文章摘要：大中型飼料廠中飼料加工機械設(shè)備使用的電動機數(shù)量很多，主要為三相交流感應(yīng)式異步電動機。有些機械需要調(diào)整轉(zhuǎn)速，以適應(yīng)不同工況的需要，同時也是節(jié)能的主要措施。近年來，隨著變頻器生產(chǎn)技術(shù)的成熟以及變頻器應(yīng)用范圍的日益廣泛，使用變頻器對電動機電源進行
大中型飼料廠中飼料加工機械設(shè)備使用的電動機數(shù)量很多，主要為三相交流感應(yīng)式異步電動機。有些機械需要調(diào)整轉(zhuǎn)速，以適應(yīng)不同工況的需要，同時也是節(jié)能的主要措施。近年來，隨著變頻器生產(chǎn)技術(shù)的成熟以及變頻器應(yīng)用范圍的日益廣泛，使用變頻器對電動機電源進行技術(shù)改造成為各企業(yè)節(jié)能降耗、提高效率的重要手段。
變頻調(diào)速技術(shù)是通過變頻器改變機械設(shè)備的最佳運行參數(shù)并具有明顯的節(jié)能效果，在飼料行業(yè)上有部分使用但尚不普及，通過文章的介紹，可以引起飼料企業(yè)和飼料機械設(shè)備制造廠家加強對多種機械設(shè)備采用變頻調(diào)速技術(shù)的試驗研究工作的重視，加速變頻調(diào)速技術(shù)的推廣應(yīng)用。
我國電力部門供電的電源固定頻率為50 Hz,普通的三相交流感應(yīng)式異步電動機的旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速也為固定值，因此不能變（調(diào)）速。目前三相交流感應(yīng)式異步電動機的調(diào)速方法主要有改變磁極對數(shù)p（變極調(diào)速）、改變轉(zhuǎn)差率s（改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速）和改變頻率f（變頻調(diào)速）幾種。
①雙速電動機：可以通過改變電動機線圈的接線方法來改變電動機磁極數(shù)以改變電動機的轉(zhuǎn)速，即快速慢速，兩種固定轉(zhuǎn)速。
②電磁調(diào)速電動機：與電磁調(diào)速控制器配合，用手動滑動電阻器旋鈕或通過負荷控制儀來改變電動機的轉(zhuǎn)速（120~1 200 r/min）。
�、燮胀ㄈ嘟涣鞲袘�(yīng)式異步電動機或變頻電動機：通過變頻器改變電源的頻率，使電動機的旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速改變，也就改變了電動機的轉(zhuǎn)速，調(diào)速范圍寬。
1 變頻器
變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。
1.1 變頻器變頻調(diào)速的原理
感應(yīng)式電動機的旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速：
n1（r/min）=60 f/p,式中：
f--電源頻率（Hz）；
p--電機磁極對數(shù)； 電動機的轉(zhuǎn)速n<n1.
電動機的旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速與電源頻率成正比，與電動機的磁極對數(shù)成反比。電動機的磁極對數(shù)是相對固定的，不適合改變該值來調(diào)整電動機的轉(zhuǎn)速。因此，用變頻器改變電源頻率就可以改變電動機的轉(zhuǎn)速，調(diào)速范圍寬且可無級調(diào)速。
1.2 變頻器的主要功能與特點
具有矢量控制和V/F控制功能；轉(zhuǎn)矩自動提升功能，低頻大轉(zhuǎn)矩輸出功能；內(nèi)置PID閉環(huán)控制功能；內(nèi)置RS-485接口，可與電腦聯(lián)網(wǎng)控制；具有多種保護功能（過電壓、欠電壓、過電流、缺相、過載、過熱、反轉(zhuǎn)保護等）�？蓪﹄妱訖C實行軟啟動和慢速停機，減少啟動電流對電源的沖擊，可替代大功率電動機的降壓啟動設(shè)備和保護設(shè)備。對電動機進行正反轉(zhuǎn)控制非常方便，還有調(diào)速范圍寬、傳動效率高、節(jié)電顯著等一系列優(yōu)點。
2 電動機
普通三相交流感應(yīng)式異步電動機與三相變頻電動機的區(qū)別見表1和表2.
2.1 普通三相交流感應(yīng)式異步電動機
普通三相交流感應(yīng)式異步電動機的基準頻率50 Hz,風(fēng)扇為同軸風(fēng)機，冷卻散熱受電動機轉(zhuǎn)速的影響。
2.2 三相變頻電動機
三相變頻電動機的磁極數(shù)為4極，單獨帶有冷卻風(fēng)扇，冷卻散熱不受電動機轉(zhuǎn)速影響。 三相變頻電動機雖然價格較高，但在低速時的綜合性能比普通三相交流感應(yīng)式異步電動機好。一般頻率>35 Hz選用普通三相交流電動機，頻率≤35 Hz而且經(jīng)常處于低頻下運轉(zhuǎn)的情況下，選用三相變頻電動機。
3 變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用
在飼料行業(yè)中，有些機械設(shè)備已經(jīng)使用變頻器進行調(diào)速控制。
3.1 在飼料粉碎機、制粒機和擠壓膨化機前喂料器的變頻調(diào)速
根據(jù)主機電動機的電流情況，調(diào)整變頻器的輸出頻率，改變喂料器的轉(zhuǎn)速，改變喂料量，避免因過載而燒壞電動機，并使電動機工作在最佳狀態(tài)，利于節(jié)省電能。
3.2 在電子秤上的應(yīng)用
在電子配料秤和電子包裝秤中，為了精確控制配料精度，可用電腦程序通過變頻器控制喂料器（供料器）的轉(zhuǎn)速，從而改變喂料量，提高配料精度和稱量精度，可使靜態(tài)精度達到±0.1%FS,動態(tài)精度達到±0.2%FS.
3.3 用變頻器控制粉碎機的轉(zhuǎn)速，以適應(yīng)不同種類飼料的粉碎粒度的要求
各類粉碎機由于其轉(zhuǎn)動慣量的差別、錘片和篩片的磨損情況不同、粉碎飼料的種類不同、要求的粒度不同等，對粉碎機轉(zhuǎn)速的要求也不同。根據(jù)試驗，在不改變喂料量的情況下，通過變頻器調(diào)整粉碎機的轉(zhuǎn)速，找出電動機最小電流時的轉(zhuǎn)速為最佳轉(zhuǎn)速。該方法的應(yīng)用可提高產(chǎn)量5%~15%,相應(yīng)降低電耗5%~15%.隨著錘片的磨損、物料的變化，該最佳轉(zhuǎn)速點也要做相應(yīng)地調(diào)整。
其它方面如微粉碎機、微粉分級設(shè)備、液體添加設(shè)備、負壓吸風(fēng)除塵等都可以采用變頻調(diào)速技術(shù)來改變其最佳運行參數(shù)。
變頻調(diào)速技術(shù)在飼料行業(yè)的應(yīng)用尚不普遍，有些機械是否需要采用變頻器控制，有些機械的變頻調(diào)速技術(shù)性能參數(shù)是否合適，還需經(jīng)過大量的生產(chǎn)試驗確定。
4 變頻器的使用要點
4.1 變頻器在改變頻率的同時電壓也同時改變。因此電動機的電磁轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)改變，在與電動機匹配時要考慮其工況。
4.2 正確使用變頻器，必須認真注意散熱問題。變頻器的故障率隨溫度升高而呈指數(shù)的上升，使用壽命隨溫度升高而呈指數(shù)的下降，環(huán)境溫度升高10 ℃，變頻器使用壽命顯著降低，變頻器的發(fā)熱量一般為50~60 W/kW.
4.3 變頻器的安裝環(huán)境要求保持干燥、無腐蝕性氣體和粉塵，并避免強烈振動。
4.4 變頻器的電源要求穩(wěn)定，避免因電源故障造成變頻器的損壞。
4.5 變頻器工作時會產(chǎn)生高次諧波，對其它設(shè)備有影響，要采取一些屏蔽和隔離措施。
4.6 變頻器在低速時的某一頻率點會引起機器的共振，可以通過設(shè)定跳躍頻率點和寬度來避免。
5 小結(jié)
變頻器的核心技術(shù)為發(fā)達國家掌握，進口變頻器價格很高。國內(nèi)一些高技術(shù)電器設(shè)備生產(chǎn)廠家通過引進并消化吸收，已能研制和生產(chǎn)性能良好的變頻器，價格只有進口的1/3~1/2.
目前，變頻器的價格與普通控制電器和保護電器相比仍然較高，技術(shù)改造需要大量資金。需要相關(guān)技術(shù)人員進行安裝調(diào)試和對現(xiàn)場操作人員進行培訓(xùn)。但通過變頻調(diào)速以適應(yīng)不同工況的需要，提高產(chǎn)量和加工質(zhì)量，降低電耗，節(jié)省的費用，經(jīng)過1~2年就可收回技術(shù)改造投資，并且增加企業(yè)的經(jīng)濟效益。變頻器是一種成熟的技術(shù)設(shè)備，是飼料廠節(jié)能改造的理想設(shè)備，具有很高的推廣價值，廣大飼料企業(yè)應(yīng)提高認識，重視技術(shù)引進工作，加快變頻調(diào)速技術(shù)的推廣應(yīng)用。在應(yīng)用中，要合理選型，正確安裝，做好變頻器的參數(shù)設(shè)置與調(diào)試，以取得良好的使用。
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變頻調(diào)速器的常見故障分析和預(yù)防措施:由于使用方法不正確或設(shè)置環(huán)境不合理，將容易造成變頻器誤動作及發(fā)生故障，或者無法滿足預(yù)期的運行效果，為防患于未然，事先對故障原因進行認真分析顯得尤為重要。圖1所示為變頻器硬件回路框圖。
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