双电机驱动螺旋卸料离心机速差调节系统优化
0?引言
近年来，卧式螺旋刮刀卸料过滤离心机在我国煤炭、化工、环保等行业中已经得到了一定程度的应用。相比较其他脱水设备，卧式螺旋刮刀卸料过滤离心机具有体积小,结构简单，处理量大，脱水效率高，可靠性好，易损件少，不易堵料等优点，因而在选煤厂的煤泥脱水方面有着广泛的应用前景。本文介绍的是C350型螺旋卸料过滤离心机主要用于浮选精煤脱水降灰，该设备采用双电机双变频驱动。
1?双电机驱动螺旋刮刀卸料过滤离心机的工作原理及结构
C350型螺旋卸料过滤离心机采用双电机驱动，即筛篮和螺旋刮刀分别由2台独立的电机驱动，2台电机的转速由主副2台变频器调节。离心机工作时，物料由进料管5连续给入，经布料盘将物料均匀分布到筛篮内壁滤网上。悬浮液中的大部分固相被截留形成滤饼，液相和少部分极细颗粒透过多孔滤饼和滤网组成的过滤层成为滤液，从离心液排出口7排出，由于筛篮3与断开式输料螺旋刮刀4存在转速差，即螺旋刮刀相对于筛篮转动，螺旋面与物料之间产生接触力，当滤饼达到一定厚度时，在接触力和离心力共同作用下，螺旋面推动滤渣沿着轴向运动，连续不断地向筛篮大端移动并排出，经固相出口6排出机外。
2?速差对产品的影响
螺旋刮刀和筛篮之间的相对转速，简称速差。速差可以调节滤渣的水分和离心机的处理量，但对最终产品的水分影响较大。
2.1速差对产品水分的影响滤渣停留时间
由式(2)知:改变速差即改变滤渣在脱水区的停留时间，停留时间越长，产品水分越低，而处理量减小了;停留时间越短，产品水分也相应增大。
2.2速差对处理量的影响
由式(3)知:改变速差的大小即可实现对离心机处理量的控制，速差增大，处理量也相应增大;速差减小，处理量也变小。相比之前的齿轮耦合传动，双电机驱动具有很好的灵活性。由上面
公式
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知，速差的调节是双电机驱动控制的核心，在实际生产中，当来料过多时，可以相应增大速差，提高处理量，以避免堵料，
即通过牺牲水分来避免堵料问
题
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;当来料过少时，可以相应减少速差，降低处理量，同时也得到了低水分产品。总的来说，速差的调节可以解决由于入料不稳定所带来的一些问题。
3?速差控制系统
3.1双电机驱动速差简单控制系统
工业应用中，大部分双电机直接驱动螺旋卸料离心机都采用如图3所示的双电机双变频驱动控制系统。该系统由2个相互独立的简单系统组成，用2台变频器，1台控制筛篮转速，另一台控制螺旋刮刀转速。变频器给定一个频率值来控制电机的转速，即控制筛篮的转速，筛篮的转速通过传感器，经主控制器反馈给变频器，从而实现变频器对筛篮转速的控制。但这样的控制系统存在很多弊端:(1)调节变化范围大，不能进行微调，即当速差很小时就不可调;(2)双变频驱动离心机为双转子耦合结构，故筛篮转速必然引起螺旋刮刀转速的改变，即筛篮和螺旋刮刀之间存在摩擦作用，因此转动时筛篮和螺旋刮刀之间相互干扰，导致速差不稳定，即滤渣停留时间和处理量不稳定，产品水分也受影响。2个相互独立系统不能适应速差的精确调节，尤其在低速差时产生的误差较大，不能适应高干度离心脱水的要求。
3.2双电机驱动速差串级控制系统
本文所介绍的一种双变频串级控制系统如图4所示，串级控制系统是在简单控制系统的基础上发展起来的。当对象的滞后较大，干扰比较剧烈、频繁时，采用简单控制系统往往控制质量较差，满足不了工艺上的要求，这时就可以采用串级控制系统来减小因摩擦作用产生的相互干扰。本系统具有主副2个控制器，主副2个回路分别控制筛篮和螺旋刮刀的转速。筛篮转速控制与简单速差控制系统中的筛篮转速控制相同，筛篮实际转速由转速传感器测量后作为控制回路的反馈，筛篮转速给定值作为系统给定，经主控制器运算后对主变频器进行调节进而控制筛篮转速。刮刀转速调节回路为副回路，但与简单速差控制系统中的刮刀转速控制不同，其给定值为速差给定值和主回路中执行器(主变频器)的实际给定值之和，副回路的反馈则由转速传感器测量刮刀实际转速而得。主控制器和副控制器是串联工作的，主回路是个定值控制系统，而副回路是个随动控制系统。即当输入速差给定值后，筛篮转速变化时，螺旋刮刀的转速也会相应改变，保持差值不变，而且可以进行微调。与简单控制系统相比，串级控制不仅不需要增加设备成本，而且拥有较好的操作性和可调性，这种系统的安全性也较高，特别在启动和停机时只需要调节一台变频器就可以实现控制，避免了一些由于操作延时所引起的故障。
4?结语
速差的大小决定了离心机脱水的程度和处理量的大小，串级控制系统符合离心机速差控制的要求，有效地解决了离心机工作过程中速差不稳定及速差不可微调的问题。实验表明:实现串级控制后速差基本稳定，而且可以进行微调，速差可以调到1 r/min以内，并且稳定性很好，产品水分保持在24%左右。随着我国洁净煤计划的实施，该控制系统为高干度煤泥离心机提供了保障，在离心机控制方面必将得到更广泛的应用。
参考文献:
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设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
研究[J].煤矿机械，2010，31(1):5-7.
[3]孙启才，金鼎五.离心机原理结构与设计[M].北京:机械工业出版社，1987.
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