普傳科技變頻器在擠出機上的應(yīng)用

摘 要: 本文介紹了如何使用普傳PI7000變頻器的主板端子功能和保護功能實現(xiàn)橡膠擠出機系統(tǒng)的調(diào)速控制的工藝要求.著重介紹橡膠擠出機工藝要求及變頻器參數(shù)設(shè)定實現(xiàn)及其控制過程,變頻器常見故障及排除措施.

關(guān)鍵詞: PI7000變頻器 變頻調(diào)速 橡膠擠出機 矢量控制

1、引言

　　擠出成型是橡膠工業(yè)的基本加工工藝之一。膠料通過擠出機熔化成均勻的熔體，在熔化中建立的壓力作用下，使螺桿連續(xù)地定溫、定量、定壓的擠出機頭，它是指利用螺桿擠出機（簡稱擠出機）及其輔機，使膠料在螺桿的推動下，連續(xù)不斷地向前運動，再借助于口型擠出各種所需形狀的半成品，然后由特定的輔機配合，來完成擠出成型或其他作業(yè)的工藝過程。橡膠最終擠出制品生產(chǎn)的一般過程如下：

　　擠出機具有生產(chǎn)能力高，產(chǎn)品質(zhì)地均勻，尺寸準確，能實現(xiàn)工藝過程的連續(xù)化，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便等特點，因而在塑橡膠工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。擠出機對于驅(qū)動系統(tǒng)的性能有嚴格的要求，例如，要求驅(qū)動系統(tǒng)具有校高的起動轉(zhuǎn)矩，平滑的運動特性，寬闊的速度/轉(zhuǎn)矩設(shè)定范圍。由于塑膠制品在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，因此塑膠機械成為機械行業(yè)中的一個重要行業(yè)。塑膠機械在應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)后可以節(jié)約電能（可節(jié)電約20-60%）、減少對電網(wǎng)的沖擊，實現(xiàn)綠色用電、還可以提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量。采用普傳7000系列交流變頻器的擠出機主機傳動，能夠完全滿足擠出機的工藝要求，達到必要的工藝控制指標，經(jīng)過實際運行來看，比較穩(wěn)定，產(chǎn)品的適應(yīng)性強，經(jīng)濟效益明顯。

2 橡膠擠出機系統(tǒng)的組成部分

　　一臺擠出設(shè)備通常由主機、輔機及其控制系統(tǒng)組成。通常這些組成部分統(tǒng)稱為擠出組。

　　2.1 橡膠擠出機的主機

　　一臺擠出機主機由擠壓、傳動、加熱冷卻三部分系統(tǒng)組成。

　　擠壓系統(tǒng)主要由螺桿和機桶組成，是擠出機的關(guān)鍵部分;

　　傳動系統(tǒng)中起作用是驅(qū)動螺桿，要保證螺桿在工作過程中具備所需要的扭矩和轉(zhuǎn)速;

　　加熱冷卻系統(tǒng)主要來保證物料和擠壓系統(tǒng)在成型加工中的溫度控制。

　　2.2 橡膠擠出機的輔機

　　擠出設(shè)備的輔機的組成根據(jù)制品的種類而定。一般說來，輔機由劑透定型裝置、冷卻裝置、牽引裝置、切割裝置以及制品的卷取或堆放裝置等部分組成。

　　2.3 橡膠擠出機的控制系統(tǒng)

　　擠出機的控制系統(tǒng)主要由變頻器、三相異步電動機、電器、儀表和執(zhí)行機構(gòu)組成，其主要作用為：

　　（1）控制主、輔機的拖動電機，滿足工藝要求所需的轉(zhuǎn)速和功率，并保證主、輔機能協(xié)調(diào)地運行。

　　（2）控制主、輔機的溫度、壓力、流量和制品的質(zhì)量。

　　（3）實現(xiàn)整個機組的自動控制。

3 螺桿擠出機的控制

　　3.1在傳統(tǒng)的螺桿擠出機系統(tǒng)中，螺桿由直流電機驅(qū)動。在直接傳動情況下螺桿直接由齒輪箱驅(qū)動;在間接傳動情況下，螺桿由皮帶和牽引盤驅(qū)動。傳統(tǒng)的直流電機本身存在著一定的缺點：例如直流電機的電刷每個月就要更換一次，在多粉塵或腐蝕性環(huán)境中直流電機需要經(jīng)常清洗，有時甚至還需要從車間外為直流電機通入潔凈的冷卻空氣。

　　3.2 間接傳動螺桿擠出機的缺點在于：存在于皮帶滑差，皮帶會造成一定的能量損失，更多的機械裝置增加了磨損和發(fā)生故障的可能性。而直流電機最大的弊端噪音過大，電刷打火，轉(zhuǎn)子污染，電機溫度過高，排氣不充分和電機震動。因此使用直流電機的螺桿擠出機維護費用更高，直流電動機的最初成本也更高一些。

　　3.3普傳7000系列變頻器用于擠出設(shè)備，有高質(zhì)量的運行特性，這是因矢量控制型變頻器本身可提供的良好的產(chǎn)品性能決定的。

　　與傳統(tǒng)變頻器比較的特點:

　　（1）起動轉(zhuǎn)矩大,低速轉(zhuǎn)矩大;客戶可以降低電機使用容量.

　　（2）運轉(zhuǎn)效率較高,比傳統(tǒng)變頻器高出3～6%.

　　（3）轉(zhuǎn)速精度高,電源及負載變動所帶來影響很低.

　　（4）出料較均勻;用戶可以節(jié)省原料5%左右.

　　（5）轉(zhuǎn)速精度高,產(chǎn)成品質(zhì)量較高

　　（6）快速處理器提供更高頻率響應(yīng)

　　普傳變頻器內(nèi)置的處理器，提供高控制精度、快響應(yīng)頻率及好的動態(tài)性能。 擠出機的工藝要求主要是控制出口的壓力恒定，設(shè)備在剛開始工作時，進行轉(zhuǎn)速控制，在達到需求壓力時，要切換為壓力控制。切換過程應(yīng)該無沖擊，需要變頻器高的控制精度，來接應(yīng)壓力信號。

　　（7）矢量控制提供低頻時高扭矩輸出

　　擠出機的主驅(qū)動電機主要通過平行軸斜齒輪減速器減速后帶動螺桿轉(zhuǎn)動，在基頻以下改變運行速度時為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。

　　以往使用V/f控制型變頻器，由于要考慮負載的啟動轉(zhuǎn)矩，要設(shè)定相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩提升準位，如果轉(zhuǎn)矩提升設(shè)置過高，在低頻輕載時會勵磁太大，容易引起電機嚴重發(fā)熱，影響到設(shè)備的穩(wěn)定運行。

　　采用矢量控制型普傳變頻器，使用自學(xué)習(xí)功能可觀測電機參數(shù)，不但能保證電機在低頻時良好的輸出特性，普傳變頻器的自動節(jié)能運行功能會隨轉(zhuǎn)矩的改變而減少輸出的電流，不但能節(jié)省電能，更能消除上述工作隱患發(fā)生的可能性。

　　（8）轉(zhuǎn)矩限定和轉(zhuǎn)差補償，轉(zhuǎn)速控制精度高達千分五。

4 變頻器部分功能參數(shù)設(shè)置如下表:

5 變頻器常見的故障現(xiàn)象及排除措施: