易驅(qū)ED3000變頻調(diào)速控制在擠出機(jī)中的應(yīng)用
一、導(dǎo)言
近年來，隨著電子設(shè)備信息化的發(fā)展，作為物理傳輸介質(zhì)的各種熱敏性聚合物加工需求也越來多，如PVC電纜料，PE硅烷、過氧化物交聯(lián)電纜料，PE交聯(lián)屏蔽線等。
生產(chǎn)這些聚合物的關(guān)鍵是擠出機(jī)。擠出機(jī)隨著越來越高的時(shí)效性生產(chǎn)要求在不斷發(fā)展。
二、擠出機(jī)的原理和構(gòu)成
擠出機(jī)的機(jī)械原理：
在原料粉末里添加水或適當(dāng)?shù)囊后w，并進(jìn)行不斷的攪拌。將攪拌好的材料，用高擠出壓力從多孔機(jī)頭或金屬網(wǎng)擠出。
通常是把材料放入圓筒形容器以后，用螺桿擠出材料。在使用變頻技術(shù)以后，可對壓力進(jìn)行控制，從而可以選擇最合適的線性速度。
擠出成型設(shè)備的組成部分，一臺擠出設(shè)備通常由主機(jī)（擠出機(jī)）、輔機(jī)及其控制系統(tǒng)組成。通常這些組成部分統(tǒng)稱為擠出機(jī)組。
1. 主機(jī)
一臺擠出機(jī)主機(jī)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(jī)桶組成，是擠出機(jī)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. 輔機(jī)
擠出設(shè)備的輔機(jī)的組成根據(jù)制品的種類而定。一般說來，輔機(jī)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。
3. 控制系統(tǒng)
擠出機(jī)的控制系統(tǒng)主要由電器、儀表和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，其主要作用為：
（1）控制主、輔機(jī)的拖動電機(jī)，滿足工藝要求所需的轉(zhuǎn)速和功率，并保證主、輔機(jī)能協(xié)調(diào)地運(yùn)行。
（2）控制主、輔機(jī)的溫度、壓力、流量和制品的質(zhì)量。
（3）實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)組的自動控制。
三、易驅(qū)ED3000系列變頻器在擠出機(jī)的應(yīng)用
易驅(qū)ED3000變頻器用于擠出設(shè)備，有高質(zhì)量的運(yùn)行特性，這是因ED3000采用簡易矢量控制,本身可提供的良好的產(chǎn)品性能決定的。
1〉快速處理器提供高頻率響應(yīng)
易驅(qū)ED3000變頻器內(nèi)16位處理器，提供高控制精度、快響應(yīng)頻率及好的動性能。 擠出機(jī)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(shí)，進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制，在達(dá)到需求壓力時(shí)，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。
2〉簡易矢量控制提供低頻時(shí)高扭矩輸出
擠出機(jī)的主驅(qū)動電機(jī)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(yùn)行速度時(shí)為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。
1采用簡易矢量控制型ED3000變頻器，使用自學(xué)習(xí)功能可觀測電機(jī)參數(shù)，不但能保證電機(jī)在低頻時(shí)良好的輸出特性，ED3000的自動節(jié)能運(yùn)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。
2轉(zhuǎn)矩限定和轉(zhuǎn)差補(bǔ)償：轉(zhuǎn)矩限定功能可對正/反轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)矩限制進(jìn)行設(shè)定，以保持轉(zhuǎn)矩限定在一定水平。轉(zhuǎn)差補(bǔ)償功能，可補(bǔ)償因負(fù)載波動引起的電機(jī)轉(zhuǎn)差變化，從而得到良好機(jī)械特性曲線。
四、節(jié)能效果
