The Application of CT Dig Variable-speed System on Craft of Balata
摘 要: 本文介绍了直流调速和变频调速在橡胶行业中的具体应用设备和应用实例，方便本行业设备技术改造工作。
关键词: 直流调速 变频调速 压延 压出 密炼
Abstract: This article introduces the equipment and example of DC variable-speed and variable frequency &variable-speed in craft of balata,which is of great benefit to the equipment innovation of this craft.
Keywords: DC variable-speed VVVF
众所周知，数字调速系统在国内各行业的应用始于八十代末。全数字的直流调速器和变频器以其稳定性高，调试方便、维护简便、功能强大、保护性能好等特点迅速渗入各行各业，并为每个用户带来了可观的经济效益。下面着重介绍该技术在橡胶行业中的成功运用(本文介绍内容主要为斜胶胎工艺)。
1 全数字直流调速系统应用介绍
橡胶行业直流系统用量很大，但多为分立元件模拟型直流调速装置。它的工作稳定性差，各参数因气候变化会产生漂移，调试工作难度大、周期长，且备件消耗大，费用高，对技术人员维修能力要求很高。而数字式直流装置绝对无漂移，调试简单，功能强大，技术人员维修非常直观方便。打个比方，就象在家里操作电视机一样简便易学。
目前在国内经销的直流调速器种类很多，性能价格参差不齐。英国CT公司MENTORⅡ全数字调速器系列以其完善的功能、可靠的质量、合理的价位脱颖而出，成为直流调速器系统中的佼佼者。在橡胶设备中的运用也极为广泛。
其功能原理见图1。
1.1 四辊压延生产线(包括三辊)的应用
MENTORⅡ系统在全国轮胎四辊压延机中应用始于1995年。我公司于1995年10月在河南轮胎进行了S型压延机的改造，其中配90kW4台、30kW2台、15kW2台、7.5kW2台共10台MENTORⅡ直流调速装置，于96年2月交付生产。1996年10月，银川中策长城橡胶有限公司S型压延机的改造项目中也配10台MENTORⅡ直流调速装置，于97年元月交付生产。目前，大连橡胶机械厂生产的新型四辊压延机配备的直流系统均为MENTORⅡ直流调速器。2000年8月青岛同泰有限责任公司F1730压延机改造交付，其中配MENTORⅡ6台，主机为200kW。改造后的共同特点是:电气故障停机时间比模拟直流调速系统停机时间减少95%以上！系统稳定性强，并大大提高了功率因数，也提高了维修人员的技术素质，并可实现全厂微机联网管理，调试时间也由模拟系统的一个月减为一周。
那么在变频性能已趋完善的今天，为什么不用变频器取代直流调速器呢？因为压延机最主要的工艺要求是主机前后的恒张力控制及卷取、导开的恒张力控制。这要求前牵引、后牵引、干燥机部位必须为四象限工作方式，即正常生产中这三个部位经常工作在发电机状态以保持张力，其电能通过调速装置回馈电网而节能。而使用变频器配制动单元电阻成本高且能耗大。
1.2 胎面压出的应用
胎面压出生产线是橡胶行业重要工序,需要调速的场合也较多，如水槽、接取皮带、切割传送及过桥(复合线才有)等。对此生产线工艺而言，各传动也可用交流变频调速，较经济，但挤出机主机目前已由直流系统取代整流子电机。其负荷大，低速起动转矩高的特性，也只有直流系统能满足，是MENTORⅡ极好的应用场所。
1.3 F270、PG370等大型密炼机的应用
目前，国内大型密炼机中F270主机一般为6000V/1000kW直流系统，PG370则多为6000V/1100kW双电机同轴驱动。螺杆和压片一般为100kW左右440V直流系统。进口生产线此部分改造也是大势所趋，替原进口的直流系统MENTORⅡ当是首选。
1.4 里程实验机的应用
目前新型里程实验机已大量采用直流调速系统取代早期的整流子调速方式，进口机配套用直流系统也基本上是配用MENTORⅡ系列。成功使用实例是太原双喜轮胎厂里程实验机。
