1  引言
    變頻器從輸入到輸出是一個(gè)逆變過(guò)程，即輸入三相380V～400V,50～60Hz的交流電轉(zhuǎn)換成受0～+10V的模擬電壓控制的可調(diào)節(jié)三相輸出交流電，控制交流電動(dòng)機(jī)的速度。
    在塑料擠出生產(chǎn)線中主要由擠出機(jī)、機(jī)頭、成型機(jī)、牽引機(jī)、拉伸機(jī)、裁斷設(shè)備、卷曲機(jī)等部分組成。在塑料機(jī)械中對(duì)交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速要求是很?chē)?yán)格的，由擠出機(jī)工作特性知，螺桿的轉(zhuǎn)速與驅(qū)動(dòng)功率和扭矩之間的關(guān)系是,擠出機(jī)所消耗的功率是隨著螺桿的轉(zhuǎn)速的增加而提高,AB段是恒扭矩關(guān)系,扭矩基本不變,即恒扭矩傳動(dòng),BC段是恒功率關(guān)系。如圖1。

圖1  SJ-45擠出機(jī)功率和轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線

2  塑料機(jī)械的調(diào)速
    塑料機(jī)械調(diào)速系統(tǒng)主要包括三個(gè)方面，一是無(wú)極調(diào)速應(yīng)有一定的調(diào)速范圍,能在一定范圍內(nèi)平滑調(diào)速以便于生產(chǎn)不同品種的產(chǎn)品;二是啟、制動(dòng)平穩(wěn),特別是開(kāi)機(jī)時(shí)，螺桿轉(zhuǎn)速低扭矩大，對(duì)調(diào)速系統(tǒng)要求很高。塑料機(jī)械一般都是恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，在低速啟動(dòng)時(shí)，也要有很大的轉(zhuǎn)矩,才能使機(jī)械平穩(wěn)啟動(dòng);三是性能穩(wěn)定、工作可靠。為了保證塑料制品的質(zhì)量,要求拖動(dòng)系統(tǒng)的工作必須十分穩(wěn)定。 另外在塑料制品的加工過(guò)程中,各環(huán)節(jié)之間的速度調(diào)整變化要穩(wěn)定、快捷、精確。過(guò)去的塑料機(jī)械的調(diào)速一般選用直流調(diào)速或電磁調(diào)速等,但在長(zhǎng)時(shí)間工作中,系統(tǒng)不穩(wěn)定、故障率高、能耗大。塑料機(jī)械電器元件多,設(shè)備空間有限,操作單一,交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速與控制給電器設(shè)計(jì)人員和操作者帶來(lái)了諸多的不便與麻煩。交流變頻器能比較好的滿(mǎn)足這些要求。
2.1 交流變頻調(diào)速的優(yōu)異特性
    （1）調(diào)速時(shí)平滑性好,效率高。低速時(shí),特性轉(zhuǎn)矩特性好,相對(duì)穩(wěn)定性好;
    （2）調(diào)速范圍較大,精度高; 
    （3）啟動(dòng)電流低,對(duì)系統(tǒng)及電網(wǎng)沖擊小,節(jié)電效果明顯。平均節(jié)約電能達(dá)30%以上,低速運(yùn)行節(jié)能效果更加顯著;
    （4）變頻器體積小，便于安裝、調(diào)試、維修； 
    （5）易于實(shí)現(xiàn)過(guò)程自動(dòng)化； 
    （6）在恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速時(shí)，低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)抗過(guò)載能力強(qiáng)。 
    目前塑料機(jī)械大多采用變頻器。通過(guò)改變頻率對(duì)交流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速與控制。變頻器在調(diào)速和控制方面有許多其他元器件不可替代的優(yōu)點(diǎn)：既可近距離調(diào)速，也可遠(yuǎn)距離調(diào)控;一臺(tái)變頻器可以驅(qū)動(dòng)一臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)或多臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)，如圖2。

 圖2  變頻器控制兩臺(tái)電機(jī)

