助力密炼机效率提高20%！新时达永磁同步驱动让轮胎制造没有“泰囧”
- 来源：新时达
- 2022/1/21 8:57:02
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【塑料机械网 科技创新】新时达电机公司永磁同步驱动产品包含AS170、AS470、AS500、ME500、ME800系列产品，永磁同步驱动技术可直接应用于永磁直驱电机、磁阻电机、磁悬浮电机。
近年来新时达永磁同步驱动技术在水泵、空调、煤炭、制药、制糖、钢铁、橡胶等行业得到广泛的应用，新时达永磁同步驱动技术在橡胶行业已深耕十年以上，在橡胶行业各个工段都有成熟的应用案例，ME800系列高压变频器更是橡胶行业密炼机驱动市场占有率第一。本文主要对新时达高压变频器驱动永磁同步电机在泰国某轮胎企业密炼车间密炼机的应用做详细介绍，介绍整个应用中的系统配置，介绍新时达高压变频器的系统配置及永磁同步驱动技术特点。根据用户使用需要，用户可在闭环矢量控制和开环矢量控制两种控制方式之间自由切换。
关键词：ME800/高压变频器、永磁同步电机、串联密炼机、矢量控制
项目介绍
本次新时达高低压变频器助力的是中国最具影响力的老牌轮胎企业之一，该轮胎企业坚持全球化发展战略，打造了中国、泰国两大生产基地。新时达高低压变频器驱动、永磁同步电机2016年开始进入其国内工厂使用，经过连续5年多的稳定运行，赢得客户信赖，继而也顺利进入了泰国工厂的生产线。
密炼车间驱动系统介绍
该工厂2019年开工建设，2020年一期项目投产，在此期间，新时达持续为工厂建设赋能，先后为其密炼车间11条密炼生产线提供14套高压变频器和永磁同步电机；为挤出压片/开炼机系统提供22套低压变频器+永磁同步电机。密炼机配套为德国HF和益阳橡机的密炼机系统，挤出压片机配套为桂林橡胶设计院提供的锥形双螺杆挤出压片机和大橡塑提供的开放式炼胶机产品。
本项目新时达高低压高压变频器均采用PRIFINET通讯总线控制，减少控制线路的连接，上位机直接将综合数据对接客户MES系统，实现生产过程的的信息化、智能化。本文以现场串联密炼机系统为例详细介绍新时达高压变频器永磁同步驱动技术在密炼车间的使用情况。变频器对密炼机永磁同步电机驱动MTPA控制保证低速大扭矩控制的同时还实现了电能利用最大化。
新时达高压变频器系统组成介绍
新时达高压变频器系统组成介绍：
ME800系列高压变频器系统由进线开关柜、启动柜、变压器柜、单元柜和控制系统组成。
进线开关柜：进线开关柜有真空接触器和隔离刀闸组成，为用户提供电源分合闸控制和检修时机械隔离。
启动柜：为消除变压器通电产生的励磁涌流而设置，内置电压检测模块，根据进线电源状态实现自动切断/连入。
变压器柜（控制系统）：移相整流变压器通过降压和移相后通过二次绕组输出给功率单元供电，实现输入电压的多重化，提高了网侧输入功率因数，可达到0.96以上，THD小于3%。
功率单元柜：单元柜内置单元旁路系统，故障单元切除后软件通过中性点偏移技术实现电压均衡。单元柜由多个互相独立的低压690V输入的功率单元串联组成。功率单元模块化设计，串联各单元的载波之间互相错开一定电角度，实现多电平PWM，等效开关频率高，输出电压非常接近正弦波，每个电平幅值只有单元直流母线电压大小，du/dt很小，对电机绝缘没有影响。
控制系统：控制系统输出PWM占空比信号，经由光纤板给到各个功率单元中，控制H桥4个IGBT模块的通断，从而实现对电机的驱动控制。
新时达高压变频器
永磁同步驱动技术特点
1. 高转矩输出：1Hz保证150%额定转矩输出，5Hz可达到200%额定转矩输出。
2. 标配机械式单元旁路系统，单元出现故障可自动旁路运行，保证生产连续性；
3. 支持PRIFINET通讯控制：通过专用网络模块实现与上位机的PN通讯；
4. 支持永磁同步电机闭环矢量控制：软件独特算法，应对编码器干扰问题；
5. 支持永磁同步电机开环矢量控制：根据不同电机类型提供ID=0和MTPA两种控制策略可供选择。
串联密炼机系统+变频永磁同步驱动系统
助力产能提升点
1. 串联式密炼机本身比传统密炼机可提高炼胶效率20%-50%；
2. 永磁同步电机具有体积小、功率密度高、损耗小，效率高；
3. 与直流电机比，它没有换向器和电刷等易损件，可靠性高；
4. 异步电机相比，它不需要无功励磁电流，功率因数高，损耗减小，效率高，低速力矩大；
5. 永磁同步电机配合变频器做闭环控制，控制精度更高，避免转速跌落，可实现密炼机堵料带载启动；
6. 变频器永磁同步驱动系统低速大扭矩，能应对超强负载波动性，满足密炼车间工艺要求；
7. 永磁同步驱动永磁同步电机，空载运行电流约2-3A，功率因数为1,节约电能且前端无需补偿装置。
结束语
随着国家电机系统节能工程的推进，电机已全面进入IE3高效时代，永磁同步电机的应用范围必将进一步加大，新时达深耕永磁同步电机的驱动技术二十年，特别是近几年新时达永磁同步驱动技术在橡塑行业的应用更是得到了用户的高度认可，未来新时达必将用更优秀的驱动控制技术为工业驱动的进步提供更强劲的动力。
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