RU2383098C2 - Frequency-controlled drive for centrifuge by separation of multicomponent mixtures with discharge of two liquid and one solid fractions - Google Patents

Frequency-controlled drive for centrifuge by separation of multicomponent mixtures with discharge of two liquid and one solid fractions Download PDF

Info

Publication number
RU2383098C2
RU2383098C2 RU2008110329/09A RU2008110329A RU2383098C2 RU 2383098 C2 RU2383098 C2 RU 2383098C2 RU 2008110329/09 A RU2008110329/09 A RU 2008110329/09A RU 2008110329 A RU2008110329 A RU 2008110329A RU 2383098 C2 RU2383098 C2 RU 2383098C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
centrifuge
frequency
inverter
dynamic braking
liquid
Prior art date
Application number
RU2008110329/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008110329A (en
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ТЭКОмаш"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "ТЭКОмаш" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ТЭКОмаш"
Priority to RU2008110329/09A priority Critical patent/RU2383098C2/en
Publication of RU2008110329A publication Critical patent/RU2008110329A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2383098C2 publication Critical patent/RU2383098C2/en

Links

Images

Classifications

    • Y02P80/116—

Landscapes

  • Centrifugal Separators (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: invention is related to the field of electrical engineering and may be used in chemical, mining, oil processing, food, microbiological and other fields of industry. During durable frequency-dynamic braking, a timely changeover is provided for auger electric motor into reversible rotation for complete removal of solid fraction from centrifuge rotor and timely disconnection of density detectors of two liquid fractions, which control adjustable valves in discharge mode of the main operation of centrifuge.
EFFECT: improved reliability of operation in mode of durable dynamic braking and increased efficiency of multicomponent mixtures separation and quality of liquid fractions discharged from centrifuge by reduction of concentration of each liquid fraction in another liquid fraction, frequency-controlled drive of centrifuge provides for speedup and braking of two asynchronous short-circuited electric motors of centrifuge rotor (main drive) and its auger for unloading of solid fraction (cake) with account of high vibration and resonant phenomena.
4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к автоматическому управлению электроприводом центробежных машин, например центрифуги с большим маховым моментом, и может быть использовано в химической, горнорудной, нефтеперерабатывающей, пищевой, микробиологической и других отраслях промышленности.The invention relates to automatic control of an electric drive of centrifugal machines, for example a centrifuge with a large flywheel moment, and can be used in chemical, mining, oil refining, food, microbiological and other industries.

Известен частотно-управляемый электропривод центрифуг, содержащий преобразователь частоты, к которому подключен двигатель, тормозной резистор, соединенный с двигателем через шунтирующий тиристор (Власов В.Г. и др. Взрывозащищенный тиристорный электропривод переменного тока. М.: «Энергия», 1977, с.52-57, рис.2-16).Known frequency-controlled electric drive of centrifuges containing a frequency converter, to which the motor is connected, a braking resistor connected to the motor through a shunt thyristor (Vlasov VG and other Explosion-proof thyristor AC drive. M: "Energy", 1977, p .52-57, Fig. 2-16).

Недостатком указанного привода центрифуг является то, что для перевода двигателя в режим динамического торможения снимаются управляющие импульсы с части силовых тиристоров и дополнительно включается шунтирующий тиристор. Это требует в схеме управления обеспечения необходимой задержки времени между отключением части силовых тиристоров и включением шунтирующего тиристора, чтобы предотвратить короткое замыкание. Эффективность динамического торможения при этом снижается из-за использования только части обмоток двигателя.The disadvantage of this centrifuge drive is that to transfer the engine to dynamic braking mode, the control pulses are removed from part of the power thyristors and an additional bypass thyristor is turned on. This requires in the control circuit to provide the necessary time delay between turning off part of the power thyristors and turning on the shunt thyristor in order to prevent a short circuit. The effectiveness of dynamic braking is reduced due to the use of only part of the motor windings.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является частотно-управляемый электропривод (патент РФ №1096744 А, кл. Н02Р 3/22, 07.06.84, бюл. №21), содержащий асинхронный короткозамкнутый электродвигатель, преобразователь частоты, который состоит из выпрямителя напряжения сети, инвертора, выход которого подключен к обмоткам электродвигателя, а вход инвертора через силовой фильтр с выходом нереверсивного управляемого выпрямителя, систему управления инвертором и выпрямителем, блок вентилей обратного тока, цепь динамического торможения, состоящую из последовательно соединенных регулируемого тормозного резистора и контактора, и импульсно-аналоговый преобразователь для прерывания тока в тормозном резисторе.The closest in technical essence to the invention is a frequency-controlled electric drive (RF patent No. 1096744 A, CL H2P 3/22, 07.06.84, bull. No. 21), containing an asynchronous short-circuited electric motor, a frequency converter, which consists of a mains voltage rectifier , an inverter, the output of which is connected to the motor windings, and the inverter input through a power filter with the output of a non-reversible controlled rectifier, an inverter and rectifier control system, a block of reverse current valves, a dynamic braking circuit, tinuous of series-connected controlled braking resistor and the contactor, and pulse-to-analog converter for interrupting the current in the brake resistor.

