VSI200系列变频器在摆动转子泵上的应用V0.docx

VSI200系列变频器在摆动转子泵上的应用V0.docx

《VSI200系列变频器在摆动转子泵上的应用V0.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《VSI200系列变频器在摆动转子泵上的应用V0.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

VSI200系列变频器在摆动转子泵上的应用V0

VSI200系列变频器在摆动转子泵上的应用V1.0

1摆动转子泵的工作原理

BZYB系列摆动转子泵以国家发明专利“摆动转子式机器”为核心，用于气、液、固多相混输。

    BZYB系列摆动转子泵结构上采用曲柄活块机构（如图1所示），经演化变为图2所示。

图2中的转子相当于图1中的连杆、曲轴相当于图1的曲柄，而活块对应于图1的活块，然后在以曲轴的旋转下转子产生的外轨迹圆为缸体，构成了完整的泵的结构原理图。

由图2可以看出，缸体与转子形成的间隙密封点d（d'）和活块将缸体分成了工作容腔A和工作容腔B（d和d'的距离在0.02～0.04mm之间）。

当曲轴作逆时针转动时，套在曲轴上的转子也跟着旋转，但由于转子同时受到活块的牵制，致使转子在缸体内作滚动加微量滑移的方式进行容积变换（如图2所示，转子上点a'对应于缸体上小微段a，当曲轴转了一个角度后转子上的b'对应于缸体上小微段b，同样的c'对应于c、d'对应于d……）。

随着曲轴旋转角度的加大，A腔体积也逐渐增大则形成真空，吸入介质；B腔体积则逐渐减少，强迫介质从排口排出。

随着曲轴的不断旋转，A腔和B腔的体积就不断地发生周期性的变化，达到泵送的目的。

由以上分析可知：

　　①BZYB系列摆动转子泵的零件均为规则零件，加工简单、精度容易保证。

不象螺杆泵需要专门设备进行加工，造价昂贵，要提高其精度相当困难。

   ②转子与缸体的径向密封间隙可以由转子、缸体和偏心轴的尺寸来保证，精确地做到两者的间隙（即图2中d和d'间的距离）在0.02～0.04mm之间。

转子与缸体之间不相互接触，保证了该泵可以长期保持该密封间隙而不会因磨损而变化，且自吸性能极佳。

而这一间隙对于同样采用小间隙密封的螺杆泵来讲是不可能的，螺杆泵各处平均间隙约0.1mm左右。

   ③该泵工作容腔空间大，有少量杂质颗粒也不妨碍工作，泵不易磨损，寿命长。

绝大部分杂质颗粒在月牙形空腔中随介质带走，万一有硬质颗粒物正好挤入密封线中，造成对转子或缸体产生刮伤，由于转子与缸体形成的密封线是线对线的关系，某一处的损伤仅会对该角度的密封性能造成影响，而不会影响下一角度的密封，除非转子或缸体整个内外径磨损。

故不会对泵整体性能产生大的影响。

BZYB系列摆动转子泵单腔工作时会出现流量脉动现象。

于是我们对泵作了进一步的改进（如图3所示）。

由图3可以看出，该图是由图2经割破转子，加装固定隔板，移活块到转子后面的方法而形成类似于图2两个泵同时工作而工作相位又相互错开180°的形式。

   ④流量较均衡。

当曲轴作逆时针转动时，套在曲轴上的转子也跟着旋转（由转子与缸体组成密封线a，转子与中心圆柱组成密封线b以及固定隔板形成工作容腔A和B），工作容腔A逐渐变大，形成真空吸入介质；工作容腔B逐渐变小，排出介质。

由于两工作腔同时作业，体积变化率趋于一致，从而保证了输出流量的均衡。

   ⑤泵内不存在影响泵性能的磨损件。

泵内唯一的接触性磨擦发生在活块与缸体之间，但因为两者为大平面接触滑动，滑动速度低，一般小于0.5m/s，PV值很小，所以磨擦损失及磨损非常小，另外活块处的磨损不会影响泵的正常运转和容积效率，故该处摩擦可忽略。

而滑片泵由于其结构原因，其滑片与转子、缸体（低压侧）之间会产生严重的机械摩擦，使叶片磨短、转子上滑片槽磨损变形、缸体磨损变形，最终使泵性能下降甚至丧失泵送功能。

   但这种结构的泵所输送介质对转子有轴向力。

为改善泵的力学性能，我们将泵做成左右对称结构（如图4所示）。

⑥由于使用了左右对称双缸四腔结构，使作用在转子上的轴向力相互抵消，在保证定子与转子间隙（如图4中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、a和b处）在0.02～0.04mm的情况下，能避免转子与定子磨擦，并长期保证该密封间隙。

