橡胶开炼机电机

在橡胶开炼机上的应用-1

背景

2020年11月发布的《橡胶行业“十四五”发展规划指导纲要》，将生产效率、节能降耗和环境保护作为重点工作。“双碳”政策下，未来中国橡胶制品行业将会重点研发各类绿色环保制造技术，大力带动橡胶制品行业向绿色化和环保化的方向发展，进一步实现节能降耗和节能减排。

炼胶设备是橡胶工业中的通用设备，在所有橡胶制品加工中都必须经过炼胶加工工序。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，是需要重点开展节能降耗的设备。开炼机电机功率基本在18.5kw～355kw之间，且大部分IE2以下异步电机，甚至是老式的JR系列绕线式异步电机和直流电机，普通高能耗电机必将被高效节能电机所取代。

设备简介

以一般固体橡胶（生胶）为原料的橡胶制品的基本工艺过程包括：塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化6个基本工序。

塑炼：橡胶由强韧的高弹性状态转变为柔软的塑性状态的过程。（不加配合剂，以改变橡胶的弹塑性为目的）。

混炼：将各种配合剂与可塑度合乎要求的生胶或塑炼胶在机械作用下混合均匀的一种过程。混合后的胶称为混炼胶。

成型：在橡胶制品的生产过程中，利用压延机或压出机预制成形状、尺寸各不相同的半成品工艺过程。

硫化：将塑料橡胶变成弹性橡胶的过程称为硫化，在由生橡胶构成的半成品中加入一定量的硫化剂，在规定的温度下加热、保温，让胶料变成具有高弹性的硫化胶。

开放式炼胶机简称开炼机或炼胶机，又称双辊捏炼机。它是通过两个水开放式炼胶机简称开炼机或炼胶机，又称双辊程炼机。它通过两个水平放置并以不同线速度相对回转的辊筒，将橡胶原材料进行剪切、挤床使其塑化、混合，制成符合生产加工要求的坯料。开炼机可供橡胶的塑炼、混炼、热伤和压片等，主要由辊筒、机架、轴承、调距装置、加热冷却系统、事故停车装置、润滑系统和电气控制系统等部分组成。

开炼机规格常用“辗筒直径＊工作部分的长度”表示，单位毫米或英寸。比如φ400*1000，常用规格比如：X(S)K-400，XKR-400, XKJ-400, XKP-400，其中：X:橡胶  S:塑料  K:开炼机   R:热炼  J:精炼  P:破碎。

工况简介

① 负载特性：

开炼机属于恒转矩负载特性。但是在炼胶的不同阶段，负载变化比较大，炼胶过程中负载转矩的波动比较大，需能快速响应负载突变 存在带胶启动情况，因此要求过载启动，启动转矩大。

② 运行环境：

环境温度比较高，现场油污比较大。

③ 动力配置：

传统开炼机一般配置三相异步电机，有些老式配置的JR系列绕线式异步电机，还有很大一部分配置的是直流电机+直流调速器。常用动力配置为三相异步电机+变频器方案，电机能效低，高效区间窄，经常运行在低效区域，综合用电经济性差。

海川电气方案

本次改造依托超高效助磁同步磁阻电机技术，以开炼机电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

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。

应用案例

原方案：绕线式异步电机+变频器  电机： JR 136-6  IE1能效

改造方案：

驱动器+高效电机

电机：HCM5-355L-250-1000-T4-FITS-B3

驱动：HCD-DT6-T4250G

应用要求

模拟量0~10V 调速。正转/反转、故障输出、 运行频率0~10V模拟量输出反馈以及变频器运行中反馈。

参数设置：