铜型材挤压机的变频节能改造应用.doc

铜型材挤压机的变频节能改造应用 2008-12-22 17:29:18| 分类： HYPERLINK /lyc1817@126/blog/#m=0t=1c=fks_83默认分类 |字号大中小 订阅 一、简述 随着经济的发展，各行各业对各种型材的需求日益增加，作为有色金属(锌、铝、铜等)行业的主要加工设备型材挤压机数量也是越来越多。现有的型材挤压机械与很多使用液压为动力的设备一样，往往电机和油路按最大容量设计，除了在锁模，挤压和剪切等过程需要较大的压力外，很多时候电机的工频运转只是浪费了大量的电能。针对此种情况，我们以节能为目的对部分铜挤压，铝挤压机进行了节能改造，由于液压油路在加载时需要快速启动、加压，与注塑机类似，需要较强的转矩输出功能，所以，我们建议使用艾默生EV3000系列变频器对型材机械进行节能改造。 二、型材挤压机的节能改造可行性分析以及使用变频的优势 1、工况阶段节能： 挤压机在各个阶段的所需油压、流量都不同，工频运行时，电机以50Hz全速运行，在保压、开模、剪切，尤其是加料过程，油路的压力通过回流阀回流到油箱，浪费了大量能源，通过采集所需压力模拟信号，降低各个阶段变频器的运行频率，从而降低了挤压机的无用功。 2、容量节能：挤压设备均按照油泵最大流量和压力时设计的，在运行中不可避免地造成了能量的浪费，当不需要匹配容量的油压时，适当降低电机运行频率，可大大节约能量。 3、设备保养：现有的挤压设备虽然使用降压启动，但启动时电流冲击还是很大，导致电网波动也较大，电机设备的寿命大大减少，通过变频器的电流抑止功能，使电机在启动时电流不超过其额定电流的2倍，大大提高了设备的使用年限。 4、变频器优势：艾默生EV3000系列矢量变频器是艾默生能源有限公司独立开发的电流矢量变频器，较之通用系列变频器，其启动转矩大，加速时间短，电流抑止能力强，且具有完善的保护功能，对于挤压设备油压需求快速的场合，更加体现了优势。 5、电机保护功能： 由于电网的波动，瞬变、谐波的影响，导致油泵电机瞬间过流过压。通过变频器完善的保护功能，可以减少此类故障发生的可能性。 三、铝型材挤压机的工作过程分析 下面，我们以广东业精机械制造有限公司和清远市豪美企业美高铝型材生产公司的挤压机改造为案例进行分析。 该公司现使用的铝型材挤压机为广东业精机械制造有限公司制造的带变频调速功能的恒速铜铝型材挤压机SY-1250多台。该挤压机用两台65KW的电机进行液压驱动，其中电机1驱动主机缸等进行挤压和后退，电机2驱动模座、盛锭筒和剪刀。挤压一个铝棒周期为4-6分钟，整机的功率是根据其运行过程中最大负荷配备的，每个动作需要油泵输出的压力和流量是不同的，而油泵为电调变量柱塞泵和定量叶片泵，泵出的油是恒定的，通过阀门的调节多余的压力降在卸压阀上，多余的流量直接回到油箱，即使没有任何动作时，电机也在额定转速下运转，，因此造成电能白白浪费。由于液压油不断地循环，很多部件自然产生磨擦损耗，造成油温增高，故缩短了液压阀、油封、液压油和泵的使用寿命。变频器可以根据铝型材挤压机不同的动作对电机进行调速，降低功率输出，从而达到节能的目的。所以我们对该挤压机进行变频节能改造。 四、铝型材挤压机节能改造方案 针对客户现有状况，我们设计了以下节能改造方案，利用挤压机原有配置：恒速控制板，触摸屏，PLC控制器等作参考设计以下基本电气控制原理图。该公司变频恒速挤压机的挤压模式分为：节能模式，标准模式，自动模式三种控制模式。而且为了避免在变频状态出故障时不对生产造成影响，方案采用工频变频可切换模式，即KM1 KM4 KM6 KM9闭合工作在变频节能状态，KM5 KM11闭合工作在工频状态，一旦变频节能出现问题时可以很方便地切换到工频状态，这样不会影响生产的正常进行。在变频改造的时候，我们不需要改动其原来的电气线路，只需将变频器串进电路即可。变频器的开启由KM3 KM4 KM9 KM10的常开控制，频率则由挤压机电调柱塞泵的电流放大板来自动调节，当其需要高油压时，可以提高变频的频率，加大电机的输出功率。主回路电气图，控制回路电气图，变频器基本接线原理图，铜铝型材挤压机系统控制流程图，如图一，图二，图三，图四所示。 图一 主回路电气图 图二 控制回路电气图 HYPERLINK /photo/qNvyCH4yTFF-m33mNGpTpQ==/.jpg 图三 变频器基本接线 图四 铜铝型材挤压机系统控制流程 五、节能改造说明： 1、节电效果明显，提高电网功率因数、降低无功损耗，同时对变压器起到增容的作用，缓解增容压力。 2、该产品与原系统同时使用，不改变原来的电器回路，可进行节能与非节能状态切换，使用方便。 3、由于电机转速降低，油泵的磨损也降低，噪音降低，维护成本降低，使用寿