引言：

    擠出機塑料工業(yè)和化纖工業(yè)的基礎設備。許多材料如陶土、食品、金屬、塑料等都能被擠出。最常見(jiàn)的擠出機是螺桿擠出機。不久以前擠出機還多數是用直流電機驅動(dòng)的，但是近來(lái)交流調速用得越來(lái)越多。相比直流調速，交流調速有許多優(yōu)點(diǎn)，成本也很有競爭力。

    螺桿擠出機工作原理：

    編碼器

    齒輪

    最終產(chǎn)品

    進(jìn)料

    漏斗

    FC300

    原料

                     

                                    圖一、螺桿擠出機結構

    固態(tài)粒子原料首先從漏斗喂入，然后被加熱塑化或熔化，螺桿旋轉將熔化為膠態(tài)的原料推向擠出機的出口，擠出機出口裝有特定的模具，決定了最終產(chǎn)品的形狀。塑料薄膜、塑料管、型材和化纖等產(chǎn)品都可以用擠出機生產(chǎn)。

    最常見(jiàn)的螺桿擠為單螺桿擠出機，典型螺桿轉速為100轉/分鐘；雙螺桿擠出機用于需要將兩種原料混合擠出的產(chǎn)品，典型的高速雙螺桿擠出機轉速為 200-500轉/分鐘。用于型材擠出的低速雙螺桿擠出機通常轉速在10-40轉/分鐘。
傳統驅動(dòng)辦法

    傳統擠出機采用直流電機驅動(dòng)。但是直流電機需要定期更換電刷，直流電機耐惡劣環(huán)境的能力也較差，有的時(shí)候需要獨立的干凈的冷卻空氣。日常使用中直流電機的典型故障現象為電刷打火、電樞變色、散熱不足、劇烈噪聲和振動(dòng)等。因此直流電機的日常維護保養費用比交流電機高得多，直流電機的造價(jià)也比交流電機要高。

    交流驅動(dòng)辦法

    僅在數年以前交流驅動(dòng)還不能提供直流驅動(dòng)那么優(yōu)異的性能，而且價(jià)格還很貴。但隨著(zhù)近年功率電子器件和微處理器技術(shù)的快速發(fā)展，交流控制理論的提出以及實(shí)際交流控制軟件的具體完善，交流驅動(dòng)技術(shù)在很多應用領(lǐng)域有了比直流驅動(dòng)更佳的成本效益。目前的丹佛斯FC302系列變頻器用在擠出機上有比直流驅動(dòng)更好的轉速控制性能和轉矩響應速度，開(kāi)環(huán)轉速控制精度優(yōu)于0.5%，閉環(huán)轉速控制精度優(yōu)于0.1%。

    擠出機的起動(dòng)轉矩可能達到運行轉矩的200%-250%，比丹佛斯FC300系列變頻器最大180%的起動(dòng)轉矩值高，因此需要選大一點(diǎn)的驅動(dòng)器，但也可以令設備額定轉速工作于交流電機恒功率區域的辦法予以解決，因為擠出機全速時(shí)的負載轉矩并不需要電機的額定轉距。

    如通過(guò)適當選取減速比，令電機一般工作速度為70Hz，這時(shí)負載轉矩為T(mén)負載，按理論計算電機的額定轉矩：

    T電機額定 = = 1.4 T負載

    電機最大轉矩：

                  

                                   圖二、示意，工作于恒功率區域

    T最大 = 1.8 T電機額定 = 252%T負載

    滿(mǎn)足擠出機的起動(dòng)轉矩要求。

    否則如果還是按傳統的選型辦法，選擇電機一般工作速度為50Hz，為滿(mǎn)足250%的最大起動(dòng)轉矩要求，必須選擇功率為原來(lái)1.4倍的電機和驅動(dòng)器。
使用交流驅動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)

    Ÿ 提高效率：

    丹佛斯FC300交流驅動(dòng)系統比同功率的直流驅動(dòng)系統效率高5%左右，交流電機的效率也比直流電機高，FC300驅動(dòng)器保證電機輸出性能優(yōu)異而且不會(huì )發(fā)生過(guò)熱。一般工廠(chǎng)里擠出機耗能要占到總耗能相當大的比例，丹佛斯FC300驅動(dòng)器有比直流驅動(dòng)器和其他通用變頻器的輸入諧波電流小很多，保證總輸入功率因數大于0.9，因此無(wú)需放大工廠(chǎng)供電變壓器和電纜的容量

    Ÿ 提高防護等級

    擠出機通常工作于惡劣、高溫或含腐蝕性氣體的環(huán)境，交流電機的防護等級比較高，而直流電機防護等級較低，用于惡劣環(huán)境維護成本將大大提高。

    丹佛斯FC302變頻器在擠出機應用上的優(yōu)點(diǎn)

                   

                                  圖三、FC302的轉矩響應速度

    FC302驅動(dòng)器內置電機反饋編碼器接口，內建轉速閉環(huán)磁場(chǎng)定向磁通矢量控制功能。通過(guò)獨特的靜止電機自適應，能精確測出各種電機的電氣參數。FC302 的內建電機模型和電流檢測非常精確，電流被解耦為轉矩電流和勵磁電流，矢量控制理論先進(jìn)，系統運算能力極強，內部運算循環(huán)時(shí)間只有1mS，因此能快速檢測、控制和補償負載轉矩。FC302驅動(dòng)器磁通矢量控制建立160%輸出轉矩只需約3mS，比通用變頻器快1至2個(gè)數量級。

    FC302驅動(dòng)器用于擠出機有如下優(yōu)點(diǎn)：

    Ÿ 高轉速精度、低轉速脈動(dòng)，即使在低速運行和0速時(shí)；

    Ÿ 伺服級的響應速度，適用于負載轉矩變化劇烈的擠出機；

    Ÿ 優(yōu)異的轉矩限制功能，從0速直到恒功率控制區域，能平滑地從轉矩限制模式切換到轉速控制模式，反之亦然；

    Ÿ 適用于各種特性的異步電機和永磁同步伺服電機；

    Ÿ 通過(guò)轉矩限制功能提供螺桿保護；

    Ÿ 過(guò)轉矩能力強

    標準的FC300驅動(dòng)器集成了許多通常其他變頻器需要外置的附件，如直流電抗器、RFI濾波器、通訊卡和屏蔽電纜夾等，能大大節省安裝空間，降低成本。