挤出机行业现代化节能驱动与智能驱动

1挤出机行业特点

2传统挤出机机械电控柜主要缺失

3 挤出机行业待解决电气问题

4 各种启动装置启动特性比较

5 流体机械、产业机械、机床行业应用

6 推荐替代产品

7 替代的主要效益

8 节电模式

9 使用传统交直交变频器主要缺失

10 传统软启动与瘦斯达变频式软启差异分析

1. 挤出机行业特点

挤出机属于恒功率生产设备（速度越低挤出量越大），但是目前挤出机大部分使用恒转矩输出的变频器来驱动，来解决“低速试车高速运行”的试车需要；为了解决驱动电机低速转矩不足的问题一般采取“加大电机容量”或者“保留机械调速装置”。无疑的，加大电机容量造成用户的投资成本提高、电网变压器容量提高、基本电费提高的三高问题，导致用户大马拉小车现象发生，用户还要长期支付高额的电费及面对功率因数罚款问题。

传统挤出机机械电控柜均采用电磁接触器或交直交变频器电控柜，由分离式电气器件组成，成本高体积大，配线复杂损耗大（星三角启动就必须六条动力线），故障率高需要专责电气人员定期检修，挤出机容易发生断轴，电网容量需求大运行效率低导致电费高还必须投资节能改造、技术改造、无功补偿、谐波污染防治等设备（参考以下图表）。

2. 传统变频器驱动控制的主要缺失

瘦斯达交流驱动器替代传统变频器的效益：

降低20%电气总投资费用，每月节约35%电费，电控柜缩小80%体积。

变频器不节电还招徕电老虎频繁上门盯梢

变频器在挤出机设备的运用带来了许多能源浪费与环境污染问题严重；主要原因在于变频器驱动系统需要15%的运行损耗导致用户流动电费提高，大马拉小车造成功率因数降低，电网变压器容量提高导致基本电费大幅度提高；电网谐波污染造成变压器发热及功率因数降低，导致电力公司不断盯梢罚款；无线电干扰（EMI）影响到整个车间自控设备及加热系统的正常使用，而且车间员工唯一的娱乐调频收音机无法收听；电机PWM噪音导致员工耳背的职业病；PWM谐波引起电机发热量提高10%左右（低速更严重）导致车间温升提高中央空调费用大增；PWM突波电压提高电机绝缘劣化速度（输出电压与输出动力线成比例，至少1140V以上）导致电机线圈烧毁隐患。

传统电压型变频器采用交直交技术造成电网谐波电流污染严重，又是采用高频载波PWM技术，带来了极大的无线电干扰（EMI）与PWM污染问题，导致驱动电机损耗提高10%左右，电腐蚀现象严重，线圈承受3倍的突波电压，电机驱动线集肤效应严重。

低压电压型变频器驱动系统的损耗超过15%以上，高压多电平控制技术因为使用移相变压器导致效率再降低10%以上，因此传统高压变频器体积大、价格高、器件多、故障率高、运行效率低的特点。

传统电压型变频器的环境污染问题严重，治理需要投资高于变频器的价格，而且无法全部有效抑制，治理设备的损耗更大。因此完全失去了节能驱动的价值。

3. 挤出机机械行业待解决电气问题

1. 降低电气总投资成本，也就是降低电控柜、动力线等费用。

2. 有效节约能源，降低流动电费。

3. 降低电网容量需求，降低基本电费。

4. 电力公司不因谐波污染问题上门找麻烦。

5. 解决无线电干扰（EMI）问题，调频收音机可以使用。

6. 免除再投资购买各种电气辅助设备。

7. 解决电机电磁噪音，解决员工耳背职业病。

8. 低速试车，减少废料产生。

4. 各种启动装置启动特性比较

传统电气工程师都是按照电机5-8倍启动特性设计驱动控制；电机不能随意启停，越大功率限制越严格，因为会影响到电网质量、电机寿命、输配电线、开关设备、负载安全等连串问题。

西普瘦斯达变频式电机软启动器将改变过去百年来交流电机启动冲击电流问题；瘦斯达驱动交流异步电机在满载转矩时的启动电流只需要额定电流（参考图一到图三）。

瘦斯达节能型交流驱动器-A6是替代传统电控柜的核心部件，采用变频式交交变频技术在满载转矩启动时只需额定电流，大幅度降低电网容量需求。还有智能信息物联网通讯，半导体器件全数字控制技术，带有节能与全方位电机保护功能，是21世纪最先进可靠的交流异步电机绿色节能智能控制产品。

由于没有启动冲击电流发生，交流电机可以随意启停控制，不会增加电网容量、开关设备、输配电线等负担，也没有电网谐波污染，电机寿命也不受影响，那么电机任意启停没有限制；这样才能有效提高能源利用率，改变了传统电机节能降耗的观念。

图四及图五说明了环保型绿色变频器的输出特性，与传统电压型变频器具有相同的输出特性，输出高转矩，分为恒转矩-G与平方递减转矩-P输出特性。

      图一：启动电流特性                                  图二：软启动特性                                    图三：启动转矩特性

          图四 X7输出转速与输出电压曲线                    图五 X7输出转速与输出转矩曲线

5. 流体机械、产业机械与机床行业应用

传统移相软启动器有局限性，就是无法带载启动，因为采用移相减压原理将抑制启动电流，而交流异步电机的特性是电压与电机转矩平方成比例，因此即使在流体机械的应用里，如果有回风、持压或锈泵都是无法顺利启动的，也就是如果有负载时启动电流还是非常大的，所以传统移相式电机软启动器应用的市场就局限于风机、水泵、压缩机等负载，无法带载启动。

