一、臥螺離心機(jī)背驅(qū)動(dòng)裝置的負(fù)載性質(zhì)
安裝在臥螺離心機(jī)差速器小軸端的調(diào)速裝置稱為背驅(qū)動(dòng)裝置。這些裝置如：電渦流制動(dòng)器；異步電動(dòng)機(jī)；液力馬達(dá)；機(jī)械式過載保護(hù)裝置（小軸轉(zhuǎn)速為零等）。在螺旋滯后于轉(zhuǎn)鼓時(shí)，這些裝置都是以消耗離心機(jī)動(dòng)能為代價(jià)，對小軸作用制動(dòng)力矩，借以達(dá)到調(diào)節(jié)差轉(zhuǎn)速的目的。對小軸而言，背驅(qū)動(dòng)裝置是一種負(fù)負(fù)載。
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，再通過制動(dòng)電阻將其消耗掉。
如何回收該部分能量是國內(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，國內(nèi)除了軋鋼廠以外很少有應(yīng)用。Alfa-Laval公司近年生產(chǎn)的DS706型大型污水處理離心機(jī)應(yīng)用雙變頻能源反饋節(jié)能調(diào)頻控制系統(tǒng)（使用ACS800系列變頻器），目前在香港昂船洲污水處理廠運(yùn)行。國內(nèi)也有廠家利用國產(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)用無疑是極有意義的，本文對此進(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)過主變頻器被主電機(jī)利用。
為簡單起見，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。
?。?）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，過渡過程時(shí)間較長，例如電渦流制動(dòng)器調(diào)速系統(tǒng)，穩(wěn)定周期有時(shí)長達(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。
?。?）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)測量螺旋推料力矩，必須合理選擇力矩傳感元件。在液力馬達(dá)調(diào)速系統(tǒng)中，使用液油壓力變送器；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。