1．2摆动转子泵的性能特点

BZYB摆动转子泵的设计融合了泵和压缩机的工作原理，兼具液体输送泵和真空泵的作用。

具有以下显著特点：

（1）加工制造简单，配合精度高；

（2）有极强的自吸能力，极限真空度可达99%，可代替真空泵用于引虹吸和扫舱；

   （3）优异的气液混输能力，可以0～100%的气液比混输送介质。

并适用于粘度小的介质和粘度大介质的单独输送或多相混合输送；

   （4）泵工作容腔空间大，有较强的抗杂质性能（泵进口配10～40目/英寸的过滤器）；

   （5）无密封件外的易损件,整机唯一的接触磨擦产生于导芯与缸体的接触部位,但因为其线速度极低（一般＜0.5m/s）且磨损不影响泵工作性能，故无需考虑更换；

   （6）高速与低速时吸入性能变化小，可达到的极限真空度基本无变化，可制造必须气蚀余量在0.5～1.5m的泵；

   （7）高的泵效率，全液相效率大于72%；

   （8）可在室外工作，不建泵房；

   （9）采用标准机械密封，性能可靠、寿命长、更换方便。

2、摆动转子泵安装要求及使用注意事项

2．1安装要求

1）泵基础采用地脚螺栓固定，混凝土浇注。

要求不得有裂纹、空洞等缺陷，必须能承受泵和管路系统的最大动负荷和静负荷，不能有任何损坏和影响泵运转的沉降。

2）泵进出口管路通径应比泵的进排口通径大一到二级。

严禁泵的吸入管道通径小于泵的进口法兰通径，泵的进出口应设置进口真空表及出口压力表，并采取防振措施。

进口真空表应在过滤器后与泵进口之间，出口压力表应在止回阀与泵出口之间。

进口应设置篮式过滤器并保证有足够的流通面积，过滤器目数由介质颗粒大小决定，但一般为20～40目/in。

3）进出口应分别设置切断阀，在开泵前全部打开，并在停泵后关闭，泵的进出口管道均应可靠固定。

在泵出口有背压的情况下，出口管路中一般设置一个相应管径的止回阀。

4）在需要进行扫舱或引虹吸作业的工况时，设置管路时泵出口应有一段约400mm高的立管（如图1所示）。

5）进出口管路的联接应保证不得有额外负荷加载在泵的机体之上，以保证泵性能。

6）配制泵的进出口管道时，应在泵的进出口法兰加设盲板，防止异物进入泵腔。

在管道焊接完成安装之前，应采用敲击、振动等办法清除管道内的异物和焊渣，并用高压水冲洗干净，特别是泵进口过滤器后至泵出口阀门之间的管道应彻底清洗，严禁异物进入泵体，引起泵卡死。

7）管道配制完成后，如需进行管道压力试验，应在泵进排口上设置盲板，隔离泵体，防止泵密封损坏。

2．2使用注意事项

1）安装完成后，应再次检查进出口管路已经清洗，如尚未清洗的立即拆管路清洗。

泵对杂质颗粒异常敏感，易造成卡死事故。

2）手盘泵，以无卡滞点为好。

3）启泵前，应检查电动机接线是否符合防爆要求，如配有减速器则应检查减速器齿轮箱内油面是否符合要求。

管道上法兰联接螺栓是否紧固，止回阀流向是否正确。

4）打开泵的进、出口管路上阀门，点动泵，检查泵的转向，确认正确后，开泵试运转。

5）启泵后，检查泵的进出口压力表读数是否正常，泵的振动和噪音有无异常，如发现异常情况，应立即停机分析原因。

6）停泵，关闭泵的进、出口管路阀门，关闭管路阀门，结束操作。

※特别注意事项：

因BZYB泵属于容积泵，故在开泵之前必须开启进、出口管路上所有阀门，以防止泵超压运行，另外，不可以采用调整阀门开度办法改变泵的排量，因容积式泵其排量与出口压力无关，在所有压力条件下均为额定排量。

#1、摆动转子泵在卸油扫仓工况下配备变频系统的原因

泵配备变频器的原因为用摆动转子泵扫槽车剩余底油时，由于扫舱软管口径较小,在全液流动时,易产生泵进口真空过高，泵振动、噪声增大的问题。

因为采用摆动转子泵扫舱与采用真空泵不同，转子泵是进行气液混输，因此必须考虑泵的汽蚀性能，在槽车底油多时，扫舱软管吸入饱满，泵进口真空高，当真空超过泵汽蚀点后，泵的振动、噪声将增大。

因此摆动转子泵扫舱时需配置变频器及压力变送器，采用PID调节。

变频器采用PID调节，即通过压力变送器来调节，可以完成自动控制的功能。

我们可以在变频器上将泵进口所需要控制的最高真空度设定好。

将压力变送器安装在泵进入管道上，压力变送器将采集到的进口压力信号，转化为4～20mA的电信号，输送到变频器，变频器根据电流的大小与设定值进行比较分析，来改变频率。

