摘 要: 本文介紹了如何使用普傳PI7000變頻器的主板端子功能和保護(hù)功能實(shí)現(xiàn)橡膠擠出機(jī)系統(tǒng)的調(diào)速控制的工藝要求.著重介紹橡膠擠出機(jī)工藝要求及變頻器參數(shù)設(shè)定實(shí)現(xiàn)及其控制過程,變頻器常見故障及排除措施.
關(guān)鍵詞: PI7000變頻器 變頻調(diào)速 橡膠擠出機(jī) 矢量控制
1、引言
擠出成型是橡膠工業(yè)的基本加工工藝之一。膠料通過擠出機(jī)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(xù)地定溫、定量、定壓的擠出機(jī)頭，它是指利用螺桿擠出機(jī)（簡(jiǎn)稱擠出機(jī)）及其輔機(jī)，使膠料在螺桿的推動(dòng)下，連續(xù)不斷地向前運(yùn)動(dòng)，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(jī)配合，來完成擠出成型或其他作業(yè)的工藝過程。橡膠最終擠出制品生產(chǎn)的一般過程如下：
擠出機(jī)具有生產(chǎn)能力高，產(chǎn)品質(zhì)地均勻，尺寸準(zhǔn)確，能實(shí)現(xiàn)工藝過程的連續(xù)化，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便等特點(diǎn)，因而在塑橡膠工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。擠出機(jī)對(duì)于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能有嚴(yán)格的要求，例如，要求驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有校高的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，平滑的運(yùn)動(dòng)特性，寬闊的速度/轉(zhuǎn)矩設(shè)定范圍。由于塑膠制品在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，因此塑膠機(jī)械成為機(jī)械行業(yè)中的一個(gè)重要行業(yè)。塑膠機(jī)械在應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)后可以節(jié)約電能（可節(jié)電約20-60%）、減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊，實(shí)現(xiàn)綠色用電、還可以提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量。采用普傳7000系列交流變頻器的擠出機(jī)主機(jī)傳動(dòng)，能夠完全滿足擠出機(jī)的工藝要求，達(dá)到必要的工藝控制指標(biāo)，經(jīng)過實(shí)際運(yùn)行來看，比較穩(wěn)定，產(chǎn)品的適應(yīng)性強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)效益明顯。
2 橡膠擠出機(jī)系統(tǒng)的組成部分
一臺(tái)擠出設(shè)備通常由主機(jī)、輔機(jī)及其控制系統(tǒng)組成。通常這些組成部分統(tǒng)稱為擠出組。
2.1 橡膠擠出機(jī)的主機(jī)
一臺(tái)擠出機(jī)主機(jī)由擠壓、傳動(dòng)、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(dòng)系統(tǒng)中起作用是驅(qū)動(dòng)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。
2.2 橡膠擠出機(jī)的輔機(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。
2.3 橡膠擠出機(jī)的控制系統(tǒng)
擠出機(jī)的控制系統(tǒng)主要由變頻器、三相異步電動(dòng)機(jī)、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(dòng)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(dòng)控制。
3 螺桿擠出機(jī)的控制
3.1在傳統(tǒng)的螺桿擠出機(jī)系統(tǒng)中，螺桿由直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)。在直接傳動(dòng)情況下螺桿直接由齒輪箱驅(qū)動(dòng);在間接傳動(dòng)情況下，螺桿由皮帶和牽引盤驅(qū)動(dòng)。傳統(tǒng)的直流電機(jī)本身存在著一定的缺點(diǎn)：例如直流電機(jī)的電刷每個(gè)月就要更換一次，在多粉塵或腐蝕性環(huán)境中直流電機(jī)需要經(jīng)常清洗，有時(shí)甚至還需要從車間外為直流電機(jī)通入潔凈的冷卻空氣。
3.2 間接傳動(dòng)螺桿擠出機(jī)的缺點(diǎn)在于：存在于皮帶滑差，皮帶會(huì)造成一定的能量損失，更多的機(jī)械裝置增加了磨損和發(fā)生故障的可能性。而直流電機(jī)最大的弊端噪音過大，電刷打火，轉(zhuǎn)子污染，電機(jī)溫度過高，排氣不充分和電機(jī)震動(dòng)。因此使用直流電機(jī)的螺桿擠出機(jī)維護(hù)費(fèi)用更高，直流電動(dòng)機(jī)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(shè)備，有高質(zhì)量的運(yùn)行特性，這是因矢量控制型變頻器本身可提供的良好的產(chǎn)品性能決定的。
與傳統(tǒng)變頻器比較的特點(diǎn):
（1）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,低速轉(zhuǎn)矩大;客戶可以降低電機(jī)使用容量.
（2）運(yùn)轉(zhuǎn)效率較高,比傳統(tǒng)變頻器高出3～6%.
（3）轉(zhuǎn)速精度高,電源及負(fù)載變動(dòng)所帶來影響很低.
（4）出料較均勻;用戶可以節(jié)省原料5%左右.
（5）轉(zhuǎn)速精度高,產(chǎn)成品質(zhì)量較高
（6）快速處理器提供更高頻率響應(yīng)
普傳變頻器內(nèi)置的處理器，提供高控制精度、快響應(yīng)頻率及好的動(dòng)態(tài)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(hào)。
（7）矢量控制提供低頻時(shí)高扭矩輸出
擠出機(jī)的主驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要通過平行軸斜齒輪減速器減速后帶動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，在基頻以下改變運(yùn)行速度時(shí)為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。
以往使用V/f控制型變頻器，由于要考慮負(fù)載的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，要設(shè)定相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩提升準(zhǔn)位，如果轉(zhuǎn)矩提升設(shè)置過高，在低頻輕載時(shí)會(huì)勵(lì)磁太大，容易引起電機(jī)嚴(yán)重發(fā)熱，影響到設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。
采用矢量控制型普傳變頻器，使用自學(xué)習(xí)功能可觀測(cè)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，普傳變頻器的自動(dòng)節(jié)能運(yùn)行功能會(huì)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。
（8）轉(zhuǎn)矩限定和轉(zhuǎn)差補(bǔ)償，轉(zhuǎn)速控制精度高達(dá)千分五。
