變頻器在注塑機節能改造中的使用

    

　　摘　要：這篇文章介紹了微能矢量變頻器在變量泵注塑機上的節能改造，評論了變量泵注塑機的操控體系和功用請求及與定量泵注塑機改造的不一樣之處。

　　Abstract: In this paper, applications of WINNER-vb vector control inverter in energy save technical reconstruction for variable injection molding machine are introduced. The control system and function requirements for are provided, andfix quantify injection molding machine reconstruction different way

　　關鍵字：微能變頻器 變量泵注塑機 節能改造

　　Key words: WINNER Inverter; variable injection molding machine ; nergy save technical reconstruction

　　1、引　言

　　塑料制品加工職業是輕工職業中近幾年發展速度較快的職業之一，跟著塑膠公司數量的增多，降低出產成本，進步商品競爭力變成許多塑料制品廠一起關懷的疑問。在加工成本中，電費占有了相當大的份額，而數量許多的注塑機是耗電最多的設備，因而，許多塑料公司對定量泵注塑機進行了許多節能技能改造來完成節省電能、進步公司的競爭力，但關于變量泵注塑機許多公司包含許多專業的節能公司都束手無策，因而關于市場上存在的許多變量泵注塑機如何進行節能改構成了許多塑料公司關懷的熱點，深圳微能科技有限公司經過對變量泵注塑機的深入研究，聯系最新的矢量操控變頻技能成功的完成變量泵注塑機的節能改造，并且取得了10-20%的節能作用。

　　2、定量泵與變量泵注塑機介紹

　　1)定量泵注塑機

　　現在絕大多數改造的注塑機都歸于液壓傳動注塑機，液壓傳動體系中的動力由電機股動油泵供給，其液壓油泵為葉片泵，其供油量與油泵的轉速成正比，當油泵馬達以50HZ恒速作業時，油泵的供油量是不變的，所以稱為定量泵。其體系圖如下所示：

微能矢量變頻器在注塑機節能改造中的使用

　　如圖一所示：A1：油缸無桿腔活塞面積 F：作業負載 Q1：作業流量 P1：作業壓力 △p：份額調速閥兩頭的壓力差 Qy：份額溢流閥流量 Pb：油泵壓力，Qb：油泵流量 Vb：油泵排量 n：電動機轉速

　　如圖一，該體系采用定量泵供油，油泵轉速n及油泵排量Vb都不可調，其油路中的各流量及壓力別離為：

　　油泵流量Qb=Vb×n為定值;

　　油泵壓力Pb由份額溢流閥設定;

　　作業流量Q1由份額調速閥設定;

　　作業壓力P1=F/A1取決于作業負載F;

　　通常的注塑機的出產過程中有下面幾個環節：鎖模、射膠、熔膠、保壓、冷卻、開模。注塑機在不一樣工序下需求的流量和壓力不一樣，須依托流量閥和壓力閥調理不一樣工序所須的流量和壓力，當作業所需流量較小時，油泵供油量大于履行元件所需的油量，剩余的處于高壓狀況下的液壓油悉數經溢流閥回流，許多的能量經過油的溫升消耗掉。這么既加重了各種閥門的磨損，又構成油溫過高，并且為了降低油溫，通常還需求額外的冷卻水循環，構成能量的進一步糟蹋。所以通常定量泵注塑機的改造用變頻器來操控油泵馬達轉速來調理流量，在規則的時刻內泵出的油量，剛好滿意各個動作環節的需求，能夠將溢流量操控在最小狀況，然后節省了能源。

　　2)變量泵注塑機

　　現在，變量泵注塑機多采用份額變量泵作驅動元件，歸于典型的容積式調速體系，對比傳動定量泵注塑機有較明顯的節能作用。如圖二，該體系由負載靈敏型份額變量柱塞泵、份額溢流閥、份額調速閥、壓力反應閥、流量反應閥等有些組成。

 微能矢量變頻器在注塑機節能改造中的使用

圖二 油路體系原理圖

　　A1：油缸無桿腔活塞面積 F：作業負載 P1：作業壓力 Q1：作業流量

　　△P：份額調速閥兩頭的壓力差 Pb：油泵壓力 Qb：油泵流量 n：電動機轉速

　　作業原理

　　(1)體系處于流量操控狀況時，油泵壓力Pb大于作業壓力P1且小于塑機設定壓力，份額溢流閥將牢靠封閉。當負載改動時，Pb與P1之間的壓力差△P會有相應動搖，并使作業流量Q1發生改動。以上改動經過流量、壓力反應閥傳遞給變量泵的調整活塞?；钊S之推進柱塞泵斜盤并改動油泵排量，終究安穩泵的輸出流量Qb。由此看出，該體系完成了壓力自適應操控，基本上沒有溢流丟失，但為了操控作業流量Q1，調速閥上仍存在必定節省丟失。