Недостаток известного устройства состоит в том, что при использовании его в приводах, например для центрифуг, сепараторов и барабанных фильтров, не обеспечивается надежность при длительном режиме частотно-динамического торможения, поскольку в тормозном режиме в инверторе на тиристорах (семисторах или силовых триодах) коммутируется не только ток намагничевания, но и ток резистора цепи динамического торможения, этот значительный ток, равный номинальному или больше (150%) номинала при быстром торможении, в сумме с током намагничивания может привести к пробою тиристоров (силовых триодов или семисторов) инвертора.A disadvantage of the known device is that when used in drives, for example for centrifuges, separators and drum filters, reliability is not ensured during long-term frequency-dynamic braking, since in the braking mode in the inverter, the thyristors (seven-voltage or power triodes) are not switched only the magnetization current, but also the current of the resistor of the dynamic braking circuit, this significant current equal to the rated or greater (150%) of the rating during fast braking, in total with the magnetization current, can lead to a breakdown of the thyristors (power triodes or seven-transistors) of the inverter.

Цель изобретения - повышение надежности работы в режиме длительного динамического торможения электропривода, повышение эффективности разделения смеси и качества выводимых из центрифуги жидких фракций путем снижения концентрации каждой из жидких фракций в другой жидкой фракции.The purpose of the invention is to increase the reliability of operation in the mode of long-term dynamic braking of the electric drive, to increase the efficiency of separation of the mixture and the quality of the liquid fractions removed from the centrifuge by reducing the concentration of each of the liquid fractions in another liquid fraction.

Данная задача решается тем, что в устройство введены два диода, а цепь динамического торможения подключена к выводам постоянного тока блока вентилей обратного тока, связанным через указанные диоды, включенные в прямом направлении протекания тока блока вентилей обратного тока, со входом инвертора преобразователя частоты, при этом привод обеспечивает вращение двух асинхронных короткозамкнутых электродвигателей ротора центрифуги и ее шнека, который при длительном частотно-динамическом торможении автоматически от блока управления и датчиков плотности двух жидких фракций переводится в реверсивный режим вращения.This problem is solved by the fact that two diodes are introduced into the device, and the dynamic braking circuit is connected to the DC terminals of the block of reverse current valves connected through the indicated diodes connected in the forward direction of the current flow of the block of reverse current valves to the input of the inverter of the frequency converter, while the drive provides rotation of two asynchronous squirrel-cage electric motors of the centrifuge rotor and its auger, which during long-term frequency-dynamic braking automatically from the control unit and dates density of two liquid fractions is converted into a reverse rotation mode.

На фиг.1 показана комбинированная блок-схема электропривода. Схема содержит асинхронный короткозамкнутый электродвигатель 1 ротора центрифуги (главный привод), подсоединенный к выходу инвертора 2 преобразователя частоты (показаны основные элементы без междуфазных конденсаторов) с блоком 3 вентилей обратного тока (показан упрощенно). Вход инвертора 2 через сглаживающий фильтр 4 подключен к выходу выпрямителя 5 напряжения сети. Блок управления 6 подключен к управляющим входам инвертора 2 и выпрямителя 5, а также к блоку защиты 11 и блоку динамического торможения 12, датчикам плотности 7 и 8 соответственно легкой жидкой фракции и тяжелой жидкой фракции, которые в свою очередь подключены к управляющим клапанам 9 и 10. Диоды 13 и 14 соединяют входы инвертора 2 с блоком вентилей обратного тока 3, а выходы инвертора 2 и блока 3 соединены через магнитные пускатели 15 и 16 с синхронным короткозамкнутым электродвигателем 17 привода шнека центрифуги. Также показано реле номинального тока 18 в фазе электродвигателя 17 от перегрузок при прямом пуске и реверсе.Figure 1 shows a combined block diagram of an electric drive. The circuit contains an asynchronous squirrel-cage electric motor 1 of the centrifuge rotor (main drive) connected to the output of the inverter 2 of the frequency converter (the main elements without interphase capacitors are shown) with a block 3 of reverse current valves (shown simplified). The input of the inverter 2 through the smoothing filter 4 is connected to the output of the rectifier 5 of the mains voltage. The control unit 6 is connected to the control inputs of the inverter 2 and the rectifier 5, as well as to the protection unit 11 and the dynamic braking unit 12, density sensors 7 and 8, respectively, of the light liquid fraction and heavy liquid fraction, which in turn are connected to the control valves 9 and 10 Diodes 13 and 14 connect the inputs of the inverter 2 to the block of reverse current valves 3, and the outputs of the inverter 2 and block 3 are connected through magnetic starters 15 and 16 with a synchronous squirrel-cage motor 17 of the drive of the centrifuge screw. The relay of the rated current 18 in the phase of the motor 17 from overloads during direct start and reverse is also shown.

