我国的开炼机从上世纪50年代开始发展，随着合金冷硬铸铁新材料的应用，开炼机的炼胶质量明显提高。液压，气动等技术的应用，使开炼机各部件的衔接配合更加稳定、有序、准确，同时，工人的劳动强度大大降低，设备安全性提高。随着设备的不断升级，开炼机上的电机也在从老式的JR系列绕线式异步电机和直流电机向同步电机发展，传统的异步电机整体经济运行区间窄，耗能大。在橡胶工业中，炼胶设备是能源消耗大户，40-60%以上能耗消耗在炼胶车间。 在国家2020年11月发布的《橡胶行业“十四五”发展规划指导纲要》中提出，将生产效率、节能降耗和环境保护作为重点工作。在国家“双碳”政策的形势下，橡胶行业亟需改造升级。
开炼机全称是开放式炼胶机，是开放式塑料制品生产厂应用比较早的一种混炼塑料设备。用在压延机生产线之前、混合机后，作用是把混合均匀的原料进行混炼、塑化，为压延机压延成型塑料制品提供混合炼塑较均匀的熔融料。
l 开炼机主要用于：
l 生胶的塑炼、混炼、压延、压出、破碎；
l 胶料的混炼、压片以及胶料中的杂质清除；
l 混炼胶的热炼、供胶；
l 再生胶的粉碎、混炼、压片。
开炼机的混炼过程分为包辊、吃粉、翻炼三个过程，开炼机包辊不饱和橡胶时，辊筒温度产生改变时就会出现以下几种不同的包辊状态，
温度低时，胶料状态比较硬、弹性高，橡胶就会停留在堆积胶处滑动，使生产时间增加。
温度合适时橡胶可正常包于开炼机辊筒上，不仅塑性流动高又有良好的弹性变形，非常利于开炼机混炼操作。
随着辊筒温度升高，橡胶的流动就会增加，分子之间力减小，强度降低，胶片就无法紧包在辊筒上，导致脱辊或破裂。橡胶在更高的温度下呈弹性流体包于辊筒，产生塑性流动。
1) 运行环境
炼胶系统存在一个加热装置，具有较大的发热量，因此电机运行环境温度偏高。
2) 动力配置
常用的动力配置采用三相异步电机+变频器方案，电机能效低，高效区间窄。因生产产品型号差异带来工艺参数的变化，导致电机经常运行在低效区域，综合用电经济性差。负载转矩波动容易造成速度的波动，速度同步性和稳定性较差。
本次改造依托超高效助磁同步磁阻电机技术，以管绞机驱动系统作为节能改造对象。采用HCM5系列超高效助磁同步磁阻电机作为主驱动电机，具有能耗小，高效区间宽，体积小，可靠经济等特点。选择G6系列驱动器作为电机驱动控制装置，矢量控制，助磁电机专用底层算法，控制性能好，稳定高效。
① 电机产品介绍
HCM5系列是采用新型助磁同步磁阻电机技术设计制造的全封闭、自扇风冷超高效三相助磁同步磁阻电动机，符合国标一级能效要求（IEC标准：IE5）。
具有效率高、起动转矩大、噪声振动低、调速范围宽等特点。电机内部不含稀土永磁材料，结构简单、稳定可靠。采用标准中小型异步电动机机壳，方便现场更换，是一种高效节能，节约稀土资源的高效电机驱动解决方案。
可用于驱动各种通用机械设备，如风机、水泵、空压机、纺织机械等，满足各种工业自动化领域设备驱动需求。
电压等级：AVC380V
功率范围：3-355kW
机座号：132-355
能效等级：IEC60034-30-2 IE5能效
转速范围：750/1000/1500/3000r/min
② 电机产品特点
u 高能效：
转子无损耗，效率高，高效区间宽，综合运行经济性好。
u 高功率因数：
以铁氧体磁性材料 作为辅助励磁，无功小，功率因数高。
u 高可靠：
耐高温潮湿腐蚀，不易退磁，可靠性高。
u 高经济性：
以磁阻转矩作为主要转矩来源，电机无稀土永磁材料，高牌号硅钢片等昂贵原材料，驱动器采用传动变频器硬件架构，一种高性价比的IE5能效电机驱动解决方案，经济性好。
③ 驱动器产品介绍
HCD-G6系列变频驱动器是一款通用高性能电流矢量变频驱动器，可以实现助磁同步磁阻电机的速度和转矩控制。采用高性能的矢量控制技术，具有良好的动态控制特性以及过载能力，支持全速度段转速跟踪启动，适用于各种自动化生产设备的驱动。具备丰富的输入输出接口，支持扩展。
输入电压：3PH 380V±10% 50/60Hz
功率范围：0.75-500kW
安装形式：壁挂式安装
④驱动产品特点
u 支持助磁同步磁阻电机全速度段开环/闭环矢量控制。
u 具有良好的动态特性、启动能力、过载能力、恒功率扩速能力。
u 速度和转矩控制模式。
u 内置Modbus及CAN通讯。
u 全速度段转速跟踪启动能力。
原方案：YE2异步电机+安川变频器
改造方案：海川高效助磁同步磁阻电机+专用变频器
电机型号：HCM5-315M-132-1500-T4-FITS-B3
驱动器：HCD-G6-T4132G
序号 | 电机规格 | 运行转速 | 日平均用电量 （kWh） | 日平均节省电量（kW.h） | 节电率 |
改造前 | AEEC1H 315M-4 | 1475 | 1871.7 | 223.4 | 12% |
改造后 | HCM5-315M-132-1500-T4-FITS-B3 | 1475 | 1648.3 |
用电数据
改造前日用电量数据表：
时间 | 当日总用电量（kW.h) | 当日平均每小时用时量（kW.h) |
2023.10.11 | 1859.7 | 77.49 |
2023.10.12 | 1880.2 | 78.34 |
2023.10.13 | 1861.2 | 77.55 |
2023.10.14 | 1883.7 | 78.49 |
2023.10.15 | 1863.3 | 77.64 |
2023.10.16 | 1882.3 | 78.43 |
2023.10.17 | 1874.4 | 78.1 |
2023.10.18 | 1841.6 | 76.73 |
2023.10.19 | 1887.6 | 78.65 |
2023.10.20 | 1872.8 | 78.03 |
2023.10.21 | 1919.2 | 79.97 |
2023.10.22 | 1834.4 | 76.43 |
平均用电量 | 1871.7 | 77.99 |
改造后日用电量数据表：（已去除停机的异常数据）
时间 | 当日总用电量（kW.h) | 当日平均每小时用电量（kW.h) |
2023.11.6 | 1660.8 | 69.2 |
2023.11.7 | 1658.9 | 69.12 |
2023.11.8 | 1632.5 | 68.02 |
2023.11.10 | 1635.8 | 68.16 |
2023.11.11 | 1637.7 | 68.24 |
2023.11.12 | 1664.1 | 69.34 |
2023.11.13 | 1634.4 | 68.1 |
2023.11.14 | 1624.4 | 67.68 |
2023.11.15 | 1757.2 | 73.21 |
2023.11.16 | 1606.8 | 66.95 |
2023.11.17 | 1744.4 | 72.68 |
2023.11.19 | 1522.8 | 63.45 |
平均用电量 | 1648.3 | 68.68 |
