挤出机方案

台湾富田伺服电机由于低速恒扭矩的特性,广泛运用于塑料挤出机械,下面我以某机械PET挤出机为例,简单介绍,以供参考:

挤出机械分单螺杆和多螺杆,挤出材料有PET,  PP,  PE,  PS等,由于机械的螺杆和挤出材料的差异,所用电机的功率会不一样,常用螺杆有120,130,135,150.此机械在启动时有半小时低速工况,一般客户用普通三相异步电机把电机功率放大,由于异步伺服在0到额定频率恒扭矩的特性,我们可以根据其设备所用电机在低频的电流和长时间使用频率电流来推算设备实际负载,从而推断出伺服电机功率。

下面以一台双螺杆三层共挤PET机械为例,从以下几个方面分析挤出机械使用伺服电机的优势。

1. 挤出机一开始使用直流电机,使用的是直流电机低速大力矩的特性,但是因为直流电机有碳刷,在粉尘环境下容易产生火花,在安全性的前提下改成三相异步普通电机。客户之前选用西门子普通电机,主机功率200KW,副机功率55KW,设计挤出量800KG/小时,实际使用电流,主机340A,副机90A,经过选型计算,我们给客户建议使用主机168KW,副机45KW的伺服电机,使用伺服电机后,主机实际电流260A,副机实际电流70A.挤出量800KG/小时。电机实际使用电流反映的是电机的耗电量,以每2A/1KW计算,主机省电40KW、小时,副机省电10KW/小时,以每天24小时,每千瓦1元计算,一天节省电费1200元,一个月36000元,

2. 客户通过抽真空做闭环控制,电机根据压力的变化去追踪,所以需要电机快速响应,因为我们电机是伺服电机,机座号小,转动惯量小,从而响应快,加减速时间短,可以快速根据压力到达所需要的转速。从而做出的材料的效果比用普通电机的好。

下面简单介绍直流电机和异步伺服电机对比;普通电机和异步伺服对比,同步伺服和异步伺服电机对比:

1:直流电机和异步伺服电机对比:

A:直流电机需要经常清理碳刷,维护成本高,而异步伺服电机不用,可以365天24小时使用;

B:直流电机在低速力矩输出不稳定,特别是50RPM以下,而异步伺服在0-1500RPM恒扭矩输出;

C:直流电机每家做的标准不一样,安装尺寸不一样,时间久了更换困难,而异步伺服符合国际IEC标准;

D:直流电机不能满足现在工业4.0的发展需要;

2:普通电机和异步伺服电机的对比

A:普通电机的传动效率只有85%左右(国外品牌,国内品牌还达不到),30Hz以下效率更差,异步伺服电机0-1500rpm的传动效率93%以上;

B:普通电机使用轴流风扇,风量随着电机转速立方比下降,而挤出机到处都是发热源,环境温度比较高,电机内部铜线老化比较快,而异步伺服使用离心式独立风机,风量不会受电机转速影响,电机铜线使用最高等级H级(180°耐热等级),使用寿命比普通电机长久。

C:普通电机通过频率控制转速,控制精度不高,误差在10RPM以上,异步伺服电机内部有编码器,做闭环控制,控制精度在一转以内。

3:异步伺服电机和同步伺服电机对比

A:PET挤出机在做新料时螺杆温度温度在280°左右,加上模头等加温设备,电机的温度达到70℃以上,同步伺服电机内部结构有磁铁,在高温环境下长时间持续使用,会出现突然失磁的现象,电机突然没力矩输出,而异步伺服采用矽钢片材料,不会受温度的影响,使用寿命长;

B:同步伺服随着使用时间的增加,磁性会慢慢减落,力矩输出慢慢变小,到最后出现力矩不够的现象,而异步伺服通过电激磁,电机内部本身没有磁场,所以不会有这种现象出现。


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