普傳科技變頻器在擠出機上的應用
關鍵詞: PI7000變頻器 變頻調速 橡膠擠出機 矢量控制
1、引言
擠出成型是橡膠工業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的工藝過程。橡膠最終擠出制品生產的一般過程如下：
擠出機具有生產能力高，產品質地均勻，尺寸準確，能實現工藝過程的連續化，結構簡單，操作方便等特點，因而在塑橡膠工業中得到廣泛的應用。擠出機對于驅動系統的性能有嚴格的要求，例如，要求驅動系統具有校高的起動轉矩，平滑的運動特性，寬闊的速度/轉矩設定范圍。由于塑膠制品在工農業生產中的廣泛應用，因此塑膠機械成為機械行業中的一個重要行業。塑膠機械在應用變頻調速技術后可以節約電能（可節電約20-60%）、減少對電網的沖擊，實現綠色用電、還可以提高產品質量和產量。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，經過實際運行來看，比較穩定，產品的適應性強，經濟效益明顯。
2 橡膠擠出機系統的組成部分
一臺擠出設備通常由主機、輔機及其控制系統組成。通常這些組成部分統稱為擠出組。
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組成。
擠壓系統主要由螺桿和機桶組成，是擠出機的關鍵部分;
傳動系統中起作用是驅動螺桿，要保證螺桿在工作過程中具備所需要的扭矩和轉速;
加熱冷卻系統主要來保證物料和擠壓系統在成型加工中的溫度控制。
2.2 橡膠擠出機的輔機
擠出設備的輔機的組成根據制品的種類而定。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
擠出機的控制系統主要由變頻器、三相異步電動機、電器、儀表和執行機構組成，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速和功率，并保證主、輔機能協調地運行。
（2）控制主、輔機的溫度、壓力、流量和制品的質量。
（3）實現整個機組的自動控制。
3 螺桿擠出機的控制
3.1在傳統的螺桿擠出機系統中，螺桿由直流電機驅動。在直接傳動情況下螺桿直接由齒輪箱驅動;在間接傳動情況下，螺桿由皮帶和牽引盤驅動。傳統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境中直流電機需要經常清洗，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備，有高質量的運行特性，這是因矢量控制型變頻器本身可提供的良好的產品性能決定的。
與傳統變頻器比較的特點:
（1）起動轉矩大,低速轉矩大;客戶可以降低電機使用容量.
（2）運轉效率較高,比傳統變頻器高出3～6%.
（3）轉速精度高,電源及負載變動所帶來影響很低.
（4）出料較均勻;用戶可以節省原料5%左右.
（5）轉速精度高,產成品質量較高
（6）快速處理器提供更高頻率響應
普傳變頻器內置的處理器，提供高控制精度、快響應頻率及好的動態性能。 擠出機的工藝要求主要是控制出口的壓力恒定，設備在剛開始工作時，進行轉速控制，在達到需求壓力時，要切換為壓力控制。切換過程應該無沖擊，需要變頻器高的控制精度，來接應壓力信號。
（7）矢量控制提供低頻時高扭矩輸出
擠出機的主驅動電機主要通過平行軸斜齒輪減速器減速后帶動螺桿轉動，在基頻以下改變運行速度時為恒轉矩調速。
以往使用V/f控制型變頻器，由于要考慮負載的啟動轉矩，要設定相應的轉矩提升準位，如果轉矩提升設置過高，在低頻輕載時會勵磁太大，容易引起電機嚴重發熱，影響到設備的穩定運行。
采用矢量控制型普傳變頻器，使用自學習功能可觀測電機參數，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能運行功能會隨轉矩的改變而減少輸出的電流，不但能節省電能，更能消除上述工作隱患發生的可能性。
（8）轉矩限定和轉差補償，轉速控制精度高達千分五。
4 變頻器部分功能參數設置如下表:
5 變頻器常見的故障現象及排除措施:
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