Частотно-управляемый электропривод для центрифуги по разделению многокомпонентных смесей с выводом двух жидких и одной твердой фракций работает следующим образом. Подлежащая разделению смесь подается во вращающийся ротор центрифуги после разгона двигателя 1 до номинальной частоты вращения, при этом с блока управления 6 подается сигнал на включение магнитного пускателя 15 для прямого пуска двигателя 17 шнека центрифуги, который выгружает осадок (твердую фазу). Одновременно с блока управления 6 подаются сигналы на управляемые клапаны 9 и 10 в зависимости от показаний датчиков плотности 7 и 8 соответственно легкой жидкой и тяжелой жидкой фракций для обеспечения эффективного разделения смеси. При длительном частотно-динамическом торможении по заданному закону, другим сигналом от блока управления 6 включается блок динамического торможения 12. Электродвигатели 1 и 17 переходят в генераторный режим. Одновременно в ротор центрифуги не подается многокомпонентная смесь и за счет датчиков плотности 7 и 8 закрываются клапаны 9 и 10, а двигатель 17 включается магнитным пускателем 16 в реверсивное вращение, что обеспечивает полное удаление твердой фазы (кека) из ротора. Длительное торможение обеспечивается тем, что энергия генераторного режима через блок вентилей обратного тока 3 выделяется на резисторе блока динамического торможения 12 и подзаряжает конденсатор сглаживающего фильтра 4, не создавая перенапряжений. Инвертор 2 коммутирует с соответствующей частотой только ток намагничивания двигателей 1 и 17 благодаря диодам 13 и 14, которые отсекают токи, коммутируемые в инверторе 2 от блока 12. Промывка центрифуги до регламентной остановки для замены смазки осуществляется при номинальных частотах вращения двигателей 1 и 17 с отключением датчиков плотности 7 и 8, а также при закрытом клапане 9 легкой жидкой фракции. В аварийных ситуациях, например, при понижении давления ниже допустимого инертного газа, подаваемого под кожух центрифуги, подача многокомпонентной смеси прекращается, привод обесточивается, датчики плотности 7 и 8 отключаются, а клапаны 9 и 10 открываются. Перед профилактической остановкой центрифуга промывается и ее управление переводится в наладочный режим, при котором все включения и отключения двигателей 1 и 17, а также клапанов 9 и 10 осуществляются только по месту.Frequency-controlled electric drive for a centrifuge for the separation of multicomponent mixtures with the output of two liquid and one solid fraction works as follows. The mixture to be separated is fed into the spinning rotor of the centrifuge after the engine 1 is accelerated to the rated speed, while a signal is sent from the control unit 6 to turn on the magnetic starter 15 to directly start the motor 17 of the centrifuge screw, which unloads the sediment (solid phase). Simultaneously, from the control unit 6, signals are supplied to the controlled valves 9 and 10, depending on the readings of the density sensors 7 and 8, respectively, of light liquid and heavy liquid fractions to ensure effective separation of the mixture. During long-term frequency-dynamic braking according to a given law, another signal from the control unit 6 turns on the dynamic braking unit 12. Electric motors 1 and 17 go into generator mode. At the same time, a multicomponent mixture is not supplied to the centrifuge rotor and valves 9 and 10 are closed due to density sensors 7 and 8, and the motor 17 is turned on by a magnetic starter 16 in reverse rotation, which ensures complete removal of the solid phase (cake) from the rotor. Long braking is ensured by the fact that the energy of the generator mode through the block of reverse current valves 3 is released on the resistor of the dynamic braking unit 12 and recharges the capacitor of the smoothing filter 4 without creating overvoltages. The inverter 2 only commutes with the corresponding frequency the magnetization current of motors 1 and 17 due to the diodes 13 and 14, which cut off the currents switched in the inverter 2 from block 12. The centrifuge is flushed to a scheduled stop to replace the lubricant at nominal speeds of motors 1 and 17 with shutdown density sensors 7 and 8, as well as when the valve 9 is closed, a light liquid fraction. In emergency situations, for example, when the pressure drops below the permissible inert gas supplied under the centrifuge casing, the multicomponent mixture is shut off, the drive is de-energized, density sensors 7 and 8 are turned off, and valves 9 and 10 open. Before the preventive stop, the centrifuge is flushed and its control is put into commissioning mode, in which all the on and off of motors 1 and 17, as well as valves 9 and 10, are carried out only locally.