　　(2)體系處于壓力操控狀況時，變量柱塞泵的斜盤傾角很小，僅有少數的液壓油流過份額溢流閥，確保構成必定的體系壓力。經過改動份額溢流閥的輸入信號，就能夠得到相應的油泵輸出壓力。比起傳統定量泵注塑機，該操控方法在必定程度上減小了溢流丟失。

　　3、變量泵注塑機的節能原理

　　由上面的介紹咱們能夠知道，變量泵注塑機與定量泵注塑機對比，減少了許多的溢流丟失，使得油泵電機負載變輕，電流減小，處于輕載狀況。變量泵注塑機是從液壓元件的視點動身，發掘油路上的節能改造空間，然后進步了油路體系的作業功率。但受其操控方法約束，該體系不能徹底消除節省、溢流丟失。

　　1) 變量泵注塑機仍然有糟蹋的空間，從油泵上出來的油仍然要經過份額調速閥和份額溢流閥的的調理，在閥門上仍然有必定的功率丟失。

　　2)油泵的電機速度仍然不能調理，雖然比起定量泵其負載輕了許多，但和經過調理速度來調理油量對比，明顯前者要更耗能。特別是體系處于壓力操控時，體系需求的壓力很大可是流量很小，而油泵電機的速度不能調理。若油泵的輸出流量、輸出壓力、排量、轉速別離表明為Q、P、Vb、n，則油泵的輸出功率N用公式表明為：

　　N = Q*P = Vb*n*P

　　注塑機是經過機械設備調整油泵排量Vb的，明顯其可調理的線性規模有限，不能完成零排量輸出。且任何狀況下，電機都是全速作業，有許多無謂的能量丟失。

　　3)油泵電機的發動仍然是星三角發動，功率要素較低。

　　4、微能公司節約用電體系

　　微能公司是將矢量變頻技能使用于注塑機電機驅動上，經過速度調理及壓力PID閉環操控功用完成對注塑機的準確操控。油路大將份額調速閥人為硬性的將流量調至最大并堅持或者撤除，一起堵截流量、壓力反應閥對變量泵的活塞的操控。改為矢量變頻PID操控堅持壓力的穩定，主動完成了壓力自適應操控，這么體系從源頭上消除油路中的節省及溢流能量丟失，使注塑機獲得最好的節能作用。體系如下所示：

微能矢量變頻器在注塑機節能改造中的使用

　　作業原理：

　　當油泵流量Qb挨近或到達塑機的設定值時，油路體系進入流量操控狀況，變頻器的輸出頻率與塑機的流量設定值成正比。在此過程中，油泵流量Qb=Vb×n始終與作業回路的需求相適應，無需份額閥調速，也沒有剩余流量溢出，可從根本上消除節省及溢流能量丟失。

　　當油泵作業在壓力狀況下，如下圖所示：

微能矢量變頻器在注塑機節能改造中的使用

　　變頻器操控體系裝備一塊智能轉換卡，變頻器將經過壓力傳感器實時監控到這一壓力改動，并與塑機的壓力設定值做對比。當它們差值很小時，變頻器的智能轉換卡會及時將變頻器切換到壓力操控狀況。，發動PID操控并經過PID功用堅持體系壓力穩定。此刻，變頻器的輸出頻率將與該壓力差值成正比。因差值很小，變頻器的輸出頻率及電機轉速將迅速降低，油泵僅堅持很小的流量輸出，以補償油路中的各種走漏丟失。

　　電氣體系圖如下：

微能矢量變頻器在注塑機節能改造中的使用

　　微能WIN-PSS-IV變頻器為開環矢量方法，起動轉矩大，0.5HZ能夠到達150%的額外轉矩;動態呼應快，注塑機回收階躍轉矩呼應時刻小于200MS;穩速精度為0.5%。經過變頻器的閉環矢量調速功用，變頻注塑機的油泵轉速n可完成0到額外轉速之間線性調理規模，尤其是在塑機待機及無動作狀況下(如冷卻階段)，電機及油泵轉速可降至0，基本無能耗丟失。值得注意的是，油泵在低轉速時的容積功率會降低，這在必定程度上會影響了節約用電作用。對此，咱們將經過進步變頻器低頻增益的方法來改進這種狀況。并且，實踐出產中流量低于20%的狀況是很少的，所以油泵轉速也不可能出現過低的狀況。