【摘 要】 本文主要介紹了日立SJ300系列變頻器，在1+2/10KV交聯(lián)高壓電纜生產(chǎn)機(jī)組的應(yīng)用，1+2/10KV交聯(lián)高壓電纜生產(chǎn)機(jī)組的設(shè)備配置、電氣控制系統(tǒng)原理、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試步驟。并作了1+2/10KV交聯(lián)高壓電纜生產(chǎn)機(jī)組控制系統(tǒng)變頻應(yīng)用的前景分析。

【關(guān)鍵詞】 變頻器 擠出機(jī) 電纜 聯(lián)控同步

【Abstract】 The article mainly introduced that the 1+2/10KV Cross-linking High Voltage Cable Machine device configuration ,electrical control system theory and test step in site and how to apply HITACHI Inverter SJ300 series into it. Moreover there is a prospect analysis for system variable frequency application controlled by the 1+2/10KV Cross-linking High Voltage Cable Machine.

【Key words】 Inverter Extruder Machine Cable Unit Controller Synchronization

1、前言 　　1+2/10KV交聯(lián)機(jī)組是生產(chǎn)0.5—10KV的高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜的設(shè)備。裸線通過(guò)放卷、前牽引、內(nèi)屏蔽包復(fù)、絕緣包復(fù)、外屏蔽包復(fù)、電加熱水槽（工藝水溫為60—130度）、計(jì)米印字、后牽引、收卷后成為高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜。整個(gè)生產(chǎn)工藝過(guò)程要求各個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)具有極高的同步性、可靠性及穩(wěn)定性。

2、系統(tǒng)基本構(gòu)成及變頻電氣系統(tǒng)配置 1）、系統(tǒng)基本構(gòu)成 　　1+2/10KV交聯(lián)機(jī)組主要由：2500主動(dòng)門(mén)式放線架或無(wú)軸放線架（兩臺(tái)）、800公斤氣動(dòng)履帶牽引機(jī)（前牽引）、65/25內(nèi)屏蔽擠出機(jī)（65機(jī)）、120/25絕緣擠出機(jī)（120機(jī)）、90/25外屏蔽擠出機(jī)（90機(jī)）、電加熱循環(huán)冷卻水箱、水槽、吹干裝置、計(jì)米印字、1600公斤氣動(dòng)履帶牽引機(jī)（后牽引）、2500門(mén)式收排線或無(wú)軸收線架（兩臺(tái)）。

主要技術(shù)參數(shù)

2）、變頻電氣系統(tǒng)配置 　　機(jī)組電機(jī)均采用380V普通三相交流異步電動(dòng)機(jī)。變頻器均采用原裝進(jìn)口日本日立工程型無(wú)速度傳感器矢量控制SJ300系列變頻器：前牽引為SJ300-055HFE，功率5.5KW；65機(jī)為SJ300-300HFE，功率30KW；120機(jī)為SJ300-750HFE，功率75KW；90機(jī)為SJ300-550HFE，功率55KW；后牽引為SJ300-110HFE，功率11KW。溫度控制采用日本理化RKC智能型數(shù)字調(diào)節(jié)器RKC-CH402控制。聯(lián)控同步控制采用我公司自行開(kāi)發(fā)的TB-M/7系列同步控制器（可擴(kuò)展出17路模擬同步信號(hào)）。另外各個(gè)擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速顯示儀表及計(jì)米器和線速度顯示儀表，采用我公司生產(chǎn)的三位半數(shù)字表頭和數(shù)字智能儀表。 　　機(jī)組電氣控制系統(tǒng)由五臺(tái)國(guó)標(biāo)GGD電控柜構(gòu)成：前后牽引同步控制柜、65內(nèi)屏蔽擠出機(jī)加熱調(diào)速控制柜、120絕緣擠出機(jī)加熱調(diào)速控制柜、90外屏蔽擠出機(jī)加熱調(diào)速控制柜、水箱水槽加熱控制柜。

3、控制方案 　　根據(jù)高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜生產(chǎn)工藝要求，機(jī)組電氣控制系統(tǒng)核心為：前后牽引之間的同步張力控制，各擠出機(jī)主機(jī)電機(jī)之間的同步運(yùn)行比例控制，兩臺(tái)牽引與三臺(tái)擠出機(jī)之間的同步及運(yùn)行比例控制。 電氣控制系統(tǒng)主控原理圖如下：