在泵进口真空度较低时，提高转速，增大泵的排量；泵进口真空度较高时，降低转速，减少泵的排量，从而达到控制泵进口真空的目的。

避免在泵进口真空较高时，泵发生汽蚀，产生振动、噪声。

泵进口真空较低时，扫舱吸入速度慢，需要人工调节提高泵转速，这样较繁琐操作。

变频器采用PID调节，可以减轻操作的繁琐性，提高泵的扫舱效果，是一种较好的扫舱作业控制方式。

#2变频器与压力变送器的工作原理

摆动转子泵在油库的扫舱工作过程中，由于每个现场工艺装置不同，且槽车底油剩余量也不相同，这样就会造成泵入口的吸入条件也不同，有时真空度不够，有时真空度过高。

采用变频器可以根据现场进行PID调节，可以满足使用要求。

变频器采用PID调节，即通过压力变送器来调节，可以完成自动控制的功能。

我们可以在变频器上将泵进口所需要控制的最高真空度设定好。

将压力变送器安装在泵进入管道上，压力变送器将采集到的进口压力信号，转化为4～20mA的电信号，输送到变频器，变频器根据电流的大小与设定值进行比较分析，来改变频率。

在泵进口真空度较低时，提高转速，增大泵的排量；泵进口真空较高时，降低转速，减少排量，从而达到控制泵进口真空的目的。

避免在泵进口真空较高时，泵发生汽蚀，产生振动、噪声。

泵进口真空较低时，扫舱吸入速度慢，需要人工调节提高泵转速，这样较繁琐操作。

变频器采用PID调节，可以减轻操作的繁琐性，提高泵的扫舱效果，是一种较好的扫舱作业控制方式。

变频器的选用。

一般选用的变频器功率应与所配备的电机功率相当，即与电机同一级别，或大于电机一个级别。

根据实际使用情况，我们一般建议在11KW以内的电机，选用相同功率级别的变频器；大于11KW的电机，变频器的功率应大于电机一个级别。

例：

18.5KW的电机，配22KW的变频器。

压力变送器的选用。

由于压力变送器安装在摆动转子泵的进口，用于控制泵进口的真空度，因此压力变送器的压力范围选定为-100Kpa~0，精度为0.5级，防爆等级dⅡCR

接线图。

1带压力变送器自动调速

功能号参数值

P0.001控制模式V/F控制

P0.011运行控制方式端子控制

P0.037频率设定方式PID控制

P0.0610运行频率下限10S

P0.0810加速时间10S

P0.0910减速时间10S

P1.120运行低于下限动作以下限运行

P2组设电机参数

P2.00-P2.05

P4.001V/F设定2.0降转矩

P5.001X1功能选择正转运行

P5.162AI2下限2V-10V

P9.000PID给定源键盘给定

P9.0115键盘给定15%

P9.021PID反馈选择AI2反馈

P9.031PID输出特性负特性

P9.042.1比例增益2.1Kp

P9.054.5积分时间4.5S

P9.070.1采样周期0.1S

P9.1130休眠前等待时间30S

2变频器参数调整步骤

1）按MODE键，进入功能设定状态

2）按∧或∨键，到需要设定的功能号

3）按SHIFT键到所需修改的位号

4）按ENTER键确认

5）按MODE键，2下退出

3手动调速

功能号参数值

P0.010运行控制方式键盘控制

变频器安装使用要求

1使用环境

◆环境温度-10℃～40℃（有特殊要求的可达50℃）；

◆防止电磁干扰、远离干扰源；

◆防止水滴、蒸气、粉尘、灰尘、棉絮、金属细粉的侵入；

◆防止油、盐及腐蚀性气体侵入；

◆避免震动；

◆避免高温多湿且无雨水滴淋，湿度小于90%RH（不结露）；

◆不能安装在要求防爆的场所。

2安装方向与空间

变频器要安装了室内通风良好的场所，并采用壁挂式。

3接线注意事项

◆在变频器U、V、W输出端不可以加装进相电容或阻容吸收装置。

◆拆换电机时，必须切断变频器输入电源。

◆在变频器停止输出时方可切换电机或进行工频电源的切换。

◆输入指令信号连线除屏除屏蔽外还应单独走线，最好远离主回路接线。

◆变频器与电机间最大距离应在50米以内。

◆变频器与电机间最大距离超过50米时，应加装电抗器。

◆当变频器加装外围设备（滤波器、电抗器等）时，应首先用1000伏兆欧表测量其对地绝缘电阻，保证不低于4MΩ。

◆若变频器需较频繁起动，勿将电源关断，必须使用控制端子的COM/FOR作起停操作，以免损伤到整流桥。

◆不可将交流输入接到变频器输出端子U、V、W。

◆为防止意外事故发生，接地端子E或〨必须可靠接地（接地阻抗应在100Ω以下），否则会有漏电的状况发生。

◆主回路配线时，配线线径规格的选择，请依照国家电工法规有关规定施行配线。

现场图片：