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        變頻器在永城某橡膠機械應用解析
        變頻器在永城某橡膠機械應用解析

        引言:
        密煉機是輪胎行業煉膠生產中一種對過載和穩速精度要求較高的重要設備。目前的密煉機電機驅動中,主要以直流調速系統為主。在滿足密煉機負載要求和動態特性的同時,提出低壓變頻器驅動方案 。目前在密煉機的生產過程中,電機一直處于額定轉速下運行(工頻50HZ)。而實際生產工藝中,很多場合下都可以降低轉速運行,這樣就白白浪費了很多電能。
        密煉機的工作原理: 
        密煉機工作時,兩轉子相對回轉,將來自加料口的物料夾住帶入輥縫受到轉子的擠壓和剪切,穿過輥縫后碰到下頂拴尖棱被分成兩部分,分別沿前后室壁與轉子之間縫隙再回到輥隙上方。在繞轉子流動的一周中,物料處處受到剪切和摩擦作用,使膠料的溫度急劇上升,粘度降低,增加了橡膠在配合劑表面的濕潤性,使橡膠與配合劑表面充分接觸。配合劑團塊隨膠料一起通過轉子與轉子間隙、轉子與上、下頂拴、密煉室內壁的間隙,受到剪切而破碎,被拉伸變形的橡膠包圍,穩定在破碎狀態。同時,轉子上的凸棱使膠料沿轉子的軸向運動,起到攪拌混合作用,使配合劑在膠料中混合均勻。配合劑如此反復剪切破碎,膠料反復產生變形和恢復變形,轉子凸棱的不斷攪拌,使配合劑在膠料中分散均勻,并達到一定的分散度。由于密煉機混煉時膠料受到的剪切作用比開煉機大得多,煉膠溫度高,使得密煉機煉膠的效率大大高于開煉機 。
        密煉機工作過程簡介:
        目前在密煉機的生產過程中,電機一直處于額定轉速下運行(工頻50HZ)。而實際生產工藝中,其工作特性可分為:加料—>生料—>熟料—>卸(待)料等過程。
        該設備采用安邦信AM300些列變頻器,可自動檢測各生產工藝階段電機工作電流,然后將檢測到的電流轉換為可以控制節能器的模擬信號,從而獲得相應工藝階段所需的實際工作速度。即可獲得較大的節能空間。
        以目前電機功率較大的(315KW),且工作周期較短的密煉機電機舉例說明:(現場實測)
         一、加料              50S   50HZ     “S”表示秒
        二、加工(生料期)    60S   50HZ
        三、熟料期            60S   50HZ
        四、卸料期(待料期)  30S   50HZ
            整個生產周期為200S,電機始終工作在50HZ,處于高耗能狀態下。
            用安邦信AM300系列變頻器后http://www.anbangxin.com,即可在不影響生產效率的前提下,對電機速度作如下調整:
        一、 加料              50S   50HZ
        二、 加工(生料期)    60S   50HZ
        三、 熟料期            60S   前40S工作在50HZ 后20S工作在40HZ
        四、 卸料期(待料期)  30S   40HZ
        以上調整可根據現場情況作適當調整。
        變頻器工作在40HZ時,則會有比較明顯的節電效果。電機工作在40HZ的時間占整個工作周期的50/200=25%,據保守估計密煉機的節能效果在10%左右。
        密煉機的變頻改造:
        密煉機的功能是將混合粉或回料,經加熱兩條轉子不停滾壓達到膠化的機械。該設備的工作流程為,先將加原料進行密煉,原料加工好后卸料,過一段時間后再裝料,此間電機只有在加料后到卸料時作功,電機在卸料后和下次裝料前是不做功的,而電機在整個過程中卻一直運轉,電機在卸料后和下次裝料前就浪費了大量電能。
        變頻節能改造方案:通過變頻器控制電機,在加工時電機50HZ全速運轉,在不加工時降低變頻器頻率,讓變頻器工作在35HZ(運行頻率可自定義),降低電機的轉速,從而達到節能的目的。
        為了該設備在節能改造后達到操作簡單,采用以下控制方法:該設備在加料后由于負載變大,電機電流會上升,在待機時負載變小,電流會下降(保持在空載電流的范圍)。通過此特性,利用變頻器本身的電流檢測功能來決定變頻器的轉速。
        將變頻器的A1V端子和AI2端子端接,A1V端子功能為變頻器輸出電流模擬信號(0-10V對應0-額定電流值)。通過現場觀察,變頻器在空載時電流為200A此時A1V輸出為4V(可根據現場情況適當調整)。加料后電流大于200A。此時只需讓AI2端子電壓0-4V時對應輸出頻率為35HZ(可設置下限頻率為35HZ),AI2端子電壓4-10V時輸出頻率基本為50HZ,AIV靠負載電流的大小來決定模擬輸出信號的大小,AI2靠A1V的模擬輸出信號的變化來控制變頻器的輸入頻率,從而達到改變電機轉速的目的,詳細參數見附圖。
        (注:為避免電流在設定的臨界點上下波動,導致變頻器輸入頻率在35HZ和50HZ變化,變頻器在不斷加減速,需變頻器加減速時間將加長,AI2端子的濾波時間加長,讓變頻器運行速度變化更加平滑)。
         
            參數調整依據現場情況定。
        結束語:
            安邦信變頻器在密煉機上的應用不僅達到了節能的效果,還有效的降低了啟動時對電網的大電流沖擊,減輕啟動時對設備的沖擊,加上變頻器完全可靠的保護功能,有效的延長了設備的使用壽命。