1+2/10KV硅烷交聯(lián)機(jī)組變頻控制原理圖

　　生產(chǎn)工藝要求系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)每臺(tái)變頻器都具有手動(dòng)單開(kāi)、聯(lián)控同步，而且在同步運(yùn)行過(guò)程中，調(diào)節(jié)同步總給定電位器RP1時(shí)，各電機(jī)速度由低速到高速的運(yùn)行比例一致。特別是前、后牽引速度完全按照事先設(shè)定好的比例運(yùn)行，確保牽引速度由低速向高速變化時(shí)前后牽引間的拉線張力恒定（后牽引為主動(dòng)牽引，前牽引為被動(dòng)牽引）。若電機(jī)在由低速向高速變化時(shí)速度比例出現(xiàn)誤差，則調(diào)節(jié)相對(duì)應(yīng)的微調(diào)電位器RP2、RP3、RP4、RP5，消除誤差，保證出線質(zhì)量合格。 　　系統(tǒng)設(shè)有對(duì)機(jī)組生產(chǎn)線速度、計(jì)米，各電機(jī)運(yùn)行電壓、電流、頻率，65機(jī)、120機(jī)、90機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速，擠出機(jī)、水箱水槽等各個(gè)加熱點(diǎn)的加熱溫度（共有30各加熱點(diǎn)），等各項(xiàng)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)實(shí)監(jiān)控的功能。同時(shí)具有過(guò)載、漏電等各種完善的保護(hù)功能。

4、設(shè)備調(diào)試及運(yùn)行 　　按圖紙配線要求連接各電柜與設(shè)備連線，確保接線正確。然后按照先空載單開(kāi)-帶載單開(kāi)-空載聯(lián)控-帶載聯(lián)控的調(diào)試流程進(jìn)行。 1）、空載單開(kāi)調(diào)試 A、 擠出機(jī)單機(jī)調(diào)試 擠出機(jī)單機(jī)調(diào)試分兩步即：加熱溫控調(diào)試和擠出機(jī)運(yùn)行調(diào)試。 加熱溫控部分調(diào)試：合開(kāi)電源前應(yīng)用萬(wàn)用表檢查三相電源是否正常，正常后合上電源。轉(zhuǎn)動(dòng)正面操作面板上機(jī)身、機(jī)頭電源“轉(zhuǎn)換”開(kāi)關(guān)，面板上所有溫控表應(yīng)上電并顯示正常的室溫。若顯示不正常，應(yīng)檢查是否熱電偶開(kāi)路、或信號(hào)反接。然后改變儀表溫度設(shè)定值，觀察溫控部分電流顯示及風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)向是否正常（水箱水槽加熱控制柜可按此方法調(diào)試）。 　　擠出機(jī)運(yùn)行調(diào)試：檢查電機(jī)部分接線無(wú)誤后，方可加電試運(yùn)行。合上空氣開(kāi)關(guān)，使變頻器上電，觀察顯示是否正常。如正常，把變頻器運(yùn)行參數(shù)改為本機(jī)方式，由操作面板運(yùn)行變頻器，觀察電機(jī)（空車(chē)）的轉(zhuǎn)向是否與所要求的方向一致，若不一致，應(yīng)調(diào)換電機(jī)接線任意兩相（停機(jī)進(jìn)行），方向一致后，可把變頻器運(yùn)行參數(shù)改為端子控制方式，然后把正面操作面板的“單開(kāi)/聯(lián)控轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)”打到“單開(kāi)”位置，按“啟動(dòng)”開(kāi)關(guān)，此時(shí)擠出機(jī)啟動(dòng)。調(diào)節(jié)給定電位器設(shè)定螺桿速度，擠出運(yùn)行，觀察鏍桿轉(zhuǎn)速顯示、電機(jī)空載電流是否正常。 在擠出機(jī)單開(kāi)調(diào)試正常，各溫區(qū)溫度達(dá)到設(shè)定值，恒溫半小時(shí)侯即可加料帶載運(yùn)行。帶載運(yùn)行過(guò)程中，時(shí)刻觀察電機(jī)電流是否正常。同時(shí)校對(duì)鏍桿轉(zhuǎn)速與顯示值對(duì)應(yīng)（通過(guò)調(diào)整擠出機(jī)電機(jī)變頻器模擬輸出口比例增益校對(duì)）。在原料由?？跀D出時(shí)觀察原料流量是否正常，塑化效果是否能夠滿足工藝要求，在運(yùn)行過(guò)程中隨時(shí)調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速、溫度設(shè)定值，觀察?？诔隽锨闆r及各工藝參數(shù)，達(dá)到最佳工藝效果為止。 三臺(tái)擠出機(jī)均按照該步驟進(jìn)行調(diào)試。