瘦斯达采用交交变频转矩控制技术（VVVF）作为启动技术，驱动电机在额定负载情况下启动电流也只有额定电流而已（请参考上图）。简易型家族具有递减转矩输出（P）与恒转矩输出（G）两种输出特性可选，突破了传统软启动器的局限性；P递减转矩输出特性可应用于流体机械应用还可解决带载启动问题，G型恒转矩输出特性可应用在产业机械与工具机械负载。

6. 推荐替代产品

 瘦斯达是替代变频器驱动控制的最佳产品

瘦斯达交流驱动器交流驱动器是西安西普公司专门为挤出机现代化驱动控制开发的新产品，能够提供“低速试车高速运行”控制功能，配合原有机械调速装置恒功率控制满足挤出机性能，启动转矩控制技术启动电流两倍额定电流以下，可减少电网容量需求降低基本电费，旁路运行没有损耗，大幅度降低流动电费；为挤出机用户提供绿色节能、智能控制的交流驱动控制器；替代变频器每月可节省15%以上流动电费，消除变频器产生的环境污染问题，延长设备使用寿命，降低运行成本提高利润；瘦斯达是变频器在挤出机应用的最佳产品。

注1：变频器能够节能是替代滑差电机而言。

注2：变频器运行基本损耗按下列估算：变压器铁损增加3%，变频器本身4%，驱动电机8%，设备效率下降5%。若增加谐波治理则损耗再加大损耗。

西普瘦斯达节能型交流驱动器-A6适合挤出机械的绿色节能与智能控制，配合原有机械式调速，瘦斯达具有低速试车高速运行的功能，满足挤出机恒功率调速控制特性，能够有效提高挤出机能源利用率节约电费；瘦斯达采用启动转矩控制技术，启动冲击电流额定电流以内，启动完成后旁路运行没有损耗也没有变频器的环境污染问题；投资成本低而且电机不发烫，更有全方位65种电机保护功能，可选触摸屏人机界面提高产品附加价值，现代化局网集中监控。

挤出机行业所有的交流异步电机驱动控制均可选用西普产品。

推荐节能驱动选型

替代传统交直交变频器方案、替代星三角降压等各种软启动装置

1. 选用瘦斯达节能型交流驱动器-A6/E6(E：简易型) 替代传统移相式电机软启动或星三角降压启动装置达到无启动冲击电流降低电网容量达到降低基本电费，运行时可通过PFC控制解决大马拉小车问题达到减免无功补偿设备，2X二段速度低速节能减少废料产生。

2. 选用瘦斯达变频式交流驱动器-A5/E5 替代传统移相式电机软启动或星三角降压启动装置，无启动冲击电流降低电网容量达到降低基本电费。

3. 直接选用普司达智能全数字电控柜-P，由本公司按照客户需要推荐各种现代化驱动控制装置全面解决传统挤出机机械问题，降低电气总投资成本，降低电费及检修成本，智能制造控制。

7. 替代的主要效益

1. 电气投资总成本下降20%左右。

2. 电控柜体积缩小80%。

3. 电网容量下调20%-基本电费下降20%。

4. 接触器采用半导体过零开关控制，没有火花拉弧现象。

5. 运行效率比起传统交直交变频器高出15%以上。

6. 不必再投资购买节能改造、技术改造、无功补偿、污染防治设备。

7. 具有转矩限幅功能，防止断轴问题。

8. 全方位电机保护功能，电机不再烧毁。

9. 具有低速试车（减少废料），高速运行功能。

10. 没有高频无线电干扰，不会影响到调频收音机，电机也没有PWM电磁噪音。

8. 节电模式

旁路节能：全速时可以旁路运行（DOL），没有多余损耗。

闭环节能：通过开关量传感器反馈信号作为启停指令。

轻载节能：透过PFC功能达到轻载自动降压达到降低运行损耗提高功因功能。

低速节能：不均匀负载在等待期间可以降低转速2X运行达到节能效果（例如输送带）。

A5/E5节能模式

软启停控制是最通用的节能模式，利用手动或者负载信号检测反馈开关量来启停电机达到控制做功的目的，例如：空压机、风机、泵类、压缩机利用压力传感器的上下限开关量来启停驱动电机。A5本身采用变频式技术，瘦斯达可以无冲击电流平滑启停电机，即使在满载转矩下也只需要额定电流，电网没有谐波污染问题；瘦斯达驱动时交流异步电机没有启动冲击电流而且能够满载恒转矩启动的特性将颠覆交流电机驱动控制传统观念。

固定电费评估：由于没有启动冲击电流，电网变压器容量可以有效下降，至少节约20%的固定电费。

主要节能降耗技巧可点击参考瘦斯达节能降耗技巧。

A6/E6节能模式

在A5/E5节能模式的基础上增加轻载节能与低速节能的功能；

大马拉小车是目前最普遍的现象，也就是电机运行在额定负载以下，这样会提高线损、降低功因提高无功补偿设备费用。轻载节能就是解决大马拉小车的问题。

低速节能在输送带系统普遍应用，例如机场、商场、地铁等没有旅客时可以降低转速达到有效节能的目的，在电磁阀控制系统卸载时也能再次降低损耗50%左右。虽然传统变频器也能做到，但是必须支付额外15%的损耗、电网谐波污染、PWM噪音、无线电干扰等成本问题。