為達到以上目的，在塑料機械傳動的發(fā)展史上，曾相繼采用過直流調(diào)速、電磁調(diào)速，但目前已經(jīng)越來越多地采用了交流變頻調(diào)速。綜合多年的變頻使用經(jīng)驗，采用變頻器的目的包括:
(1) 節(jié)約能源:根據(jù)變頻器的運行V/f曲線可知，變頻器是恒轉(zhuǎn)矩輸出的，與其它調(diào)速系統(tǒng)相比，平均節(jié)約電能達30%以上，在低速運行節(jié)能效果更加顯著;
(2) 提高產(chǎn)品質(zhì)量:變頻調(diào)速性能相當(dāng)穩(wěn)定;
(3) 減少啟動時對電網(wǎng)的沖擊，啟動電流可控制在額定電流內(nèi)不構(gòu)成對電壓沖擊;
(4) 減少啟動時對機械的沖擊，平滑啟動可延長機械的使用壽命;
(5) 滿足無級調(diào)速要求，調(diào)速簡單、操作方便;
(6) 保護功能強大。

    本文將主要介紹了匯川變頻器MD320在塑料薄膜機械的三個典型應(yīng)用，即吹膜機、制袋機和復(fù)合機。

2  變頻器在吹膜機中的應(yīng)用
    主機傳動是塑料擠出機的主要組成部分之一, 它的作用是驅(qū)動擠出機的螺桿, 并使螺桿能在選定的工藝條件下(如機頭壓力、溫度、轉(zhuǎn)速等), 以必需的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速均勻地旋轉(zhuǎn)，完成擠出過程。它在其適用的范圍內(nèi)能夠提供比較大的轉(zhuǎn)矩輸出和一定的可調(diào)速范圍, 同時還應(yīng)使用可靠、維修方便。

    塑料薄膜的生產(chǎn)是塑料顆粒經(jīng)加熱后用擠壓的方法擠出，由壓縮空氣吹成塑料薄膜袋子，經(jīng)牽引機在定型套上冷卻定型，再由卷取機卷成成品。對于牽引電機的控制必須引入牽引比的概念，就是牽引輥的速度和機頭口模處物料的擠出速度之比。通常牽引比為4~6，太大薄膜易拉斷，且厚度控制較困難。因此，牽引電機的控制必須與擠出電機同步且通過電位器可以方便將擠出速度按照牽伸比進行比例調(diào)整放大(本方案中采用信號放大器)。

    卷取裝置的作用是將薄膜卷取成卷，并且使成卷的薄膜平整無皺紋，卷邊整齊，卷軸上薄膜應(yīng)松緊適中，以防止薄膜拉伸變形，保證質(zhì)量。因此，要求卷取裝置保證一定的卷取速度，這個速度不隨膜管的直徑變化而變化，并與牽引速度相匹配。為保證恒張力收卷，一般吹膜機還會裝設(shè)有浮動輥。通過浮動輥位置的變化，將會送出一個相應(yīng)的電壓信號給變頻器，同時通過PID進行調(diào)節(jié)收卷的速度以保證浮動輥穩(wěn)定在某一位置。

    在本系統(tǒng)中，采用了比較普遍的表面卷取, 它是由電動機通過帶或鏈帶動主動輥, 卷取輥靠在主動輥上, 依靠二者之間的摩擦力帶動卷取輥卷在卷取輥上。這種卷取線速度取決于主動輥的圓周速度, 而不受膜卷的直徑而變化。

    MD320變頻器有個重要的特點就是頻率源的自由組合，如在本方案中，要考慮到主動輥卷取電機既不能單獨工作在張力PID閉環(huán)狀態(tài)，這樣會造成在主機升速過程中響應(yīng)滯后，也不能單獨采用速度跟隨牽引電機，這樣會造成張力不穩(wěn)，而應(yīng)該采用以速度跟隨為主、PID控制為輔的控制方案。對于MD320來講，只需要設(shè)定兩種頻率源(主速度AI1+PID微調(diào))即可，而微調(diào)的幅度也可以隨意設(shè)定。這樣一來，控制就非常方便。

    本系統(tǒng)的控制方式參見圖1，擠出電機M1采用無速度傳感器的矢量控制方式，以保證擠出的高轉(zhuǎn)矩和高精度速度控制;牽引電機M2的速度通過M1的輸出按照牽伸比進行信號放大來控制;卷取電機M3的速度則由牽引電機M2和浮動輥信號進行PID微調(diào)控制。