B、 牽引機(jī)單機(jī)調(diào)試 　　兩臺(tái)牽引機(jī)必須同時(shí)聯(lián)控調(diào)試。檢查電機(jī)部分接線無(wú)誤后合上空氣開(kāi)關(guān)，使變頻器上電，觀察顯示是否正常。如正常，把變頻器運(yùn)行參數(shù)改為本機(jī)方式，由操作面板運(yùn)行變頻器，要求電機(jī)（空車(chē)）的轉(zhuǎn)向與工藝所要求的方向一致，然后把聯(lián)控柜面板上的“牽引轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)”打到“聯(lián)控”位置，啟動(dòng)“牽引啟動(dòng)”按鈕，調(diào)節(jié)“牽引給定”電位器，同時(shí)開(kāi)動(dòng)前后牽引機(jī)，觀察線速度表和計(jì)米表顯示并卻定正常。在牽引機(jī)運(yùn)行正常后，可帶載進(jìn)行牽引倒線調(diào)節(jié)兩臺(tái)牽引機(jī)同步。運(yùn)行過(guò)程中隨時(shí)調(diào)整“牽引給定”電位器，觀察前后牽引由低速--高速、高速--低速運(yùn)行變化過(guò)程中，前后牽引間導(dǎo)線張力變化（在運(yùn)行速度變化過(guò)程中工藝要求導(dǎo)線張力恒定）。

2）、空載聯(lián)控運(yùn)行調(diào)試 　　按接線端子接好各柜聯(lián)控電源和變頻器聯(lián)控信號(hào)線。去掉擠出機(jī)的皮帶，各個(gè)柜體面板上的“單開(kāi)/聯(lián)控轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)”打到“聯(lián)控”位置，并確認(rèn)聯(lián)控柜面板上對(duì)應(yīng)聯(lián)控指示燈亮，起動(dòng)聯(lián)控柜面板上的“啟動(dòng)”開(kāi)關(guān)，起動(dòng)生產(chǎn)線，面板上紅色“聯(lián)控運(yùn)行”燈亮。調(diào)節(jié)外部“總給定”電位器運(yùn)行設(shè)備，各柜體面板上“螺桿轉(zhuǎn)速”表顯示轉(zhuǎn)速，聯(lián)控柜體面板上“線速度”表顯示調(diào)節(jié)速度（通過(guò)調(diào)整前牽引電機(jī)變頻器模擬輸出口比例增益校對(duì)），如果各擠出機(jī)運(yùn)行速度有偏擦差，可通過(guò)對(duì)應(yīng)的“擠出機(jī)微調(diào)”電位器進(jìn)行修整，直到滿足工藝要求為止。 　　運(yùn)行過(guò)程中若對(duì)應(yīng)指示燈熄滅，說(shuō)明變頻器故障停機(jī)，必須排除故障后再行開(kāi)機(jī)。

3）、重載聯(lián)控調(diào)試 　　當(dāng)空載聯(lián)試正常后，可把擠出機(jī)加熱至設(shè)定的工藝參數(shù)，單獨(dú)排料后，進(jìn)行重載運(yùn)行。初次運(yùn)行，選用廢線進(jìn)行。開(kāi)機(jī)后調(diào)整各工藝參數(shù)，直至滿足工藝要求。重載運(yùn)行若一切正常，即可進(jìn)行正常生產(chǎn)，生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)注意觀察各電機(jī)的運(yùn)行狀況，以便作以調(diào)整。

5、 結(jié)束語(yǔ) 　　近幾年隨著國(guó)家第一次、第二次農(nóng)網(wǎng)改造及西部開(kāi)發(fā)的實(shí)施，0.5—10KV的高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜的市場(chǎng)需求量越來(lái)越大。高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜的生產(chǎn)有SPV65+150+90干法交聯(lián)機(jī)組和1+2/10KV硅烷交聯(lián)機(jī)組兩種設(shè)備。其中1KV以上硅烷交聯(lián)電纜國(guó)內(nèi)僅有上海、四川、南平三家引進(jìn)了瑞士Maillefer公司生產(chǎn)線即Monlsil一步法生產(chǎn)線。其它生產(chǎn)1KV以上硅烷交聯(lián)電纜的企業(yè)80%以上均是采用1+2/10KV硅烷交聯(lián)機(jī)組進(jìn)行生產(chǎn)。因?yàn)楣柰榻宦?lián)工藝與干法交聯(lián)工藝

相比具有： Ø 電氣設(shè)備成本低； Ø 維修控制簡(jiǎn)單、方便、直觀； Ø 生產(chǎn)占用空間小； Ø 不需要高能源（蒸汽或氮?dú)猓┳鳛榻宦?lián)介質(zhì)。 　　現(xiàn)有國(guó)內(nèi)硅烷交聯(lián)機(jī)組的電氣控制系統(tǒng)多為直流控制系統(tǒng)，通過(guò)變頻器對(duì)硅烷交聯(lián)機(jī)組的控制應(yīng)用，其控制精度和穩(wěn)定性完全可以取代直流控制系統(tǒng)。 因此采用變頻控制技術(shù)對(duì)1+2/10KV硅烷交聯(lián)機(jī)組進(jìn)行控制和控制系統(tǒng)改造，具有極大的推廣價(jià)值。