2 变频调速器应用介绍
变频器自出现以来就显示出其强大的生命力，十几年来的发展使变频技术日趋完美，甚至已进入百姓人家（变频空调、变频冰箱、居民恒压供水、中央空调等）。可以说，所有的企业都有需要用变频器的场所，橡胶行业中应用领域相当宽。CT公司统一变频器更为突出，它集无传感器矢量控制、磁道矢量控制、伺服系统、再生回馈于一体，为变频器领域带来了完善风暴。目前，国内子午线生产线中，Unidrive已直接配套随生产线大量进入了各个工厂。为满足各行业、各层次的需求，CT公司又推出了GP系列、SE系列等价格低廉的变频器，使广大用户有了充足的选择空间。
2.1 140老式密炼机下片接取皮带的应用
此部位通常为电磁调速，正常工作的转速在1000转以内，电机功率一般为2.2kW。此部分改变频效果非常好。因电磁调速维修量大、故障率高且能耗大，用变频器则彻底解决上述问题。用力矩限制还可以解决皮带包偏问题，且节电率在35%以上。其价格也与电磁调速相当，仅电费一项年内即可收回投资。河南轮胎厂1999年已实施。
2.2 胎面压出生产线的应用
参直流系统应用2。辅机用变频器费用节约一半，节电效果显著。
2.3 卧式裁断的应用
卧裁皮带传送用变频调速，开环精度可达0.2%便于提高切断精度。太原双喜轮胎厂已有成功应用。
2.4 循环水等恒压供水及锅炉风机的应用
在锅炉鼓、引风机及补水泵、循环泵等设备上，推广变频调速节能控制技术，取代落后的档风板或阀门载流调节方式，使风机、水泵始终处于科学、经济运行状态，提高企业综合经济效益和社会效益，具有十分重要的意义。
一般情况下，企业使用的锅炉鼓、引风机、水泵等设备的额定流量，都超过实际需要的流量，(即通常讲的“大马拉小车”)加之因生产工艺、生产任务的变化，需要经常调节鼓、引风量和补水量。而目前，许多企业仍采用调节档风板或阀门开启度来调节气体和液体流量。实际上是通过人为增加阻力的方法达到调节流量的目的，这种节流调节方式不仅浪费大量电能，而且调节精度差，很难满足生产工艺品的要求，负面效应十分严重。
从流体力学原理得知，风机风量与转速及电机功率相关，当风量减少风机转速下降时，其电动机输入功率迅速降低。例如风量下降到80%时，转速也下降到80%，其轴功率则下降到额定功率的51%; 若风量下降到50%时，轴功率将下降到额定功率的20%。采用变频调速，改变风机电动机的输入频率从而改变电动机、风机转速，达到调节空气流量的目的，既满足生产工艺变化的确要求，又节省电能，是一举多得的最佳措施。河南轮胎厂1990年已开始使用。目前，银川、徐州等各轮胎厂已大量应用。
2.5 空压机的应用
轮胎行业气压的稳定直接关系到正常生产，甚至产品质量。而常规方式为根据生产用量人工开停风泵，经常造成气压波动，调风门时电机耗功损失巨大。现在用一台变频器就可实现多台风泵的恒压自动控制。其节电和提高产品质量的潜力很大，目前轮胎行业此应用尚未被认识到，一旦实施其效益相当可观。
2.6 机床的应用
各大生产厂须有自己的机床加工各种零件，其中铣床、磨床、龙门刨床等均可使用变频完成高精度的工作。中频发电机组是变频器最方便替换部位，且节电效果也相当出色。
2.7 其他
还有很多应用如行吊大小车及已付钩(鹤壁轮胎厂1999年改造)、锅炉房运煤廓传送带等等均有显著的使用效果。
2.8 子午生产线
子午线各生产线均大量使用变频器，这里不再一一介绍。
3 智能软启动器的应用
轮胎厂开放式炼胶机非常多，功率大都为95～130kW。老式140密炼机主机功率多为240kW。启动方式中频敏启动较多，还有油浸变阻器启动等，电机也基本上是绕线式电机。此类启动方式电流冲击大，故障率高，维修量大，也影响机械寿命。最新软启动方式为数字方式，即采用功率模块对电机进行限流限压平滑启动。启动过程平稳无冲击，大大延长了电机及机械寿命，并有节能运行、定位停车等辅助功能，其价位却仅为变频器的1/4，是今后大电机启动首选方式。
总之，数字技术的应用越来越广泛，会给我们的生活带来更多的方便和效益。