易驅(qū)ED3000系列變頻器與其他電器設(shè)備相配合的擠出機(jī)控制系統(tǒng)，能夠完全滿足擠出機(jī)的工藝要求，達(dá)到出口壓力恒定的控制指標(biāo)。運(yùn)行穩(wěn)定，產(chǎn)品的適應(yīng)性強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)效益明顯。另外變頻器本身就是一個(gè)軟起動裝置，對馬達(dá)起動有很好的保護(hù)作用，同時(shí)對電網(wǎng)的沖擊也會變小。特別是在節(jié)能方面，當(dāng)變頻器工作在50HZ時(shí)效果不明顯，也可以說不節(jié)。但當(dāng)工作在50HZ以下就會有一定的節(jié)能空間。頻率越低，效果越好。但也不是無限低的，如果太低時(shí)電機(jī)易發(fā)熱。30-40HZ較好，對電機(jī)影響也不大，節(jié)能效果不小于20%，另外，擠出機(jī)這種設(shè)備一般負(fù)荷偏重，建議放大規(guī)格使用為好。以下為某廠改造的擠出機(jī)75KW實(shí)測數(shù)據(jù)：
1、 改前實(shí)例數(shù)據(jù)：
U =380V I =130A COSΦ =0.85
P =1.732UICOS =73KW
改前年耗電量（全年運(yùn)行300天計(jì)）
73KW×24×300 =525600度
2、 改造后（工作在40HZ）實(shí)例數(shù)據(jù)：
U =380V I =90A COSΦ = 0.92
P =1.732UICOS =54KW
改后年耗電量（全年運(yùn)行300天）
54×24×300 =388800度
3、每年節(jié)省電量：
525600－388800 =136800
節(jié)電率：136800÷525600 =26%
年節(jié)約電費(fèi)（按0.6元/度）
136800×0.6 =82080元
五、結(jié)束語
1、采用交輪流變頻器對擠出機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造具有結(jié)構(gòu)簡單、改造方便、節(jié)能效果明顯、投資回收期短的特點(diǎn)。
2、使用變頻器后，擠出機(jī)可軟起軟停、減少設(shè)備機(jī)械沖擊、延長設(shè)備使用壽命、降低設(shè)備的維修費(fèi)用。
3、變頻調(diào)速技術(shù)先進(jìn)、成熟，提高了設(shè)備的技術(shù)含量。
近年來，隨著電子設(shè)備信息化的發(fā)展，作為物理傳輸介質(zhì)的各種熱敏性聚合物加工需求也越來多，如PVC電纜料，PE硅烷、過氧化物交聯(lián)電纜料，PE交聯(lián)屏蔽線等。
生產(chǎn)這些聚合物的關(guān)鍵是擠出機(jī)。擠出機(jī)隨著越來越高的時(shí)效性生產(chǎn)要求在不斷發(fā)展。
二、擠出機(jī)的原理和構(gòu)成
擠出機(jī)的機(jī)械原理：
在原料粉末里添加水或適當(dāng)?shù)囊后w，并進(jìn)行不斷的攪拌。將攪拌好的材料，用高擠出壓力從多孔機(jī)頭或金屬網(wǎng)擠出。
通常是把材料放入圓筒形容器以后，用螺桿擠出材料。在使用變頻技術(shù)以后，可對壓力進(jìn)行控制，從而可以選擇最合適的線性速度。
擠出成型設(shè)備的組成部分，一臺擠出設(shè)備通常由主機(jī)（擠出機(jī)）、輔機(jī)及其控制系統(tǒng)組成。通常這些組成部分統(tǒng)稱為擠出機(jī)組。
1. 主機(jī)
一臺擠出機(jī)主機(jī)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(jī)桶組成，是擠出機(jī)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. 輔機(jī)
擠出設(shè)備的輔機(jī)的組成根據(jù)制品的種類而定。一般說來，輔機(jī)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。
3. 控制系統(tǒng)
擠出機(jī)的控制系統(tǒng)主要由電器、儀表和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，其主要作用為：
（1）控制主、輔機(jī)的拖動電機(jī)，滿足工藝要求所需的轉(zhuǎn)速和功率，并保證主、輔機(jī)能協(xié)調(diào)地運(yùn)行。
（2）控制主、輔機(jī)的溫度、壓力、流量和制品的質(zhì)量。
（3）實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)組的自動控制。
三、易驅(qū)ED3000系列變頻器在擠出機(jī)的應(yīng)用