Реле номинального тока 18 в фазе двигателя шнека имеет размыкающие контакты в цепях пуска шнека при прямом вращении и при реверсе, которые блокируются на время установления номинального тока двигателя шнека 17.The relay of the rated current 18 in the phase of the auger motor has opening contacts in the auger start circuits during direct rotation and during reverse, which are blocked for the time of establishing the rated current of the auger motor 17.

Блок управления 6 обеспечивает скачки частот, как показано на фиг.2, при разгоне и торможении основного двигателя 1 ротора центрифуги для исключения явлений повышенной вибрации или резонанса.The control unit 6 provides frequency jumps, as shown in figure 2, during acceleration and braking of the main motor 1 of the centrifuge rotor to eliminate the phenomena of increased vibration or resonance.

Claims (4)

1. Частотно-управляемый электропривод для центрифуги по разделению многокомпонентых смесей с выводом двух жидких и одной твердой фракций, содержащий асинхронный короткозамкнутый электродвигатель ротора центрифуги, асинхронный короткозамкнутый электродвигатель шнека центрифуги, преобразователь частоты, выполненный на выпрямителе напряжения сети, инверторе, вход которого через силовой фильтр связан с выходом выпрямителя и системой управления инвертором и выпрямителем, а выход инвертора подключен к обмоткам двух асинхронных короткозамкнутых электродвигателей, и блок вентилей обратного тока, выводы по переменному току которого подключены к выходу инвертора, цепь динамического торможения, состоящую из последовательно соединенных регулируемого резистора и контактора, отличающийся тем, что при длительном режиме частотно-динамического торможения двух асинхронных короткозамкнутых электродвигателей в него введены два диода, а цепь динамического торможения подключена к выводам постоянного тока блока вентилей обратного тока, которые через указанные диоды, включенные в прямом направлении протекания тока блока вентилей обратного тока, связаны с входом инвертора преобразователя частоты.1. A frequency-controlled electric drive for a centrifuge for separating multicomponent mixtures with the output of two liquid and one solid fractions, containing an asynchronous squirrel-cage centrifuge rotor electric motor, a centrifuge auger asynchronous squirrel-cage motor, a frequency converter made on the mains voltage rectifier, the inverter has an input filter, the input of which connected to the output of the rectifier and the control system of the inverter and rectifier, and the output of the inverter is connected to the windings of two asynchronous of closed motors, and a block of reverse current valves, the alternating current terminals of which are connected to the inverter output, a dynamic braking circuit consisting of an adjustable resistor and a contactor connected in series, characterized in that during a long-term frequency-dynamic braking of two asynchronous short-circuited motors two diodes, and the dynamic braking circuit is connected to the DC terminals of the block of reverse current valves, which through these diodes are turned on in the forward direction of the current flow of the block of reverse current valves, are connected to the inverter input of the frequency converter. 2. Частотно-управляемый электропривод по п.1, отличающийся тем, что к блоку управления подключены датчики плотности легкой и тяжелой жидких фракций центрифуги для регулирования в напорных режимах клапанов вывода этих фракций, при этом с отключением подачи многокомпонентной смеси в ротор центрифуги при длительном динамическом торможении и закрытии регулируемых клапанов жидких фракций осуществляется реверс асинхронного короткозамкнутого электродвигателя шнека центрифуги.2. The frequency-controlled electric drive according to claim 1, characterized in that the control unit is connected to the density sensors of light and heavy liquid fractions of the centrifuge to regulate the pressure valves of the output of these fractions, while shutting off the flow of the multicomponent mixture into the centrifuge rotor for a long dynamic braking and closing of adjustable valves of liquid fractions, the asynchronous squirrel-cage electric motor of the centrifuge screw is reversed. 3. Частотно-управляемый электропривод по п.1 или 2, отличающийся тем, что реле номинального тока в фазе двигателя шнека и размыкающие контакты этого реле в цепях прямого пуска и реверса шнека блокируются на время установления номинального тока этого двигателя.3. The frequency-controlled electric drive according to claim 1 or 2, characterized in that the rated current relay in the phase of the screw motor and the opening contacts of this relay in the direct start and reverse circuits of the screw are blocked for the duration of setting the rated current of this motor. 4. Частотно-управляемый электропривод по п.1 или 2, отличающийся тем, что при разгоне и торможении частоты, на которых наблюдается повышенная вибрация или резонансные явления, вырезаются за счет скачка набора частоты при пуске и скачка частоты при торможении. 4. The frequency-controlled electric drive according to claim 1 or 2, characterized in that during acceleration and deceleration, frequencies at which increased vibration or resonance phenomena are observed are cut out due to a jump in frequency set during start-up and a jump in frequency during braking.
RU2008110329/09A 2008-03-20 2008-03-20 Frequency-controlled drive for centrifuge by separation of multicomponent mixtures with discharge of two liquid and one solid fractions RU2383098C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008110329/09A RU2383098C2 (en) 2008-03-20 2008-03-20 Frequency-controlled drive for centrifuge by separation of multicomponent mixtures with discharge of two liquid and one solid fractions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008110329/09A RU2383098C2 (en) 2008-03-20 2008-03-20 Frequency-controlled drive for centrifuge by separation of multicomponent mixtures with discharge of two liquid and one solid fractions