    多臺(tái)變頻器還可以同時(shí)控制,集中統(tǒng)一調(diào)整多臺(tái)電動(dòng)機(jī)的速度,速度平滑穩(wěn)定。實(shí)踐證明用變頻器調(diào)速完全符合塑料制品的加工特點(diǎn),滿(mǎn)足塑料機(jī)械的要求。
2.2 變頻器的鍵盤(pán)面板功能
    在變頻器運(yùn)行中，可以通過(guò)變頻器的鍵盤(pán)面板，利用程序菜單選擇所需功能，具體如下：
    （1）變數(shù)據(jù)設(shè)定畫(huà)面，進(jìn)行確認(rèn)和修改數(shù)據(jù)，如：F00數(shù)據(jù)保護(hù)，0可以改變數(shù)據(jù)，1不可改變數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)保護(hù)）。在設(shè)定的過(guò)程中我們可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)定“0”或“1”；
    F01.1頻率設(shè)定、電壓輸入設(shè)定.2.電流輸入設(shè)定…11.數(shù)據(jù)輸入和脈沖輸入設(shè)定等；
    （2）視運(yùn)行狀態(tài)確定各種運(yùn)行數(shù)據(jù)，如運(yùn)行過(guò)程出現(xiàn)異常可查閱輸出頻率、輸出電流、輸出電壓，轉(zhuǎn)矩計(jì)算值等；
    （3）對(duì)變頻器和選件卡的輸入/輸出，模擬量和輸入/輸出接點(diǎn)的狀態(tài)進(jìn)行檢查,如：端子的輸入/輸出（OFF/ON）狀態(tài),C1、C2端子的輸入電流等；
    （4）確認(rèn)變頻器的狀態(tài)，預(yù)期壽命，通信出錯(cuò)情況ROM版本信息等。此項(xiàng)可維護(hù)生產(chǎn)商、用戶(hù)的利益，為用戶(hù)提供法律依據(jù)；
    （5）報(bào)警信息，能檢查最新的報(bào)警和同時(shí)發(fā)生的報(bào)警以及報(bào)警歷史；
    （6）數(shù)據(jù)復(fù)寫(xiě),能將記憶在一臺(tái)變頻器中的功能數(shù)據(jù)復(fù)寫(xiě)到另一臺(tái)變頻器中;

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    （7）可使用變頻器的RS485通信接口與計(jì)算機(jī)、PLC等主機(jī)連接進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，可通過(guò)群運(yùn)行時(shí)的運(yùn)行命令，進(jìn)行狀態(tài)管理多臺(tái)變頻器的功能數(shù)據(jù)一次寫(xiě)入等，實(shí)現(xiàn)功能碼輸入時(shí)通過(guò)觸摸屏讀取數(shù)據(jù)進(jìn)行交流電動(dòng)機(jī)速度的調(diào)整。

3 變頻器在塑料拉伸生產(chǎn)線上應(yīng)用
    塑料機(jī)械主要有擠出、注塑等兩大類(lèi)。變頻器在擠出機(jī)、注塑機(jī)及其他輔機(jī)中的應(yīng)用已經(jīng)比較普遍。擠管機(jī)組、吹膜機(jī)組、擠網(wǎng)機(jī)組、片材機(jī)組等主要調(diào)速系統(tǒng)大都選用變頻調(diào)速,例如塑料擠出拉伸生產(chǎn)工藝流程如下:擠出、成型、一級(jí)牽引、輸送、拉伸、二級(jí)牽引、成品、成品卷曲。如圖3所示。

圖3  擠出拉伸生產(chǎn)線

    在塑料機(jī)械驅(qū)動(dòng)過(guò)程中，除個(gè)別的生產(chǎn)環(huán)節(jié)根據(jù)不同的要求需要不同的電機(jī)（力矩電機(jī)，直流電機(jī)）外，基本上采用變頻器對(duì)交流變頻電動(dòng)機(jī)（簡(jiǎn)稱(chēng)交流電機(jī)）進(jìn)行單機(jī)調(diào)速，為了整體系統(tǒng)的協(xié)調(diào),產(chǎn)品的穩(wěn)定又要對(duì)某些部分進(jìn)行多臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行多機(jī)的統(tǒng)一調(diào)整,或單機(jī)微調(diào),整體自動(dòng)調(diào)整等。如圖4所示。牽引電機(jī)是通過(guò)變頻器VF8的電位器RP8微調(diào),輸送電機(jī)是通過(guò)變頻器VF9的電位器RV9微調(diào)。它們同時(shí)又由同步調(diào)節(jié)器TC中的電位器RP11同步調(diào)節(jié)。輸送電機(jī)和牽引電機(jī)通過(guò)角度傳感器達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)目的。

圖4  擠出拉伸生產(chǎn)線電器原理圖

    在實(shí)際生產(chǎn)的過(guò)程中，可以根據(jù)需要進(jìn)行單機(jī)、多機(jī)的自動(dòng)調(diào)速。利用變頻器的多項(xiàng)功能對(duì)交流電動(dòng)機(jī)控制，調(diào)速是用戶(hù)的最終目的。