6ES7221-1BH22-0XA8使用手册

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水厂主泵站及各工厂泵房的供水电机一般以恒定速度运行，用大小泵和调节进出水阀的方法调节水压，以满足各种不同的要求。
这种低效率控制流量的方法，不能满足水厂的要求，由于平均水压太高，一方面造成不必要的能量消耗，另一方面用户抱怨水压不稳，影响供水品质，还会使管路承受较大的压力冲击，使管网破裂。
令用户满意的珠峰变频器：
在运行时珠峰变频器控制泵电机的速度，通过速度的变化保持水压恒定，当管网实际水压低于设定水压时，珠峰变频器会按顺序循环软启动相应台数的泵来满足水压恒定。当管网实际水压**设定水压时，珠峰变器按相反顺序切掉相应的水泵电机。
珠峰变频器能够在一个很宽的流量范围内连续调节泵的出口压力。
珠峰变频器微电脑控制器的主要性能：
·6台主泵（或3台）+1台附属小泵： 均可设置成变频或工频工作方式。
·数字模糊控制：压力采用数字模糊控制，智能调节，系统响应快，精度高，稳定性好，PID参数调试。
·循环软启动：采用自补偿技术，系统电气机械冲击小，同时切换时的压力波动小。
· 定时开关机控制：实时时钟（每月误差不**1分钟），数据可掉电保持，设定多达六段，每天开关机时向进行定时控制。
· 定时换泵功能：对多泵系统使各泵平均工作时间相同。
· 补偿功能：实现变压变量控制，补偿方式可选内部补偿和外接计，补偿量可调。
· 定量泵、变量泵自动巡检功能；
· 手动调试功能；
· *二压力（消防压力）水位信号接口。
· 故障自诊断功能；
· 数字面板操作：面板可显示压力、频率、时间、各泵的工作状态等。
珠峰变频器的优点：
1.节能效果明显，可达25%以上； 2.降低维修费用；
3.提高供水品质； 4.实现无人值班，减轻工人劳动强度。
珠峰变频器还可广泛用于供气，供油等领域。一、搅拌机的配置及运行概况：
液体搅拌机械在化工等行业的生产过程中应用很广泛。
搅拌机械在设计时均是按使用工况的要求考虑一定余量的，而搅拌机在实际使用过程中，则不一定要在较大转速下工作，有很多时间都可以工作在非满载状态；传统的搅拌机通常不进行调节或采用机械方式调速；机械方式调速会增大搅拌机的损耗，同时会使搅拌机工作在波动状态，也使搅拌机设备工作在“大马拉小车”的状态，很不经济。
由泵类设备的电动机在变频调速方式下运行时的功率与其转速（频率）的关系可知：变频器调速方式的节能效果很高，胜过以往的任何一种调速方式，并可通过节能在较短的时间里收回投资。因泵类负载与液体搅拌机负载相似，故通过在搅拌机设备上加装变频调速节能装置则可一劳永逸的解决好传统搅拌机在使用过程中存在的很多问题，并可通过变频节能收回投资。

二、搅拌机变频方案：
根据搅拌机配置及运行转矩大的特点，通常是在搅拌机上加装设一套范用型的变频器调速装置；保留搅拌机原工频系统，并与搅拌机的变频系统互为备用可相互切换使用，工频与变频之间设联锁。
 

三、搅拌机变频调速装置的功能及优点：
1、搅拌机变频节能装置为开环调节；
2、软启动方式可减小启动冲击电流；
3、变频器带有智能保护，故障时可自动停机；
4、可根据不同的工艺采用不同的转速；
5、通过变频调速实现节能：
因为搅拌机的电动机在变频调速方式下运行时的功率与其转速的特性与泵类负载相似，即其运行功率与其转速（频率）的三次方成正比，粘度高的该比例会有所下降（一般会介于二次方与三次方之间）。故使用变频器方式调速时还会获得很可观的节电率。
例：一搅拌机容量：1×75KW ，转速180r/min，实际用160r/min也可；
故，变频节电率=1-1603/1803=0.3=30%或=1-1602/18032=0.21=21%，在21%~30%之间。

1. 引言

    近年来，随着变频器本身功能的不断完善，交流调速技术有了长足的进步。如何在不同应用条件下充分开发变频器自身功能、有效的降低设备的改造成本已成为一个重要问题。 与通常的控制方式相比，利用变频器直流制动功能实现交流拖动系统准确停车的设计方案省去了价值昂贵的变频器**制动单元／制动电阻，有效降低了设备改造成本，工作稳定可靠、控制精度高。

