海川電氣助磁同步磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在水箱式拉絲機(jī)上的應(yīng)用
背 景
隨著工業(yè)化在中國(guó)的不斷發(fā)展,在如今的線材加工中的拉絲機(jī)也越發(fā)的關(guān)鍵。尤其是在鋼絲、銅絲、塑料、竹筷、木材、電線電纜等行業(yè)中的使用也越發(fā)的廣泛。水箱式拉絲機(jī)是金屬線材生產(chǎn)的重要設(shè)備,主要是將金屬線材拉拔成各種規(guī)格的細(xì)絲。拉絲機(jī)主驅(qū)電機(jī)是拉絲機(jī)主要的耗能裝置,現(xiàn)有拉絲機(jī)配置的電機(jī)大多為IE2能效三相異步電機(jī),依據(jù)《電動(dòng)機(jī)能效限定值及能效等級(jí)》(GB18613-2020)標(biāo)準(zhǔn)要求,已經(jīng)被列入淘汰電機(jī)范疇。且整體經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)間窄,耗能大,在國(guó)家“雙碳”政策的形勢(shì)下,亟需改造升級(jí)。
設(shè) 備 簡(jiǎn) 介
拉絲機(jī)我們可以根據(jù)其用途分為:金屬拉絲機(jī)、塑料拉絲機(jī)、竹木拉絲機(jī)等;以拉伸方式可分為直進(jìn)式、水箱式等,以線徑粗細(xì)又可分為大拉機(jī)、中拉機(jī)、細(xì)拉機(jī)和微拉機(jī)等,都由拉絲伸線和收線兩部分組成。水箱式拉絲機(jī)(如圖1)是由多個(gè)拉拔頭組成的小型連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備,通過(guò)逐級(jí)拉拔,并將拉拔頭置于水箱中,最后將鋼絲拉到所需的規(guī)格。特別適宜拉拔高中低碳鋼絲、鍍鋅鐵絲、胎圈鋼絲、膠管鋼絲、鎢、鉬、鈦等合金絲、鋼簾線及銅絲鋁絲等。
圖1 水箱式拉絲機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖
水箱式拉絲機(jī)工藝流程:
圖2 水箱式拉絲機(jī)工藝流程
工 況 簡(jiǎn) 介
負(fù)載特性:
拉絲機(jī)通過(guò)拉模擠壓金屬材料,屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。拉細(xì)絲速度快,負(fù)載轉(zhuǎn)矩小,拉粗絲速度慢,負(fù)載轉(zhuǎn)矩大。因此要求電機(jī)的調(diào)速范圍比較寬,一般需要2倍左右擴(kuò)速范圍。且需要電機(jī)在較寬的速度范圍及負(fù)載轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)保持高效率輸出。
速度特性:
拉絲機(jī)主驅(qū)電機(jī)工作過(guò)程中要求良好的速度,保證線材的均勻性。主驅(qū)動(dòng)電機(jī)和各輔機(jī)需要速度同步,因此需要電機(jī)具有較好的同步性。
起動(dòng)特性:
拉絲機(jī)啟動(dòng)時(shí)拉模處阻力比較大,因此要求電機(jī)需要有較好的啟動(dòng)能力。
動(dòng)力配置:
常用動(dòng)力配置采用三相異步電機(jī)+變頻器方案,電機(jī)能效低,高效區(qū)間窄,經(jīng)常運(yùn)行在低效區(qū)域,綜合用電經(jīng)濟(jì)性差。且有轉(zhuǎn)差,負(fù)載轉(zhuǎn)矩波動(dòng)容易造成速度的波動(dòng),速度同步性和穩(wěn)定性較差,轉(zhuǎn)矩剛性較差。
海川電氣方案
海川電氣助磁同步磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是一種采用鐵氧體輔助勵(lì)磁,以磁阻轉(zhuǎn)矩為主要轉(zhuǎn)矩來(lái)源的變頻調(diào)速同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。電機(jī)采用標(biāo)準(zhǔn)的異步電機(jī)外形,可實(shí)現(xiàn)無(wú)縫替換,配套高性能驅(qū)動(dòng)器,采用磁阻電機(jī)專(zhuān)用底層驅(qū)動(dòng)控制算法,可實(shí)現(xiàn)寬運(yùn)行范圍的高效運(yùn)行,是一種優(yōu)秀的工業(yè)傳動(dòng)系統(tǒng)解決方案。
高能效:
轉(zhuǎn)子無(wú)損耗,效率高,高效區(qū)間寬,綜合運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性好。
高功率因數(shù):
永磁體輔助勵(lì)磁,無(wú)功小,功率因數(shù)高。
速度同步:
速度同步無(wú)轉(zhuǎn)差,恒轉(zhuǎn)矩特性,剛性好,具有較好的啟動(dòng)能力和動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力。
高可靠:
鐵氧體永磁材料勵(lì)磁,無(wú)高溫退磁風(fēng)險(xiǎn)。
高經(jīng)濟(jì)性:
電機(jī)無(wú)稀土永磁材料,高牌號(hào)硅鋼片等昂貴原材料,驅(qū)動(dòng)器采用傳動(dòng)變頻器硬件架構(gòu),一種高性?xún)r(jià)比的IE5能效電機(jī)驅(qū)動(dòng)解決方案,經(jīng)濟(jì)性好。
電 機(jī)
HCM5系列助磁同步磁阻電動(dòng)機(jī),能效符合國(guó)標(biāo)一級(jí)能效要求(IEC標(biāo)準(zhǔn):IE5),具有效率高,調(diào)速范圍寬,高效區(qū)間寬,速度穩(wěn)定,啟動(dòng)能力強(qiáng),噪聲振動(dòng)低等特點(diǎn)。電機(jī)內(nèi)部不含稀土永磁材料,無(wú)高溫退磁風(fēng)險(xiǎn)。采用標(biāo)準(zhǔn)中小異步電動(dòng)機(jī)機(jī)殼,可用于驅(qū)動(dòng)各種通用機(jī)械設(shè)備,滿(mǎn)足各種工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域設(shè)備驅(qū)動(dòng)需求。
驅(qū) 動(dòng) 器
HCD-G6系列變頻驅(qū)動(dòng)器是助磁同步磁阻電機(jī)專(zhuān)用變頻器,具有良好的動(dòng)態(tài)特性和過(guò)載能力。支持FVC和SVC矢量控制,速度和轉(zhuǎn)矩控制模式,內(nèi)置Modbus通訊,支持CAN通訊,全速度段轉(zhuǎn)速跟蹤啟動(dòng)能力,具良好的起動(dòng)能力、過(guò)載能力、擴(kuò)速能力。
應(yīng) 用 案 例
鋼簾線工廠電機(jī)改造
原方案:
Y2-180L-4 22kW-1475rpm異步電機(jī)IE2能效 變頻驅(qū)動(dòng);
現(xiàn)方案:
海川HCM5同步磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) IE5能效 變頻驅(qū)動(dòng)。
應(yīng) 用 效 果
參 數(shù) 設(shè) 置
現(xiàn)場(chǎng)的控制應(yīng)用如下:0-10V的模擬量調(diào)速;4~20mA的模擬量速度反饋,遠(yuǎn)程啟??刂啤?/p>