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博瑋BWS-BB伺服在吹膜機螺旋擠出電機系統(tǒng)改造運用

時間:2011-01-26 15:59:48來源:caijuan

導(dǎo)語:?詳細(xì)介紹BWS-BB伺服在吹膜機螺旋擠出電機系統(tǒng)改造運用,BWS-BH伺服電機系統(tǒng)采用低速、BWS-BB伺服控制器

1、項目介紹

  由于塑料加工行業(yè)生產(chǎn)的規(guī)?;蜕a(chǎn)工藝日益的提高,原有的塑料加工機械已經(jīng)無法滿足客戶的需求,因此有我公司和國內(nèi)某塑料機械生產(chǎn)企業(yè)合作,針對他們原有的塑料吹膜機械進行了改造,提高該機械的技術(shù)含量和產(chǎn)品的競爭力,以此來滿足客戶日益提高的要求。

BWS-BB伺服在吹膜機螺旋擠出電機系統(tǒng)改造運用

  螺旋擠出機械對電機系統(tǒng)的要求是低轉(zhuǎn)速、大扭矩輸出。然而,目前螺旋擠出機械普遍采用的電機系統(tǒng)是由電機、變頻器及減速機構(gòu)組成,存在效率低、調(diào)速范圍小、耗電大、在負(fù)載變化是響應(yīng)不夠快導(dǎo)致吹出的膜厚度不均、減速機構(gòu)的定期維護工作繁瑣以及在生產(chǎn)過程中減速機構(gòu)潤滑油泄漏造成工作環(huán)境較臟等缺點。廣州博瑋伺服科技有限公司采用BWS-BH交流異步電機的伺服控制技術(shù),對塑料吹膜機的螺旋擠出電機系統(tǒng)進行了改造,彌補了以上的不足,為此類機械的產(chǎn)品升級換代提供了一種創(chuàng)新的思路和解決方案。

2、解決方案

  BWS-BH伺服電機系統(tǒng)采用低速、大扭矩電機和BWS-BB伺服控制器取代原有的電機和變頻器,取消了原有傳動機構(gòu)中的減速機,使系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)得到簡化,并且彌補了上述的不足,使得新型的機械無論在技術(shù)含量和加工工藝都有了長足的進步,不僅滿足了客戶的要求,而且在節(jié)能、機械維護的簡化、工作環(huán)境的改善等方面也有了很大的提高,提高了產(chǎn)品的競爭力。

  (1)機械結(jié)構(gòu)

  由于該類產(chǎn)品已是定型的產(chǎn)品,所以為了不使相應(yīng)的配套產(chǎn)品也有過多的改變而提高改造的費用,我們沿用了原有的操作界面,并且留有備用接口提供給廠家,以方便他根據(jù)客戶的要求,增加其它用途。其螺桿擠出部分主電機操作界面如圖2所示。

  (2)軟件編程

  針對吹膜機的技術(shù)要求,編寫相應(yīng)程序來滿足相關(guān)要求。

  (3)改造案例

   改造案例一

  原系統(tǒng) BWS伺服控制系統(tǒng)

  電機 電磁調(diào)速異步電機 低速大扭矩異步電機

  功率 15KW 5.5KW

  額定轉(zhuǎn)速 1250rpm 150rpm

  基頻/極數(shù) 50Hz/4極 11Hz/8極

  額定轉(zhuǎn)矩 95N.m 350N.m

  皮帶減速 1:3 1:2

  減速機 1:2.6

  控制器 電磁調(diào)速器 BWS伺服控制器

  編碼器 無 有

   改造案例二

  原系統(tǒng) BWS伺服控制系統(tǒng)

  電機 交流變頻異步電機 低速大扭矩異步電機

  功率 15KW 7.5KW

  額定轉(zhuǎn)速 1430rpm 170rpm

  基頻/極數(shù) 50Hz/4極 13Hz/8極

  額定轉(zhuǎn)矩 95N.m 421N.m

  皮帶減速 1:1.67 1:3

  減速機 1:8.42

  控制器 變頻器 BWS-BB伺服控制器

  編碼器 無 有

3、項目改造效果

  塑料螺旋擠出機械的主軸轉(zhuǎn)速較低,一般在0~160rpm左右。使用普通電機,需要1:10以上的減速機構(gòu)。BWS-博瑋公司特別研發(fā)的低速大扭矩電機采用增加電機極數(shù)、降低電機基頻的方法,使電機的額定轉(zhuǎn)速降到200rpm以下,而電機的輸出轉(zhuǎn)矩大幅度提高,因而可以減小或取消減速機。為防止故障堵轉(zhuǎn)損壞電機,保留了一級皮帶或鏈條傳動。

  變頻器調(diào)速在電機的基頻點是效率和輸出轉(zhuǎn)矩的最高點,根據(jù)其特征曲線,在基頻以下輸出轉(zhuǎn)矩和效率都在下降,因此為在低速時保證足夠的輸出轉(zhuǎn)矩,必須加大電機功率。而時光伺服控制器在電機基頻以下保持恒轉(zhuǎn)矩輸出,具有三倍額定以上轉(zhuǎn)矩的過載能力。因而時光的伺服控制系統(tǒng)可以以較低的額定轉(zhuǎn)速到零轉(zhuǎn)速之間都保證輸出轉(zhuǎn)矩不小于額定轉(zhuǎn)矩。根據(jù)變頻器控制低速時電機的轉(zhuǎn)矩下降曲線,伺服控制器可以將電機功率減小到變頻控制的1/2~2/5。

  如果使用變頻器驅(qū)動低速大扭矩電機,由于其調(diào)速范圍小,低速轉(zhuǎn)矩不足,在低頻時工作狀態(tài)不良。在低于8Hz的情況下,力矩明顯不足。BWS服控制器具有0~400Hz的調(diào)速范圍,且低頻力矩特性良好,可在低速時平穩(wěn)精確的控制電機。對于吹膜機等對薄膜厚度有嚴(yán)格要求的設(shè)備,可以精確控制電機,與變頻器相比具有很大的技術(shù)優(yōu)勢。

4、經(jīng)濟及社會效益分析

  通過廣泛比較,BWS服控制系統(tǒng)的成本與所取代的系統(tǒng)成本基本持平或略高。由于取消了減速機,節(jié)約了鋼鐵材料、減少了鑄造和機加工工序、減化了安裝調(diào)試過程、降低了機械的維護成本。

  節(jié)約能源,節(jié)電率達30-40%,節(jié)電的費用對于產(chǎn)品的最終用戶有較大的吸引力。按上述改造案例進行成本分析,電機功率減小7.5kw,按耗電量減少5kw計算,每小時5度(kwh)電,一天節(jié)電120度(此類機械需要預(yù)加熱過程,故連續(xù)生產(chǎn)最為經(jīng)濟)。按工業(yè)用電0.75元/度計算,一天節(jié)電費用90元;一個月按25天計算,每月節(jié)電費用2250元。一個月的節(jié)電費用已完全可以收回因采用伺服控制的電機系統(tǒng)所增加的成本,以后的節(jié)電費用便可以大大降低用戶的生產(chǎn)成本。

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