    2. VVVF能耗制动的理论分析

    通用变频器提供的制动方式主要有：能耗制动、再生制动、整流回馈等。在转动惯量较大的工况条件下，变频器厂家所建议采用的一般方式是外接制动电阻和制动单元的再生制动方式，某些情况下可以配合采用直流制动。这一设计思路基本为大多数目内用户所接受，并在实际使用中获得了较好的效果。但该方案需另外购买变频器厂家提供的**制动单元／制动电阻，无形中增大了改造成本。

    所谓“直流制动”，一般指当变频器的输出频率接近为零，电机的转速降低到一定数值时，变频器改向异步电动机定子绕组中通入直流，形成静止磁场，此时电动机处于能耗制动状态，转动着的转子切割该静止磁场而产生制动转矩，使电动机迅速停止。在电动机制动过程中，由于变频器输出频率逐渐降低，则定子绕组内的同步磁场转速低于转子转速，电动机处于再生制动过程，此时旋转系统存储的动能转换成电能热损耗的形式消耗于异步电动机的转子回路中，为防止电动机减程中所形成的再电制动以及直流制动过程中的能量回馈，造成变频器和电机的损坏，需串入**制动单元／制动电阻。

    如图1所示为一般交流电动机制动时的机械特性曲线。设A点为正常工作点。电动机同步旋转磁场转速为：

    式中， 为电机同步转速， 为电源频率， 为电动机磁较对数。

    图1．异步电动机机械特性曲线

    在通常电动机的制动过程中，电动机先减速，电动机同步旋转磁场转速低于转子转速，工作点在同一转速下由曲线①的A点跳至曲线②的B点，即从**象限过渡到*二象限称之为同一转速下特性的跳转，则电机得到反方向的制动转矩T 进入发电制动状态，拖动系统沿图1中曲线②迅速降速，当低于某一转速后，向定子绕组输入直流，形成固定磁场，产生制动转矩。在这一过程中，电机将经过再电制动和能耗制动而较终停止。

    从理论析，如果能够控制电动机同步磁场的转速缓慢下降，使电动机在同一转速下特性跳转时，特性曲线维持在**象限，如图 1中虚线组③所示缓慢降速，不跳转至*二象限则拖动系统在降程中可以有效的避免发生再生制动过程。如图1所示，当电机转速在小于临界转速nh的情况下接入直流进行制动，并相应控制接入直流的大小和时间，理论析电机只经历有限的能耗制动阶段，不会过热。而变频器良好的内、外特性可以保证上述各项条件的满足。

    但是，采用该方法有一些必要的前提条件，首先，系统不能频繁进行启／停，否则会造成变频器直流电路故障。其次，提升机、电梯等下放重物的工况不适宜采用。再次，系统降速时间不能过短，即降速不能过快，否则工作点将进入*二象限发生再生制动过程，引起电机过热。

1 引言

中国2004年塑料制品的增长仍达12％，塑料树脂销量增长达10.1％，塑料机械销量增长10.6％，但是塑料原材料和钢材价格的不断攀升给塑料加工业以及塑机行业带来了严峻的考验，进一步提高挤出机械的精密度和质量是塑料行业发展的必然趋势。

2 挤出机概述

塑料通过挤出机塑化成均匀的熔体，并在塑化中建立的压力作用下，并使螺杆连续地定温，定量，定压地挤出机头。大部份热塑性塑料均采用此方法，螺杆挤出机有多种不同的型号和规格，较常用的挤出机就是螺杆挤出机。

3 传统挤出机传动的特点

3.1 挤出成型设备的组成部分

一台挤出设备通常由主机(挤出机)、辅机及其控制系统组成。通常这些组成部分统称为挤出机组。

(1) 主机

一台挤出机主机由挤压、传动、加热冷却三部分系统组成;

挤压系统主要由螺杆和机桶组成，是挤出机的关键部分;

传动系统中起作用是驱动螺杆，要保证螺杆在工作过程中具备所需要的扭矩和转速;

加热冷却系统主要来保证物料和挤压系统在成型加工中的温度控制。

(2) 辅机

挤出设备辅机的组成根据制品的种类而定。一般说来，辅机由剂透定型装置、冷却装置、牵引装置、切割装置以及制品的卷取或堆放装置等部分组成。

3.2 控制系统

挤出机的控制系统主要由电器、仪表和执行机构组成，其主要作用为:

