La aplicación del inversor de alto voltaje en el molino de azúcar Hamza de Pakistán

I Resumen del proyecto

Hamza Sugar Mills Limited de Pakistán, anteriormente conocida como Hi-sons Sugar Mills, establecida en 1969, fue renombrada con su nombre actual en 1970.000 toneladas de capacidad de trituración por díaLa producción de azúcar y materias primas para el alcohol son sus principales productos.

Vista exterior del molino de azúcar de Hamza

II Breve introducción al proceso de producción de azúcar de caña de azúcar

La producción de azúcar de caña de azúcar incluye principalmente cuatro pasos: pretratamiento, prensado, clarificación y evaporación, y ebullición del azúcar.la caña de azúcar entra en la prensa a través de un sistema de transporte, donde se somete a múltiples compresiones para extraer el jugo. El jugo luego entra en los procesos de clarificación, evaporación y ebullición de azúcar para producir azúcar blanco,mientras que el residuo prensado se procesa por separado.

La prensa es un equipo esencial para extraer jugo de caña de azúcar mediante presión mecánica.con una capacidad de transmisión superior a 50 WEl principio de extracción del jugo mediante prensado es romper las células de la caña de azúcar y liberar el jugo mediante el apretado.el proceso de prensado utiliza a menudo múltiples etapas y puede incorporar un proceso de imbición, que consiste en remojar el bagazo prensado en agua caliente o en jugo diluido para extraer más azúcar residual.

¢ Diagrama de flujo del proceso de producción de prensa ¢

III Razones para la modificación del equipo

La velocidad de extracción de la prensa es un factor crucial que afecta a la absorción de azúcar; por cada aumento del 1% en la velocidad de extracción, la tasa de recuperación total puede mejorarse entre un 0,88% y un 0,92%.Los principales factores que afectan a la tasa de extracción incluyen::

• Reabsorción durante la expansión de la fibra:

Después del prensado, las fibras de la caña de azúcar se expanden al salir de la prensa, absorbiendo parte del jugo extraído y causando la pérdida de azúcar.

• Grado de trituración y morfología del material de caña:

- ¿ Qué?Un buen grado de trituración es un requisito previo para un prensado eficiente, que promueve la extracción de jugo y la filtración.

• Contenido de humedad del bagazo:

La reducción del contenido de humedad del bagazo garantiza una mayor tasa de extracción.

• Uniformidad del grosor de la capa de caña:

El espesor desigual de la capa de caña puede dar lugar a una prensada incompleta o a un alto contenido de humedad de la bagasa, lo que afecta la velocidad de extracción.

• El desgaste de los rollos de prensa:

El desgaste de los rollos de prensa en las últimas etapas de la temporada de trituración aumenta el espacio entre ellos, reduciendo la tasa de extracción.

“Escenas originales del funcionamiento de las turbinas de vapor”

La prensa original, impulsada por una turbina de vapor de contrapresión ineficiente y contaminante (sin condensador, lo que lleva a altas temperaturas de escape), también carecía de velocidad ajustable.Esto dio como resultado un espesor de capa de caña subóptimo alrededor del 10% del tiempo, reduciendo la tasa media de extracción por debajo del 95,4%, causando pérdidas de azúcar y una producción reducida.El usuario solicitó una modificación para la regulación de la velocidad de prensa para mejorar la extracción (teóricamente en > 0.2%) y ahorrar energía al reducir la velocidad en caso de que el espesor de la capa de caña sea insuficiente.

IV Plan de modificación

De acuerdo con las necesidades del lugar, el plan de modificación adopta un inversor de alto voltaje + motor para reemplazar la prensa original impulsada por turbina de vapor.como dispositivo de arranque del motor, ofrece las siguientes ventajas principales:

• Comienzo suave, protegiendo el motor y la red eléctrica: Reduce el impacto del arranque directo en la red eléctrica,evita el sobrecalentamiento del enrollamiento del motor y el envejecimiento del aislamiento causado por una corriente de arranque instantánea alta, y prolonga la vida útil del motor.
• Funcionamiento sencillo y fácil mantenimiento.
• Regulación conveniente de la velocidad para satisfacer los requisitos del proceso de prensa.

- ¿ Qué?

IV.I Condiciones del equipo en el lugar

Cada línea de producción está equipada con 5 prensas. La primera prensa utiliza un inversor de alto voltaje uno a uno que impulsa un motor de alto voltaje.Este motor es un motor asíncrono de tres fases de frecuencia variable fabricado por Shanxi Electric Machinery ManufacturingLa primera prensa tiene una carga más pesada, por lo que su motor e inversor tienen una mayor potencia, mientras que las demás prensas tienen cargas más ligeras y, en consecuencia, una menor potencia del equipo.

Las principales ventajas del uso de un motor de frecuencia variable incluyen:

• Alta calidad de equilibrio y capacidad de alta velocidad:

Nivel de vibración R, alta precisión de mecanizado de piezas mecánicas, equipadas con rodamientos especiales de alta precisión.

