一、臥螺離心機背驅動裝置的負載性質

　　安裝在臥螺離心機差速器小軸端的調速裝置稱為背驅動裝置。這些裝置如：電渦流制動器；異步電動機；液力馬達；機械式過載保護裝置（小軸轉速為零等）。在螺旋滯后于轉鼓時，這些裝置都是以消耗離心機動能為代價，對小軸作用制動力矩，借以達到調節差轉速的目的。對小軸而言，背驅動裝置是一種負負載。

　　在通用變頻器調速系統中，和差速器小軸相連的電動機長期處于再生狀態，運行于第4象限，從離心機接受機械能，將再生制動的能量反饋到變頻器的直流母線上，再通過制動電阻將其消耗掉。

　　如何回收該部分能量是國內外離心機制造商熱切關心的課題。

　　利用特別設計的四象限運行變頻器（例如ABB公司的ACS611型變頻器），可將再生能量直接反饋回電網，但變頻器價格昂貴，國內除了軋鋼廠以外很少有應用。Alfa-Laval公司近年生產的DS706型大型污水處理離心機應用雙變頻能源反饋節能調頻控制系統（使用ACS800系列變頻器），目前在香港昂船洲污水處理廠運行。國內也有廠家利用國產變頻器，將共直流母線交流變頻技術應用于臥螺離心機，使該部分能量大部分得到回收，取得了良好的社會效益

　　和經濟效益。這一技術的推廣應用無疑是極有意義的，本文對此進行討論。

　　二、共直流母線交流變頻調速系統的結構和特點

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

　　圖1 共直流母線交流變頻調速系統的結構

　　離心機3由主電機2驅動，差速器小軸和副電機5同軸連接。主、副電機的轉速由變頻器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：

　　（1）優良的節能性能院在螺旋滯后時，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，該能量就經過主變頻器被主電機利用。

　　為簡單起見，設穩態時離心機以恒轉矩和恒差速運行（不計及調速時加速轉矩和減速轉矩的影響），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-小軸轉速（r/min）；M前的0.8倍是由于再生制動時，即使不加放電的制動電阻，電動機內部也有20%被轉換為制動轉矩。

　　（2）動態響應快：有些PID調節系統往往有超調現象，過渡過程時間較長，例如電渦流制動器調速系統，穩定周期有時長達數分鐘。變頻調速系統轉矩響應時間僅150～200ms動態特性明顯改善。

　　（3）容易處理突發事件造成的轉鼓內物料的堆積院副電機反轉時運行于第Ⅰ象限（電動機狀態），這時差速很大：Δn=（nl+n）/i，（nl-轉鼓轉速r/min；i-差速器速比），由于變頻器具有2倍額定力矩的靜態啟動轉矩，使堆積在轉鼓內的物料容易排出。

　　（4）有利于實現恒轉矩控制院某些物料，例如城市污水，含有60%～70%的有機物質，沉泥具有可壓縮性，含固率時時刻刻在變化，使螺旋推料力矩隨著進料流量和含固率的波動而變化，要求電氣系統根據力矩變化及時控制進料量或差轉速，否則，很容易堵料。

　　恒力矩控制的關鍵是實時連續測量螺旋推料力矩，必須合理選擇力矩傳感元件。在液力馬達調速系統中，使用液油壓力變送器；在電渦流制動器調速系統中，使用電阻應變式力矩傳感器；在本文介紹的變頻器調速系統中，則可直接利用變頻器輸出的力矩電流模擬量，不必單獨安裝傳感器。

　　例如，TD3000變頻器具有轉矩控制和轉速控制兩種工作方式：當選擇轉矩控制方式時，變頻器輸出頻率將根據輸出力矩信號自動調節，當螺旋推料力矩變大時，降低輸出頻率，增加差速，將沉泥快速推出轉鼓；反之，增加輸出頻。