摘 要：擠出機要求高起動轉矩，高轉速精度，較大驅動功率。本文介紹了丹佛斯變頻器應用於擠出機的特性和特點。

關鍵詞： 擠出機  起動轉矩  轉矩響應  轉速精度

Abstract:  Extruder requires high brake-away torque, high speed precise, relatively high drive power. This application file describes the specifications and benefits of using Danfoss VFD for extruders.
Key words:   Extruder, Brake-away Torque, Torque Response, Speed Precision

引言：擠出機塑料工業和化纖工業的基礎設備。許多材料如陶土、食品
、金屬、塑(su)料(liao)等(deng)都(dou)能(neng)被(bei)擠(ji)出(chu)。最(zui)常(chang)見(jian)的(de)擠(ji)出(chu)機(ji)是(shi)螺(luo)杆(gan)擠(ji)出(chu)機(ji)。不(bu)久(jiu)以(yi)前(qian)擠(ji)出(chu)機(ji)還(hai)多(duo)數(shu)是(shi)用(yong)直(zhi)流(liu)電(dian)機(ji)驅(qu)動(dong)的(de)，但(dan)是(shi)近(jin)來(lai)交(jiao)流(liu)調(tiao)速(su)用(yong)得(de)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)。相(xiang)比(bi)直(zhi)流(liu)調(tiao)速(su)，交(jiao)流(liu)調(tiao)速(su)有(you)許(xu)多(duo)優(you)點(dian)

，成(cheng)本(ben)也(ye)很(hen)有(you)競(jing)爭(zheng)力(li)。

螺杆擠出機工作原理：
 

固gu態tai粒li子zi原yuan料liao首shou先xian從cong漏lou鬥dou喂wei入ru，然ran後hou被bei加jia熱re塑su化hua或huo熔rong化hua
，螺luo杆gan旋xuan轉zhuan將jiang熔rong化hua為wei膠jiao態tai的de原yuan料liao推tui向xiang擠ji出chu機ji的de出chu口kou，擠ji出chu機ji出chu口kou裝zhuang有you特te定ding的de模mo具ju
，決jue定ding了le最zui終zhong產chan品pin的de形xing狀zhuang。塑su料liao薄bo膜mo、塑料管、型材和化纖等產品都可以用擠出機生產。
最常見的螺杆擠為單螺杆擠出機，典型螺杆轉速為100轉/分鍾；雙螺杆擠出機用於需要將兩種原料混合擠出的產品
，典型的高速雙螺杆擠出機轉速為200-500轉/分鍾。用於型材擠出的低速雙螺杆擠出機通常轉速在10-40轉/分鍾。

傳統驅動辦法
chuantongjichujicaiyongzhiliudianjiqudong。danshizhiliudianjixuyaodingqigenghuandianshua，zhiliudianjinaieliehuanjingdenengliyejiaocha，youdeshihouxuyaodulideganjingdelengquekongqi。richangshiyongzhongzhiliudianjidedianxingguzhangxianxiangweidianshuadahuo
、電樞變色、散熱不足、劇烈噪聲和振動等。因此直流電機的日常維護保養費用比交流電機高得多
，直流電機的造價也比交流電機要高。

交流驅動辦法
僅jin在zai數shu年nian以yi前qian交jiao流liu驅qu動dong還hai不bu能neng提ti供gong直zhi流liu驅qu動dong那na麼me優you異yi的de性xing能neng

，而er且qie價jia格ge還hai很hen貴gui。但dan隨sui著zhe近jin年nian功gong率lv電dian子zi器qi件jian和he微wei處chu理li器qi技ji術shu的de快kuai速su發fa展zhan

