任忠恩  大连三垒机器股份有限公司总工程师

随着市场竞争的日益激烈和近几年经济的减缓，塑料管材挤出行业逐步向节能、高效、高收益比的方向发展。调速系统作为该行业的主要用电设备，成为了首先要发展的一部分。电能是塑料管材挤出行业最主要的消耗能源，其中挤出机主驱动电动机消耗的电能占整个生产线的60%左右，其中主电动机的的功率一般在75～315kW，对于双壁波纹管生产线一般在150～600kW。目前挤出机主驱动电动机主要还是以直流电动机驱动居多，而变频器逐渐取代直流调速器成为了行业的必然趋势。大连三垒机器股份有限公司是以大口径双壁波纹管生产线制造为主的高新技术上市企业，近年来以交流变频电动机代替直流电动机，全面应用在大口径双壁波纹管生产线上，取得了较好的节能效果。

交流电动机结构比直流电动机简单，便于维护且价格低。由于变频技术的发展，交流变频调速的性能越来越接近直流调速，因而人们更愿意使用交流变频调速。矢量控制已经在理论和实际上都证明了交流调速可以和直流调速相媲美。现在，交流调速系统已经可以取代直流调速系统，在一些新建的生产线上（包括在主传动）都会用到交流调速，包括交流异步电动机调速和交流同步电动机调速。直流电动机由于整流子的原因，功率不能太大。在很多场合直流电动机已经不能满足要求，由于大量地应用和大批量地生产，使得变频器价格有所下降，在变频调速能够满足要求的情况下，人们更愿意使用变频调速系统。

大连三垒机器股份有限公司在塑料挤出机和成型机、切割机、牵引机等主要机型都应用了变频器调速系统，主要为西门子440和施耐德电气ATV31等。就ATV31而言，在实际应用中，我们主要采用MODBUS总线，实现PLC与变频器的通信。该款变频器调速准确，斜坡增减速可以达到生产的要求。另外，可以使用变频器本身的面板和外接中英文面板进行参数设置。如果对大批量变频器进行参数设置，还可以使用多功能下载器进行下载，且变频器无需上电，方便快捷。

在塑料挤出机方面，经过近几年的技术发展，变频器调速技术已经可以和直流调速相媲美，而在使用成本上，变频调速有着直流调速器不可比拟的优势，在挤出机拥有相同转速的情况下，变频调速要比直流调速整体节电1/3或1/2，相对于直流调速来说，变频调速每年可为生产厂家节约一大笔费用。以我厂挤出机为例，200kW以下的电动机变频调速与直流调速价格几乎相同，200kW以上的则要高出10%～20%，不过经过计算，即使采购成本有所提高，在正常使用的情况下，两年以内在电费方面会有所节约，可达到与采购成本平衡。且随着设备的正常运行，节约费用将会越来越多。在维修方面，ATV31变频器故障时的报出故障码简单可查，维修者可以根据故障码快速地排查问题，节省维修时间。

在设计变频器时，应注意其工作环境，应为变频器留有一定的空间，且应注意通风。变频器的工作温度不应过高，避免振动和冲击。由于变频器的整流和变频，周围产生了很多干扰电磁波，对周围信号线及仪表都有一定的影响，应注意信号线与动力线的布线和仪表的可靠接地，排除电磁波干扰。程序设计时，应注意对设备的保护，尽量避免变频器因干扰而停机；当变频器因故障停机时，应及时采取保护动作，避免人员及财产的损失。