
永磁同步电机 (PMSM) 在化纤和玻璃工业中的应用
在19世纪末,人们开始![](!永磁同步电机与变频调速系统一起使用,已经在各种工业部门中广泛应用于高速、闭环调速系统。这些系统已经取代了传统的速度控制系,展示了强大的生命力。
众所周知,只要保证供电频率的精度,永磁同步电机的转速严格地与供电频率成正比。如果供电频率的精度可以达到1.0%甚至更高,那么电机会具有线性的机械特性。实际上,在一个企业中!两套独立的系统连续运行了几个月,累计速度误差几乎为零。
由于变频器的输出频率精度可达1.0%,有些甚至是0.1%,因此控制系统也得到了增强。此外,该系统比任何其他类型控制系统组件更少且电路更简单。此外,永磁同步电机还具有高功率因数、高效节能、体积小、无刷设计及更高的可靠性等优点。因此,该系统已广用于各种工业部门,包括化学纤维工业中的卷绕、拉伸和计量泵以及导丝辊的应用。
在熔体纺丝机中,PMSM变频调速已经成功实施如图1所示。纺丝机!计量泵驱动采用PMSM需要精确的速度输出来控制化学纤维溶液的输出量,从而满足纺丝过程的需求。当产品品种变化时,只需调整计量泵驱动电机的速度即可满足需求。
计量泵的功率通常从37 kW到11!单个变频器可选择驱动多台电机,尽管每台电机配一个变频器也有其自身的优势。
其他关键过程如卷绕、拉伸和导丝辊需要恒定的旋转速度或配对的辊子之间的速度比。变频调速系统是理想的首选,这一事实已被长期实践所证实。采用变频调速后,速度可达3,000米/分钟,拉伸辊内嵌加热元件需要高温操作;配套的PMSM功率范围从0.2 kW到7.5 kW,高速两极电机选择的频率调整范围为5 Hz到250 Hz。变频控制提供高的起动转矩并满足硬启动条件。
浮法玻璃退火炉的主传动上已经采用了变频调速系统数十条生产线上,替换了原有的直流驱动并且取得了满意的效果。
浮法玻璃生产涉及来自熔炉的高温玻璃液流,沿着生产线逐渐冷却。固化后,玻璃在退火炉中进行热处理,然后继续进行冷端工艺,如检验、包装和其他下游工艺。退火炉工艺对其约200米长的带速有严格要求,每个辊子必须连续运行,停机是绝对不可接受的,因为这会导致重大经济损失。
对于这个应用,选择了TYB-8三相稀土永磁!匹配富士G5系列变频器。该系统已经安全运行了数万小时,并得到了各方面的认可。主要优点如下:
熔炉内的搅拌器以前使用直流驱动。考虑到高温环境,自1995年以来,变频调速系统已经被使用。具体来说,TYB400-8被用于此目的。操作!!各个搅拌器的运行区域如图1所示。
它们各自驱动自己的搅拌器,为了确保混合均匀性,炉浴内部的搅拌器的工作区域必须稍微重叠,但排列方式要使桨叶不会碰撞。图1显示了一个工作区域示意图。
如果n1 和 n2 不同,它们的累积效应会导致搅拌器之间发生碰撞。长期实际应用证明没有桨叶碰撞,确认了精度满足需求。
“牵拉”用变频调速的结果也是成功的。在玻璃生产线上,熔融玻璃逐渐从液态转变成塑性半固态并需要拉伸成平面。牵拉辊执行这个功能。它们的驱动电机必须提供无级调速。每个牵拉电机应根据工作点等因素预!玻璃类型。这就要求优秀的控制系统宽!宽速度范围和良好的动态响应。因此,DC电机速度控制被12 kW,0-1500 r/min,0-150 Hz的PMSM替换。用PMSM替换DC电机的优点包括更高的自动化程度、更轻的重量,更容易集中控制。
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