，交jiao流liu控kong製zhi理li論lun的de提ti出chu以yi及ji實shi際ji交jiao流liu控kong製zhi軟ruan件jian的de具ju體ti完wan善shan，交jiao流liu驅qu動dong技ji術shu在zai很hen多duo應ying用yong領ling域yu有you了le比bi直zhi流liu驅qu動dong更geng佳jia的de成cheng本ben效xiao益yi。目mu前qian的de丹dan佛fo斯siFC302係列變頻器用在擠出機上有比直流驅動更好的轉速控製性能和轉矩響應速度，開環轉速控製精度優於0.5%，閉環轉速控製精度優於0.1%。
擠出機的起動轉矩可能達到運行轉矩的200%-250%，比丹佛斯FC300係列變頻器最大180%deqidongzhuanjuzhigao，yincixuyaoxuandayidiandequdongqi，danyekeyilingshebeiedingzhuansugongzuoyujiaoliudianjihenggonglvquyudebanfayuyijiejue，yinweijichujiquansushidefuzaizhuanjubingbuxuyaodianjideedingzhuanju。

如通過適當選取減速比，令電機一般工作速度為70Hz，這時負載轉矩為T負載，按理論計算電機的額定轉矩：

T電機額定 =  = 1.4 T負載
電機最大轉矩：
T最大 = 1.8 T電機額定 = 252%T負載
滿足擠出機的起動轉矩要求。
    否則如果還是按傳統的選型辦法，選擇電機一般工作速度為50Hz，為滿足250%的最大起動轉矩要求，必須選擇功率為原來1.4倍的電機和驅動器。

使用交流驅動器的優點
 提高效率：
丹佛斯FC300交流驅動係統比同功率的直流驅動係統效率高5%左右，交流電機的效率也比直流電機高，FC300驅動器保證電機輸出性能優異而且不會發生過熱。一般工廠裏擠出機耗能要占到總耗能相當大的比例
，丹佛斯FC300驅動器有比直流驅動器和其他通用變頻器的輸入諧波電流小很多，保證總輸入功率因數大於0.9，因此無需放大工廠供電變壓器和電纜的容量
 提高防護等級
擠出機通常工作於惡劣、高溫或含腐蝕性氣體的環境
，交流電機的防護等級比較高，而直流電機防護等級較低，用於惡劣環境維護成本將大大提高。

丹佛斯FC302變頻器在擠出機應用上的優點
FC302驅(qu)動(dong)器(qi)內(nei)置(zhi)電(dian)機(ji)反(fan)饋(kui)編(bian)碼(ma)器(qi)接(jie)口(kou)
，內(nei)建(jian)轉(zhuan)速(su)閉(bi)環(huan)磁(ci)場(chang)定(ding)向(xiang)磁(ci)通(tong)矢(shi)量(liang)控(kong)製(zhi)功(gong)能(neng)。通(tong)過(guo)獨(du)特(te)的(de)靜(jing)止(zhi)電(dian)機(ji)自(zi)適(shi)應(ying)
，能(neng)精(jing)確(que)測(ce)出(chu)各(ge)種(zhong)電(dian)機(ji)的(de)電(dian)氣(qi)參(can)數(shu)。FC302的de內nei建jian電dian機ji模mo型xing和he電dian流liu檢jian測ce非fei常chang精jing確que，電dian流liu被bei解jie耦ou為wei轉zhuan矩ju電dian流liu和he勵li磁ci電dian流liu，矢shi量liang控kong製zhi理li論lun先xian進jin，係xi統tong運yun算suan能neng力li極ji強qiang，內nei部bu運yun算suan循xun環huan時shi間jian隻zhi有you1mS，因此能快速檢測

、控製和補償負載轉矩。FC302驅動器磁通矢量控製建立160%輸出轉矩隻需約3mS，比通用變頻器快1至2個數量級。

FC302驅動器用於擠出機有如下優點：
 高轉速精度
、低轉速脈動，即使在低速運行和0速時
；
 伺服級的響應速度
，適用於負載轉矩變化劇烈的擠出機；
 優異的轉矩限製功能，從0速直到恒功率控製區域
，能平滑地從轉矩限製模式切換到轉速控製模式，反之亦然；
 適用於各種特性的異步電機和永磁同步伺服電機；
 通過轉矩限製功能提供螺杆保護
；
 過轉矩能力強
標準的FC300驅動器集成了許多通常其他變頻器需要外置的附件，如直流電抗器、RFI濾波器、通訊卡和屏蔽電纜夾等
，能大大節省安裝空間
，降低成本。

參考文獻 
[1] Application Note Extrude. MN.50.T.1.02. Danfoss公司.

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