C500变频器在密炼机上的应用
摘要：本文介绍了新科瑞C500系列变频器在密炼机上的应用，密炼机系统经过变频改造后，克服了传统调速方案带来的启动电流大、转矩响应时间长、配方单一等缺点，大大提高了密炼机系统的效率和胶料的质量。 关键词：炼胶行业、密炼机、C500、SVC开环矢量控制 一、概况 橡胶制品在我们的日常生活和生产过程中应用非常广泛，橡胶行业也是一个巨大的行业，中国每年都会有消耗几十万吨的橡胶制品，胶制品的主要原料是生胶、各种配合剂、以及作为骨架材料的纤维和金属材料，橡胶制品的基本生产工艺过程包括塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化6个基本工序。 橡胶的加工工艺过程主要是解决塑性和弹性矛盾的过程，通过各种加工手段，使得弹性的橡胶变成具有塑性的塑炼胶，再加入各种配合剂制成半成品，然后通过硫化把具有塑性的半成品又变成弹性高、物理机械性能好的橡胶制品。 密闭式炼胶机简称密炼机，主要用于橡胶的塑炼和混炼。密炼机是一种设有一对特定形状并相对回转的转子、在可调温度和压力的密闭状态下间隙性地对聚合物材料进行塑炼和混炼的机械，主要由密炼室、转子、转子密封装置、加料压料装置、卸料装置、传动装置及机座等部分组成。 目前，国内大多数厂家采用了工频恒速模式传动，电机通过减速机直接拖动密炼机转子运动：整个过程中，包括投入塑料胶及小料、分批加入大料、进一步翻捡，混合和分散、排料等几个不同的工艺阶段，但在电机恒速拖动下造成了以下几个问题： 1. 启动电流大 密炼机工频启动时，电机瞬间电流高达正常运行3~7倍，容易对电网造成影响，造成电网被拖垮，同时电机启动时冲击力矩过大，容易造成电机损坏。 2. 转矩响应时间长 密炼机运行周期一般在3-6min，其中高过载运行时间一般在2%左右，即3.6-7.2s，分两至三次进行，每次转矩响应要求在毫秒级时间内进行，长期工频运行电流冲击对电机损坏非常严重。 3. 配方单一 传统密炼机采用减速箱作为传动装置，减速机减速比单一，所以密炼机只能进行制定配方的混炼，如果需要更换配方，则需要对减速机进行改装，使之适应更改后配方的速度，这样会使生产周期延长，降低生产效率，减少用户效益。 4. 故障后无应急处理措施 密炼机负载变化大，响应时间短，所以对电机损害很大，当电机发生故障时，系统无法针对故障采取处理措施，导致胶料在密炼机容室内硬化，对机械和生产造成很大影响。 以上缺点都给企业造成了很多直接或间接的经济损失，这与现在创建节能型社会是不相符合的，因此对密炼机进行变频改造对节约社会能源、增加企业的经济效益都具有非常现实的经济意义和社会意义。 二、密炼机应用 广东某轮胎厂，一期工程包括4条全钢轮胎生产线和4条半钢生产线，每条生产线上配置有一台315KW电机驱动的密炼机和一台220KW电机驱动的密炼机，且每台密炼机都配置C500变频器进行调速， 密炼机的生产过程中，电机一直处于额定转速下运行(工频50Hz)。而实际生产工艺中，其工作特性可分为：加料®生料®孰料®卸料等过程。 该设备使用新科瑞C500系列变频器，可自动检测各生产工艺阶段电机的工作电流，然后将检测到的电流转换为控制器的模拟量信号，从而获得相应工艺阶段所需的实际工作速度。 工频状态密炼机的工作流程：加料(50Hz运行50秒)®生料(50Hz运行60秒)®孰料(50Hz运行60秒)®卸料(50Hz运行30秒)整个生产周期为200S，电机一直工作在50Hz，处于高能耗状态下。 使用C500变频器后，在不影响生产效率的前提下，对电机速度进行调节：加料(50Hz运行50秒)®生料(45Hz运行60秒)®孰料(50Hz运行20秒)®孰料(40Hz运行40秒)®卸料(30Hz运行30秒)整个生产周期为200S。变频器工作在35-40Hz时，会有比较明显的节电效果。 密炼机的功能是将混合粉或回料，经加热两条转子不停的滚压达到胶化的机械。该设备的工作流程为，先将原料进行密炼，原料加工好后卸料，过一段时间后再装料，期间电机只有在加料后到卸料时做功，电机在卸料后和下次装料前时不做功的，而电机在整个过程中却一直在运转，电机在卸料后和下次装料前白白浪费了大量的电能。 通过变频器控制电机，在加工时电机全速运转，在不加工时低速运行，从而实现大幅度节能。 三、新科瑞C500变频器介绍 1、C500产品介绍 C500通用矢量变频器具有优异的矢量控制性能，实现转矩控制、速度控制的一体化，能满足不同客户多种应用需求。 C500集优化的的驱动技术和多年的行业应用经验于一身，全面兼容同步电机和异步电机控制，可广泛应用于对速度控制和低频转矩有较高要求的控制场合。 2、C500技术特点： (1)集多种控制方式于一体：SVC控制方式、V/F控制方式、转矩控制方式。全面兼容同步电机和异步电机驱动。 (2)快速的限流功能，自如应对突加负载的工况，大大降低变频器频繁报过流的概率。 (3)增强的抑制振荡功能，从容应对电机电流振荡的各种场合。 (4)键盘自带参数拷贝功能，方便参数的上传也下载。 (5)低频转矩大：0.5Hz/150%启动转矩。 (6)稳速精度高：±0.2%(无PG矢量控制)。 (7)过载能力强：180%额定电流10秒钟。 四、结束语 新科瑞矢量变频器C500为密炼机行业提供了完美的解决方案：低频转矩大、过载能力强、稳速精度高、动态响应快、大大提高了密炼机的生产效率，降低了设备的维护量，节约了能耗，值得大力推广。