丹佛斯变频器在挤出机上的应用_挤出机_起动转矩

丹佛斯变频器在挤出机上的应用

2011/8/30 14:46:00

丹佛斯变频器在挤出机上的应用

The application of Danfoss Vary Speed Driver for extruder

上海津信电气有限公司

Abstract: Extruder requires high brake-away torque, high speed precise, relatively high drive power. This application file describes the specifications and benefits of using Danfoss VFD for extruders.

Key words: Extruder, Brake-away Torque, Torque Response, Speed Precision

引言：挤出机塑料工业和化纤工业的基础设备。许多材料如陶土、食品、金属、塑料等都能被挤出。最常见的挤出机是螺杆挤出机。不久以前挤出机还多数是用直流电机驱动的，但是近来交流调速用得越来越多。相比直流调速，交流调速有许多优点，成本也很有竞争力。

螺杆挤出机工作原理：

齿轮

进料

漏斗

FC300

原料

图一、螺杆挤出机结构

固态粒子原料首先从漏斗喂入，然后被加热塑化或熔化，螺杆旋转将熔化为胶态的原料推向挤出机的出口，挤出机出口装有特定的模具，决定了最终产品的形状。塑料薄膜、塑料管、型材和化纤等产品都可以用挤出机生产。

最常见的螺杆挤为单螺杆挤出机，典型螺杆转速为100转/分钟；双螺杆挤出机用于需要将两种原料混合挤出的产品，典型的高速双螺杆挤出机转速为200-500转/分钟。用于型材挤出的低速双螺杆挤出机通常转速在10-40转/分钟。

传统驱动办法

传统挤出机采用直流电机驱动。但是直流电机需要定期更换电刷，直流电机耐恶劣环境的能力也较差，有的时候需要独立的干净的冷却空气。日常使用中直流电机的典型故障现象为电刷打火、电枢变色、散热不足、剧烈噪声和振动等。因此直流电机的日常维护保养费用比交流电机高得多，直流电机的造价也比交流电机要高。

交流驱动办法

仅在数年以前交流驱动还不能提供直流驱动那么优异的性能，而且价格还很贵。但随着近年功率电子器件和微处理器技术的快速发展，交流控制理论的提出以及实际交流控制软件的具体完善，交流驱动技术在很多应用领域有了比直流驱动更佳的成本效益。目前的丹佛斯FC302系列变频器用在挤出机上有比直流驱动更好的转速控制性能和转矩响应速度，开环转速控制精度优于0.5%，闭环转速控制精度优于0.1%。

挤出机的起动转矩可能达到运行转矩的200%-250%，比丹佛斯FC300系列变频器最大180%的起动转矩值高，因此需要选大一点的驱动器，但也可以令设备额定转速工作于交流电机恒功率区域的办法予以解决，因为挤出机全速时的负载转矩并不需要电机的额定转距。

如通过适当选取减速比，令电机一般工作速度为70Hz，这时负载转矩为T_负载，按理论计算电机的额定转矩：

T_电机额定 = = 1.4 T_负载

电机最大转矩：

T_最大 = 1.8 T_电机额定 = 252%T负载