易驅(qū)ED3000變頻器用于擠出設(shè)備，有高質(zhì)量的運(yùn)行特性，這是因ED3000采用簡易矢量控制,本身可提供的良好的產(chǎn)品性能決定的。
1〉快速處理器提供高頻率響應(yīng)
易驅(qū)ED3000變頻器內(nèi)16位處理器，提供高控制精度、快響應(yīng)頻率及好的動性能。 擠出機(jī)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(shí)，進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制，在達(dá)到需求壓力時(shí)，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。
2〉簡易矢量控制提供低頻時(shí)高扭矩輸出
擠出機(jī)的主驅(qū)動電機(jī)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(yùn)行速度時(shí)為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。
1采用簡易矢量控制型ED3000變頻器，使用自學(xué)習(xí)功能可觀測電機(jī)參數(shù)，不但能保證電機(jī)在低頻時(shí)良好的輸出特性，ED3000的自動節(jié)能運(yùn)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。
2轉(zhuǎn)矩限定和轉(zhuǎn)差補(bǔ)償：轉(zhuǎn)矩限定功能可對正/反轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)矩限制進(jìn)行設(shè)定，以保持轉(zhuǎn)矩限定在一定水平。轉(zhuǎn)差補(bǔ)償功能，可補(bǔ)償因負(fù)載波動引起的電機(jī)轉(zhuǎn)差變化，從而得到良好機(jī)械特性曲線。
四、節(jié)能效果
易驅(qū)ED3000系列變頻器與其他電器設(shè)備相配合的擠出機(jī)控制系統(tǒng)，能夠完全滿足擠出機(jī)的工藝要求，達(dá)到出口壓力恒定的控制指標(biāo)。運(yùn)行穩(wěn)定，產(chǎn)品的適應(yīng)性強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)效益明顯。另外變頻器本身就是一個(gè)軟起動裝置，對馬達(dá)起動有很好的保護(hù)作用，同時(shí)對電網(wǎng)的沖擊也會變小。特別是在節(jié)能方面，當(dāng)變頻器工作在50HZ時(shí)效果不明顯，也可以說不節(jié)。但當(dāng)工作在50HZ以下就會有一定的節(jié)能空間。頻率越低，效果越好。但也不是無限低的，如果太低時(shí)電機(jī)易發(fā)熱。30-40HZ較好，對電機(jī)影響也不大，節(jié)能效果不小于20%，另外，擠出機(jī)這種設(shè)備一般負(fù)荷偏重，建議放大規(guī)格使用為好。以下為某廠改造的擠出機(jī)75KW實(shí)測數(shù)據(jù)：
1、 改前實(shí)例數(shù)據(jù)：
U =380V I =130A COSΦ =0.85
P =1.732UICOS =73KW
改前年耗電量（全年運(yùn)行300天計(jì)）
73KW×24×300 =525600度
2、 改造后（工作在40HZ）實(shí)例數(shù)據(jù)：
U =380V I =90A COSΦ = 0.92
P =1.732UICOS =54KW
改后年耗電量（全年運(yùn)行300天）
54×24×300 =388800度
3、每年節(jié)省電量：
525600－388800 =136800
節(jié)電率：136800÷525600 =26%
年節(jié)約電費(fèi)（按0.6元/度）
136800×0.6 =82080元
五、結(jié)束語
1、采用交輪流變頻器對擠出機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造具有結(jié)構(gòu)簡單、改造方便、節(jié)能效果明顯、投資回收期短的特點(diǎn)。
2、使用變頻器后，擠出機(jī)可軟起軟停、減少設(shè)備機(jī)械沖擊、延長設(shè)備使用壽命、降低設(shè)備的維修費(fèi)用。
3、變頻調(diào)速技術(shù)先進(jìn)、成熟，提高了設(shè)備的技術(shù)含量。
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