• Sistema de refrigeración eficiente y fiable:

- ¿ Qué?Utiliza ventiladores de flujo axial importados para ventilación forzada y disipación de calor, asegurando un enfriamiento efectivo del motor a varias velocidades para un funcionamiento estable a largo plazo.

• Rango de regulación de velocidad más amplio y mayor calidad de diseño:

- ¿ Qué?El diseño especial del campo magnético suprime los campos magnéticos armónicos de alto orden, cumpliendo con los requisitos de alta frecuencia, ahorro de energía y bajo ruido.con un par constante de amplio rango y características de regulación de velocidad de potencia, regulación de velocidad estable y sin pulsación de par.

IV.II Modificación in situ del circuito principal

“Diagrama simplificado del proceso de prensado”

Cada línea de producción está equipada con 5 juegos de prensas, según las necesidades del lugar de producción.

• El gabinete de desvío:Sirve como dispositivo de arranque de frecuencia de energía de espera.
• El gabinete del transformador.
• El gabinete de la unidad de energía.
• Cabina de control:El panel está equipado con botones de conmutación local/remota, botones de parada de emergencia y luces indicadoras de funcionamiento de frecuencia de potencia/frecuencia variable.

Esta modificación adopta el inversor de alto voltaje de la serie JD-BP38 fabricado por FGI Electronic Technology Co., Ltd.La frecuencia de funcionamiento del sistema de regulación de velocidad de frecuencia variable se fija mediante una consola de control remoto, lo que permite al personal de la sala de control eléctrico controlar el estado del sistema y ajustar la velocidad de la prensa de acuerdo con las necesidades de producción,mejorando así la eficiencia de la producción.

“Diagrama del circuito principal de modificación en el lugar”

El circuito principal está equipado con interruptores de cuchillo K1, K2 y K3. Durante el funcionamiento de frecuencia variable, K1 y K2 están cerrados y K3 está abierto; durante el funcionamiento de frecuencia de potencia, K1 y K2 están abiertos,y K3 está cerradoEstos tres interruptores de cuchillo tienen estrictas relaciones de bloqueo mecánico y eléctrico para evitar la conexión simultánea de las fuentes de alimentación de frecuencia de energía y de frecuencia variable.garantizar el funcionamiento seguro del sistema.

IV.III Sistema de control

“Diagrama del sistema de control”

Para los requisitos de exportación, el inversor FGI adopta un diseño totalmente en inglés, incluida la interfaz y la configuración de parámetros, lo que facilita la comprensión de los usuarios.Su sistema de control consiste principalmente en las siguientes partes::

• El controlador:La unidad de control central, incluida:
  • Tarjeta de fibra óptica: transmite señales de datos bidireccionalmente entre la fibra óptica y la unidad de alimentación.y recibir códigos de fallo.
  • Junta de control principal: adopta un microordenador DSP de chip único de alta velocidad para completar el control del motor, generar comandos de voltaje PWM de tres fases,y intercambiar parámetros de estado y parámetros de configuración con la interfaz hombre-máquina a través de la interfaz RS232.
  • El tablero de señales.
  • El tablero de energía.
• Interfaz hombre-máquina (HMI):Proporciona una interfaz de operación totalmente en inglés y fácil de usar, responsable del procesamiento de la información y la comunicación externa, y puede implementar un control en red con monitoreo superior opcional.Recoge datos a través de la placa de control principal y la placa de PLC, calcula y muestra parámetros de funcionamiento como corriente, voltaje, potencia y frecuencia, y tiene funciones de registro, sobrecarga y protección contra alarmas de sobrecorriente.Está conectado a la placa de control principal a través de RS232 y a la placa de PLC a través de RS485 para el monitoreo en tiempo real del estado del sistema.

- ¿ Qué?

Interfaz principal del sistema de control de frecuencia variable FGI

¿Qué quieres decir?Interfaz de configuración de parámetros¿Qué quieres decir?

• Placa de control de comandos:Procesa las señales de conmutación internas del inversor y las señales de operación y las señales de estado in situ, lo que mejora la flexibilidad de la aplicación.Tiene capacidad para 4 entradas analógicas (procesamiento de señales analógicas como flujo y presión del campo o señales de ajuste) y 2 salidas analógicas (salidas de señales de ajuste de frecuencia).
• El equipo host:Se comunica con la placa PLC a través de la interfaz RS485, facilitando el funcionamiento del inversor por parte del usuario y la monitorización en tiempo real de sus parámetros de funcionamiento.Se puede conectar a una impresora para registrar datosLos operadores pueden realizar varias operaciones en la sala de monitoreo sin necesidad de entrar en la sala de control eléctrico de alto voltaje, mejorando la comodidad y la seguridad, reduciendo la intensidad del trabajo,y mejorar la eficiencia del trabajo.

IV.IV Modos de control

El inversor FGI admite tres modos de control:

• Control local:Funcionamiento de arranque/parada del motor y todas las funciones a través de la interfaz del inversor.
• Control remoto:Recepción de las señales de control del interruptor en el lugar a través de la placa PLC incorporada.
• Control superior:Recepción de señales de control del sistema superior a través de la interfaz RS485 y el protocolo de comunicación Modbus.

Esta modificación utiliza un control superior, con operadores que ajustan la frecuencia y monitorean los parámetros de ejecución en el ordenador host.

¿Qué quieres decir?Cuadro de control en el lugar¿Qué quieres decir?

IV.V Modificación de la prensa a frecuencia variable en el sitio

Este sistema consta de un interruptor de alta tensión y un inversor de alta tensión, cada línea está equipada con 5 juegos de inversores de alta tensión y interruptores de alta tensión.

¿Qué quieres decir?Diagrama de la pantalla de operación

IV.VI Características técnicas del inversor de alto voltaje de la serie JD-BP38 de la FGI

El inversor de alto voltaje de la serie JD-BP38 de FGI es un inversor de fuente de alto voltaje de alto rendimiento con control DSP de alta velocidad, control de vector sin sensor de velocidad,y tecnología multinivel de la serie de unidades de potenciaOfrece una excelente calidad de potencia y protección del motor y ha sido reconocido como un producto de marca famosa de China. Sus características específicas incluyen:

• Control DSP de alta velocidad:Velocidad de cálculo más rápida y control más preciso.
• Inicio del vuelo:Capacidad para reconocer la velocidad del motor y arrancar directamente.
• Reinicio en rotación:Funcionamiento automático después de una rápida recuperación de la falla de energía.
• Equalización automática del voltaje de la línea:Asegura una salida de tensión de línea equilibrada durante fallas de la unidad.
• Detección del voltaje de la unidad de corriente continua:Optimiza el control de voltaje, reduce los armónicos y mejora la precisión.
• Condensadores electrolíticos de larga duración:Utilizando tecnología patentada, la vida útil se incrementa 1 vez.
• Estructura de refrigeración de alta fiabilidad:Baja tensión de IGBT y amplio rango de sobrevolución.
• Protección contra cortocircuito repentino de fase a fase:Protección inmediata del equipo en caso de cortocircuito.
• Función de limitación de corriente:Previene la protección contra la sobrecorriente y reduce el tiempo de inactividad.
• Reinicio automático por error:Recuperación automática después de una sobrecorriente debido a cambios repentinos de carga.

V Efectos después de la modificación

La modificación de la prensa ha sido bien recibida por los usuarios debido a la operación y el mantenimiento simplificados, y un entorno de trabajo mejorado con reducción de la mano de obra y las emisiones de vapor.

Después de la modificación y puesta en marcha, el sistema ofrece las siguientes ventajas:

• Empiezo suave:Tiempo y modo de arranque ajustables en función de las condiciones del lugar.
• Factor de potencia alto:Obtiene 0,95 o más, eliminando la necesidad de una compensación adicional.
• No hay contaminación armónica:Reduce efectivamente el calentamiento del motor.
• Pulsación de par bajo:Minimiza la resonancia mecánica y el desgaste de los mecanismos de transmisión.
• Forma de onda de salida perfecta:Tasa de distorsión inferior al 4%.
• Reducción de las interferencias y el tiempo de inactividad:Disminuye las paradas causadas por el exceso de espesor de la capa de caña.
• Mejor velocidad de extracción:El aumento esperado de más del 0,2%, estimado conservadoramente en el 0,1%, podría aumentar los ingresos anuales en 119.000 yuanes.
• Ahorro de energía significativo:Reducción del consumo de energía por tonelada de caña de caña de 33,02 kWh a 31,22 kWh, lo que resulta en un ahorro anual de 342.000 yuanes.
• Reducción de los costes de mantenimientoDisminución del tiempo de inactividad y de los gastos de mantenimiento.

VI Conclusión

Esta modificación de la unidad de frecuencia variable no sólo ha ahorrado energía, sino que también ha mejorado la automatización del sistema, ha reducido el desgaste del equipo, ha habilitado el control de velocidad basado en la demanda,reducido la intensidad de trabajo de los trabajadoresFGI continuará persiguiendo el crecimiento y la innovación en la industria de la transmisión de frecuencia variable, considerando proactivamente las necesidades de los usuarios,y contribuir a la mejora y transformación de los equipos eléctricos industriales en Pakistán.

Base de producción: al norte de la sección media de Jincheng Road, zona de desarrollo económico, condado de Wenshang

Centro de I+D: No. 21, Gongye North Road, Subdistrito de Baoshan, Distrito de Licheng, ciudad de Jinan

Correo electrónico: extranjero@fengguang.com

Página web:La información se encuentra en el sitio web www.fengguang.com.