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008110329A RU2008110329A (en) 2009-09-27
RU2383098C2 true RU2383098C2 (en) 2010-02-27

Family

ID=41168930

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008110329/09A RU2383098C2 (en) 2008-03-20 2008-03-20 Frequency-controlled drive for centrifuge by separation of multicomponent mixtures with discharge of two liquid and one solid fractions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2383098C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2496219C2 (en) * 2011-12-19 2013-10-20 Закрытое акционерное общество "Электропривод и силовая Электроника" Control method of frequency-assisted electric drive

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2496219C2 (en) * 2011-12-19 2013-10-20 Закрытое акционерное общество "Электропривод и силовая Электроника" Control method of frequency-assisted electric drive

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008110329A (en) 2009-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1638692B1 (en) Centrifuge control system with power loss ride through
JP5848039B2 (en) Inverter control device
JPH05184973A (en) Decanter-like centrifugal separator
US8410733B2 (en) Wound field synchronous motor drive
EP1196247A1 (en) Laboratory centrifuge, comprising refrigeration unit
RU2383098C2 (en) Frequency-controlled drive for centrifuge by separation of multicomponent mixtures with discharge of two liquid and one solid fractions
CN108291940B (en) Method for detecting a fault in a generator unit
JP2007166885A (en) Electric vehicle controller
EP3335923B1 (en) Railroad vehicle control device
EP3443276A1 (en) Compressor unit, refrigeration circuit comprising the same and method of operating a compressor unit
JP6121602B1 (en) Start-up method of three-phase induction motor and decanter type centrifugal separator
Shermatov et al. Increasing The Efficiency Of Power Oil Transformers For Cleaning From Oil Compounds Developing A Regression Model For Determination Of Optimal Temperature Exit
CN102801383B (en) Alternating current motor driving device with charging function and charging method thereof
US8237395B2 (en) Dual-speed single-phase AC motor
CA2894726A1 (en) System for supplying electrical power to a load and corresponding power supply method
Hyla Start-up of large-power synchronous motor with the 6 kV voltage source inverter and microprocessor-controlled unit for excitation supply
CN202586862U (en) Alternating current motor drive device with charging function
SU1651351A1 (en) Rotary frequency changer
RU2539293C1 (en) Frequency electric drive
RU2084075C1 (en) Synchronous motor field regulator
CN208316602U (en) The dedicated double speed electronic switch of single-phase double-speed motor
SU921008A1 (en) Frequency-controlled electric drive for centrifugal machines
RU2339153C1 (en) Method for deceleration of three-phase asynchronous motors
JP2009047087A (en) Pumping power generation device and its control method
RU2627688C2 (en) Device for switching the excitation winding and auxiliary winding of separate excitation direct current motor

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20110801

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120321