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交流变频调速在造粒机上的应用
发布时间 :[2013/5/23 15:54:39] 浏览次数 2156
摘要:公司原挤出机采用交流整流子电机拖动调速,故障较多,维修难度大,将其改为交流变频调速取得满意的效果。
关键词:造粒机造粒机价格,变频调速;ABB变频器;橡胶螺杆挤出机;整流子;起动转矩
我公司从沈阳橡机厂购置的各类橡胶螺杆挤出机,全部采用交流整流子电机驱动调速,存在以下缺点。
(1 )根据内胎半成品挤出的工艺特点,挤出不同规格的内胎半成品,需多次停机更换机头口型。由于停机后机身内尚有少量剩余胶料,其胶料温度逐渐下降,重新起动必造成较大的起动转矩,起动电流很大,电机换向器打火,严重时直接烧坏电机。
(2 )内胎挤出机属公司的关键设备,运行率较高。而交流整流子电机长时间运行发热大,机身温度较高,加速电机绝缘老化,缩短了电机使用寿命。
(3 )交流整流子电机调速精度不高,维修难度大,一般需专业厂家才能修复。
1 理论分析
从动力学知道旋转系统的运行方程可见电机起动时,起动转矩阵Tq 必须大于静阻力矩Tfz,才能使拖动系统转动,在橡胶挤出机负载下,起动转矩越大,动态转矩也越大,加速过程也越短。
图1 中1 是一般整流子电机的固有机械特性,2 是橡胶螺杆挤出机的负载特性,送电起动时Tq>Tfz,电机沿曲线1加速至A点时Tq=Tfz,动态转矩为0,A 点为稳定运行工作点。曲线3 是交流整流子电机起动主电流特性。从起动电流3 曲线看,整流子电机起动瞬间主电流最大,随着转速升高,电流逐步减小。但是,如果起动时升速很慢(比如堵转情况下),则起动电流下降得也慢,增加了起动过程的损耗,不仅浪费电能,而且电机升温很快,严重损害电机的性能,甚至烧坏电机。
2 解决方法
为了解决原整流子电机调速的上述缺点,我们决定采用先进的变频调速器。这不仅提高设备的稳定性,而且节省电耗,降低生产成本。选用ABB电气公司生产的ACS604系列变频器,其性能特点是采用直接转矩控制(DTC)技术,调速精度高且速度稳定性好,能够提供可控且平稳的最大起动转矩,可达到200%的额定转矩,具有电机各种故障保护功能,可编程控制输入输出接口,控制方便灵活;变频器适于长期工作负载,可靠性高。结合橡胶挤出机的工艺及设备特点,所选变频器能够满足要求,拖动电机采用鼠笼式电机。
根据橡胶螺杆挤出机的特点,必须先起动挤出机的油泵电机,才能起动挤出机电机。参数设置要求起动转矩设定到最大值,并选择直流励磁功能,采用手动自动控制宏,其电气图如图2 所示。
3 运行结果
我公司于2000年4月改造投用XJ-150挤出机及XJ-200挤出机变频调速拖动系统。投用以来,运行稳定,无故障,维修费为零,调速精度高,速度稳定性好,保证了半成品质量,节能明显,通过测量能够节约电耗30%左右。以XJ-200橡胶挤出机为例,电机功率为75kW,按平均每天工作18h计算,一年工作330d,贵阳地区电价为0.26元/ 度,一年可节约电费为 34 749元因此,变频调速系统投用后两年可全部收回投资成本,具有较高的改造价值。
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