HD71高压变频器在密炼机上的应用
摘要:本文介绍了汇川HD71系列高压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、高压变频器、磁链闭环矢量算法

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。

图1 密炼机
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6~10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、现场情况
山东某轮胎厂,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2500KW电机驱动的密炼机和一台1250KW电机驱动的密炼机,且每台密炼机都配置高压变频器进行调速,
该轮胎厂13年采购汇川高压变频器,并在13年10月份投运。
此应用挑选了全钢一台GK400的密炼机作为描述对象,密炼机相关技术参数如下:

密炼机

密炼机型号

总容积(L

填充系数

转子转速(r/min)

转子类型

GK400

412

0.75

6-60

N

配套电机

功率(KW)

电压(KV)

NICE3000电梯一体化控制系统

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