一、臥螺離心機(jī)背驅(qū)動(dòng)裝置的負(fù)載性質(zhì)

　　臥螺離心機(jī)是一種臥式螺旋卸料、連續(xù)操作的沉降設(shè)備。本類(lèi)離心機(jī)工作原理為：轉(zhuǎn)鼓與螺旋以一定差速同向高速旋轉(zhuǎn)，物料由進(jìn)料管連續(xù)引入輸料螺旋內(nèi)筒，加速后進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓，在離心力場(chǎng)作用下，較重的固相物沉積在轉(zhuǎn)鼓壁上形成沉渣層。輸料螺旋將沉積的固相物連續(xù)不斷地推至轉(zhuǎn)鼓錐端，經(jīng)排渣口排出機(jī)外。較輕的液相物則形成內(nèi)層液環(huán)，由轉(zhuǎn)鼓大端溢流口連續(xù)溢出轉(zhuǎn)鼓，經(jīng)排液口排出機(jī)外。本機(jī)能在全速運(yùn)轉(zhuǎn)下，連續(xù)進(jìn)料、分離、洗滌和卸料。具有結(jié)構(gòu)緊湊、連續(xù)操作、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、適應(yīng)性強(qiáng)、生產(chǎn)能力大、維修方便等特點(diǎn)。適合分離含固相物粒度大于0.005mm，濃度范圍為2-40%的懸浮液。廣泛用于化工、輕工、制藥、食品、環(huán)保等行業(yè)。

　　在通用變頻器調(diào)速系統(tǒng)中，和差速器小軸相連的電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期處于再生狀態(tài)，運(yùn)行于第4象限，從離心機(jī)接受機(jī)械能，將再生制動(dòng)的能量反饋到變頻器的直流母線上，再通過(guò)制動(dòng)電阻將其消耗掉。

　　如何回收該部分能量是國(guó)內(nèi)外離心機(jī)制造商熱切關(guān)心的課題。

　　利用特別設(shè)計(jì)的四象限運(yùn)行變頻器（例如ABB公司的ACS611型變頻器），可將再生能量直接反饋回電網(wǎng)，但變頻器價(jià)格昂貴，國(guó)內(nèi)除了軋鋼廠以外很少有應(yīng)用。國(guó)內(nèi)也有廠家利用國(guó)產(chǎn)變頻器，將共直流母線交流變頻技術(shù)應(yīng)用于臥螺離心機(jī)，使該部分能量大部分得到回收，取得了良好的社會(huì)效益

　　和經(jīng)濟(jì)效益。這一技術(shù)的推廣應(yīng)用無(wú)疑是極有意義的，本文對(duì)此進(jìn)行討論。

　　二、共直流母線交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)

　　1-主變頻器；2-主電機(jī)；3-離心機(jī)；4-差速器；5-副電機(jī)；6-副變頻器；

　　圖1 共直流母線交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

　　離心機(jī)3由主電機(jī)2驅(qū)動(dòng)，差速器小軸和副電機(jī)5同軸連接。主、副電機(jī)的轉(zhuǎn)速由變頻器1、6控制，二者的直流母線并連，三相電源輸入主變頻器1。

　　特點(diǎn)：

　?。?）優(yōu)良的節(jié)能性能院在螺旋滯后時(shí)，再生的能量送到副變頻器的直流母線上，由于主、副變頻器的直流母線并連，該能量就經(jīng)過(guò)主變頻器被主電機(jī)利用。

　　為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，設(shè)穩(wěn)態(tài)時(shí)離心機(jī)以恒轉(zhuǎn)矩和恒差速運(yùn)行（不計(jì)及調(diào)速時(shí)加速轉(zhuǎn)矩和減速轉(zhuǎn)矩的影響），則回收的能量為：P=0.8M n/9550，式中：P-功率（KW）；M-小軸力矩（N.m）；n-小軸轉(zhuǎn)速（r/min）；M前的0.8倍是由于再生制動(dòng)時(shí)，即使不加放電的制動(dòng)電阻，電動(dòng)機(jī)內(nèi)部也有20%被轉(zhuǎn)換為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。

　　（2）動(dòng)態(tài)響應(yīng)快：有些PID調(diào)節(jié)系統(tǒng)往往有超調(diào)現(xiàn)象，過(guò)渡過(guò)程時(shí)間較長(zhǎng)，例如電渦流制動(dòng)器調(diào)速系統(tǒng)，穩(wěn)定周期有時(shí)長(zhǎng)達(dá)數(shù)分鐘。變頻調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩響應(yīng)時(shí)間僅150～200ms動(dòng)態(tài)特性明顯改善。

　　（3）容易處理突發(fā)事件造成的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)物料的堆積院副電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)運(yùn)行于第Ⅰ象限（電動(dòng)機(jī)狀態(tài)），這時(shí)差速很大：Δn=（nl+n）/i，（nl-轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速r/min；i-差速器速比），由于變頻器具有2倍額定力矩的靜態(tài)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使堆積在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的物料容易排出。

　?。?）有利于實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩控制院某些物料，例如城市污水，含有60%～70%的有機(jī)物質(zhì)，沉泥具有可壓縮性，含固率時(shí)時(shí)刻刻在變化，使螺旋推料力矩隨著進(jìn)料流量和含固率的波動(dòng)而變化，要求電氣系統(tǒng)根據(jù)力矩變化及時(shí)控制進(jìn)料量或差轉(zhuǎn)速，否則，很容易堵料。

　　恒力矩控制的關(guān)鍵是實(shí)時(shí)連續(xù)測(cè)量螺旋推料力矩，必須合理選擇力矩傳感元件。在電渦流制動(dòng)器調(diào)速系統(tǒng)中，使用電阻應(yīng)變式力矩傳感器；在本文介紹的變頻器調(diào)速系統(tǒng)中，則可直接利用變頻器輸出的力矩電流模擬量，不必單獨(dú)安裝傳感器。

　　例如，TD3000變頻器具有轉(zhuǎn)矩控制和轉(zhuǎn)速控制兩種工作方式：當(dāng)選擇轉(zhuǎn)矩控制方式時(shí)，變頻器輸出頻率將根據(jù)輸出力矩信號(hào)自動(dòng)調(diào)節(jié)，當(dāng)螺旋推料力矩變大時(shí)，降低輸出頻率，增加差速，將沉泥快速推出轉(zhuǎn)鼓；反之，增加輸出頻。

　　臥螺離心機(jī)在環(huán)保應(yīng)用方面主要指對(duì)工業(yè)和民用污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的污泥進(jìn)行脫水。當(dāng)今環(huán)境問(wèn)題成為全世界共同關(guān)注的焦點(diǎn)，在此背景下，臥螺離心機(jī)的價(jià)值得到體現(xiàn)，以前污水廠或相關(guān)處理廠均以自沉降或采用帶式壓濾機(jī)進(jìn)行污泥的脫水濃縮，試驗(yàn)證明：污泥含水率從98%降到80％，其體積可以縮小10倍，正因如此，臥螺沉降離心機(jī)由于其先天具有處理量大、自動(dòng)化操作、脫水效果好等特點(diǎn)，在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域得到了廣泛的使用和推廣。臥螺離心機(jī)單品銷(xiāo)售額占到了所有離心機(jī)產(chǎn)品的一半左右，奠定了其不可替代的地位。在國(guó)外，污水處理設(shè)備臥螺離心機(jī)