ME800 高壓變頻器 在橡膠密煉機上的半直驅應用

文:文/新時達2024年第六期

導語:本文簡要介紹了采用新時達ME800高壓變頻器配合永磁同步電機的永磁半直驅系統在橡膠輪胎領域中實現了更加高效、環保且經濟的節能減排效果。

  隨著全球汽車業的快速發展,作為汽車中主要配件的輪 胎(圖1)也是得到了迅猛發展。在輪胎為代表的橡膠生產企 業里,煉膠是最主要的能量消耗和排放不潔物的工序。

  1 煉膠工藝

  煉膠是指在輪胎生產中通過密煉機將橡膠、炭黑、油 類、硫化劑和其他輔料充分混合,以便生成一個具有特定性 能的橡膠混合物。經過這一過程,橡膠在機械、熱、化學等 作用下暫時失去彈性,可塑性增大,以滿足在制造過程中的 各項工藝要求。

  以子午線輪胎生產為例:這是一家年消耗生膠6萬噸的 企業,年用電量可達1.3億KW.H,其中膠料生產用電占1/3, 大部分是密煉機消耗。

  因此,降低密煉機設備的能耗,成為了每個輪胎廠的重 中之重。

  那么,如何實現密煉機的節能降耗呢?——可以通過優化 變頻器、電機的方式來實現。

  2 變頻器助力降低能耗|ME800高壓變頻器

  新時達配合大連橡機塑料有限公司生產的串聯式密煉 機,采用了半直驅的驅動模式,有效地降低了密煉機能耗, 目前在安徽某知名輪胎企業中得到了成功應用。

  串聯式密煉機以復合作用方式取代傳統密煉機單一作用方 式煉膠,將升溫混煉和恒溫反應兩個工藝階段,合理地安排在 兩個容積不同的工位(即上密煉機和下密煉機)上完成(圖2)。

  表1、表2分別介紹了上密煉機和下密煉機的應用需求, 以及新時達ME800高壓變頻器的技術性能特點。

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  3 電機助力降低能耗|永磁半直驅電機

  當前,輪胎行業密煉機普遍采用了直流電機或異步電動 機驅動結合三級減速箱的傳統配套模式。然而,這種配置不 僅導致設備體積龐大,還因多級減速箱需使用大量高價齒輪 油而增加了成本和后期維護的復雜性,同時帶來了較大的環 境污染問題。

  相比之下,采用永磁半直驅系統(見圖4)則能有效地 解決上述難題,實現更加高效、環保且經濟的節能減排效 果,其應用優勢如表3所示。

  4 變頻器與電機的強強結合

  眾所周知,永磁半直驅系統在提高效率、降低損耗、提 升控制性上具備一定的優勢,當ME800高壓變頻器配合永磁同 步電機時,這一優勢則又被進一步放大,其應用優勢包括:

  ? 高效率

  ME800高壓變頻器具備自適應節能算法,可根據負載和 轉速的變化,做自動轉矩輸出調節,能更高效地驅動永磁同 步電機;

  ? 高控制準度

  由于永磁電機的轉子存在磁場,ME800高壓變頻器在啟 動時可以精確辨識其電角度,保證實現永磁同步電機的帶載 啟動;

  ? 轉速跌落預處理

  在運行中的突加負載,都需要高精度控制算法的配合, 本方案可對負載突變導致的轉速變化,進行快速補償,保證 運行速度穩定;

  ? 低噪聲

  ME800高壓變頻器采用了9單元結構、變載波技術,可 對輸出電壓諧波進行控制,降低電機的電磁噪音;

  ? 恒溫煉膠工藝高速響應

  ME800高壓變頻器可以快速響應下密煉機溫度變化,來 調節轉速;

  ? 易調試

  系統對永磁同步電機模型實現了冗余模糊控制,對電機 的設計參數不敏感,使得調試更加便捷。

  5 ME800高壓變頻器簡介(圖5)

  ME800系列高壓變頻器是上海辛格林納新時達電機有限 公司設計制造的擁有電力電子技術和矢量控制技術于一體的 高-高電壓源型高壓變頻器,它通過移相整流變壓器極大地抑 制了網側輸入諧波電流,采用多級H橋功率單元級聯的方式 實現電壓疊加,擁有優良的高壓正弦波輸出,可直接驅動高 壓電動機,無需加裝任何濾波器,諧波指標符合IEC std 519- 1992(國際電工委員會)及GB/T 12668.4-2006(國家標 準)對電網諧波的要求。

  新時達ME800高壓變頻器在永磁半直驅系統的成功應 用,為輪胎行業開辟了節能增效的新路徑,相信這項技術將 在業界擁有更為廣泛的應用前景,助力企業進一步提升產品 質量和生產效率。

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