行的措施很多,如液力祸合器、电磁式调速电机。但随着变频技术的飞速发展,对低压交流异步电机拖动的离自泵采用变频装置使电机实现变频调速是比较理想的。在此套实验系统中,我们引进了德国西门子公司生产的一套先进的变频调速装置,用以实现疏浚泥泵泵送不同浓度泥浆时转速的调节。
变频器的基本电路西门子变频器主要是由以下几部分组成主电路、保护电路、计算机数字电路、数字显示和故障诊断电路、数字与模拟输人、输出电路等。主电路主电路是由整流器、中间环节和逆变器组成。
通过整流器将工频交流电整流成直流电,经过中间环节再由逆变器将直流逆变成频率可调的交流电,供给交流负载。逆变器的输人为恒定不变的直流电压,通过调节逆变器的脉冲宽度和输出交流电压的频率,既实现调压又实现调频。变频变压都由逆变器承担,电路如示。
计算机数字控制电路由专用的大规模集成电路,两个位芯片以及专用基极驱动厚膜电路组成全数字控制电路。当接收到输人电路的控制信号后,经过数据处理、转矩运算等环节完成控制指令,生成正弦波形,供给基极驱动电路,控制逆变器管子的开通和关断。脉宽调制技术的基础原理为,用一系列宽度不同、按一定时间序列排列的等幅脉冲方波来逼近一条正弦曲线,产生接近正弦的电压和电流,如示。
调节脉冲的宽度和脉冲列的转换周期,就可以改变输出电压的幅值和频率。提高逆变器的开关频率可改善波形,减少高次谐波脉冲的分量,从而使谐波附加损耗、谐波脉冲转矩得到削弱和抑制,能降低电机噪声并提高效率。逆变器的开关频率由谐波信号频率决定,受限于功率器件的最高允许工作频率,变频器的输出频率则由参考信号频率决定。
结束语疏浚实验室引进德国西门子变频器,实现了平滑调速的功能。虽然前期投资较大,变频调速传动效率高。因变频调速属于电气调速,无中间机械设备,也就没有附加的转差损耗,属于低损耗的高效调速,而且其调速范围广,反应速度快,精度高,装置安全可靠,安装调试方便,容易实现闭环控制,达到自动调节。