(1) 控制主、辅机的拖动电机，满足工艺要求所需的转速和功率，并保主、辅机能协调地运行;

(2) 控制主、辅机的温度、压力、流量和制品的质量;

(3) 实现整个机组的自动控制。

3.3 精密挤出机传动的特点

要有能跟直流系统相媲美的大转矩特性，而且在速度变化的情况下也能保持转矩的连续特性，否则会造成挤出的产品有瑕疵，增加产品的次品率。

要求变频器的控制精度高，起码要求万分之五以上，才能维持为此高精度的恒定压力。

3.4 V/F变频器的缺陷

以往使用V/f控制型变频器，由于要考虑负载的启动转矩，要设定相应的转矩提升值，如果转矩提升设置过高，在低频轻载时会励磁太大，容易引起电机严重发热，影响到设备的稳定运行，甚至烧毁电机。如果不设定应的转矩提升值，则又无法满足挤出机械对转矩的要求，造成挤出的产品有瑕疵，增加产品的次品率。

3.5 传统螺杆挤出机的控制

(1) 在传统的螺杆挤出机系统中，螺杆由直流电机驱动。在直接传动情况下螺杆直接由齿轮箱驱动;在间接传动情况下，螺杆由皮带和牵引盘驱动。传统的直流电机本身存在着一定的缺点:例如直流电机的电刷每个月就要更换一次，在多粉尘或腐蚀性环境中直流电机需要经常清洗，有时甚至还需要从车间外为直流电机通入洁净的冷却空气。

(2) 间接传动螺杆挤出机的缺点在于:存在于皮带滑差，皮带会造成一定的能量损失，更多的机械装置增加了磨损和发生故障的可能性。而直流电机较大的弊端噪音过大，电刷打火，转子污染，电机温度过高，排气不充分和电机震动。因此使用直流电机的螺杆挤出机维护费用更高，直流电动机的较初成本也更高一些。

(3) 安邦信G11系列变频器在精密挤出机上的的应用

设备型号:广州XX机械厂生产的高精度挤出机

生产产品:汽车配件

设备要求:压力误差±0.01bar，主机马达转速精度±0.05%

变频器型号:AMB-G11-055-T3

其电气接线如附图所示。

附图 精密挤出机变频器电气接线图

采用高精度的电位器进行对螺杆驱动电机进行调速,为满足控制精度的要求，在电机侧加装旋转编码器，实现G11变频器的高精度、大力矩控制。

4 安邦信G11系列变频器在大功率挤出机上的的应用优势

G11变频器用于挤出设备, 有高质量的运行特性，这是因矢量控制型变频器本身可提供的良好的产品性能决定的。

采用高性能电流矢量控制和磁通矢量控制，不但彻底克服了通用型变频器低频转矩差，控制精度不高的缺陷，而且处理器提供更高更快速频率响应。

(1) G11高性能变频器内置的处理器，提供高控制精度、快响应频率及好的动性能。挤出机的工艺要求主要是控制出口的压力恒定，设备在刚开始工作时，进行转速控制，在达到需求压力时，要切换为压力控制。切换过程应该无冲击，需要变频器高的控制精度，来接应压力信号。

(2) 矢量控制提供低频时高扭矩输出

采用G11矢量控制型变频器，使用自学习功能可观测电机参数，建立交流电机的直流模型，获得跟直流电机相媲美的特性，0Hz附近获得200%的启动扭矩，不但能保证电机在低频时良好的输出特性，而且在1:100(1:100Hz)的速度变化下也能保**的连续转矩。

(3) G11矢量控制型变频器具有转矩限定和转差补偿功能，转速控制精度在有速度反馈的情况下高达万分之二，使挤出机械的压力得到更精确的控制。

(4) 自动节能控制，持续优化电机效率

挤出机的主驱动电机主要通过平行轴斜齿轮减速器减速后带动螺杆转动，在基频以下改变运行速度时为恒转矩调速。

采用G11系列变频器具有自动节能控制功能，能根据负载情况自动调整电压，使电机运行在较率状态下，比市场上的通用型变频器节电率增加10%以上。

5 结束语

采用安邦信新一代高性能矢量变频器使用在精密挤出机上，不仅节省了电能，更为重要的是改善了工艺，提高了产品质量，增强了产品的竞争力。