注塑機專用伺服驅動器的節能運用

    　　注塑成型加工職業歸于出產密集型工業，注塑機作為其主力設備，是公認的“耗能大戶”，加上塑料制品品種多樣性和機型裝備單一性，因此電能利用率廣泛較低。一同，跟著職業界比賽日趨激烈，本錢戰導致企業的獲利空間進一步縮小，而電費占總本錢的比例越來越高。根據這種現狀，合康變頻科技（武漢）有限公司（以下簡稱“合康變頻”）致力于電動機調速驅動技能的研制改進，其同步機驅動器憑借著優秀的功用和質量成功地處理了傳統注塑機的液壓泵系統控制精度不高、液壓閥動作滯后等缺點，有效地前進了企業的節電功率并下降了設備的維護本錢。

　　

　　合康變頻HID618注塑機專用伺服驅動器的首要優勢

　　

　　以下將以合康變頻HID618注塑機專用伺服驅動器為例，介紹其為注塑成型加工所帶來的優勢。

　　

　　1．節能降耗

　　

　　同步電動機驅動器的節能體現在兩個方面，一是電動機上的節能，交流永磁同步電動機轉子磁極選用永磁材料，基本無消耗，電動機功率因數高于0.95。而一般三相交流異步時機消耗較大的無功功率，功率因數低于0.85；二是工藝上的節能，由液壓公式P功率=P壓力×Q排量×N轉速／60，可知液壓功率跟壓力、液壓泵的排量和電動機的轉速是相關聯的；而功率的時間累積就是能耗，因此在壓力不變的情況下有效地改動電動機轉速或許液壓泵的排量就可以節約能耗。

　　

　　2．快速照應、縮短周期

　　

　　在電動機方面，結構與作業原理抉擇了電動機的照應速度。一般異步電動機加減速時間長，協作變頻器驅動時間一般>600ms；而永磁同步電動機加減速時間短，協作伺服驅動器的時間大約為20~50ms。

　　

　　在工藝方面，運用相同排量的液壓泵，異步電動機不具備弱磁擴速，而同步伺服電動機具有可以弱磁擴速500r/min的才干。注塑機的動作快慢是由流量抉擇的，因此同步電動機液壓泵可以使注塑成型周期縮短。

　　

　　3．前進精度

　　

　　由同步電動機液壓泵系統檢測實踐的液壓信息，液壓給定與液壓反響信號進行運算后獲得輸出轉速指令。這種控制方法可以使實踐的液壓值跟從液壓指令改動。通過調試，可以使得液壓控制精度在1%以內。而傳統定量泵系統選用液壓開環控制方法，實踐的液壓不能進行精確的控制。

　　

　　4．下降油溫

　　

　　定量泵系統為恒速供油，會導致高壓溢流、油溫高；而伺服泵系統為變速供油，無高壓溢流、油溫低。油溫低則黏度下降慢、壓力特性好，因此調機便利；一同，油封老化周期延伸，節約了維修費；再者，油泄露量少，作業環境潔凈；此外，可減少注塑機的冷卻水量，節約水塔出資費用，且車間作業環境的溫度下降，也節約了車間降溫費用。

　　

　　合康變頻HID618同步伺服驅動器改造運用案例

　　

　　在某鍵盤出產廠，選用合康變頻HID618-T4-22G對其注塑機進行了驅動器改造。該注塑機的電動機功率為17.8kW，轉矩為100Nm，額定轉速為1700r/min。

　　

　　1.進行伺服液壓泵改造的必要性

　　

　　該工廠首要出產電腦鍵盤等產品，其原有注塑機選用傳統的三相異步電動機+變量泵的液壓系統，由于系統的高壓溢流和油溫高檔原因，導致設備油封老化快，設備需求一再的維護保養，工作本錢高且出產功率低。為了前進出產功率和下降工作本錢，該廠抉擇對其注塑機進行同步電動機的液壓泵改造。

　　

　　2.伺服系統改造的計劃規劃

　　

　　（1）改造前的匹配性檢查。在改造過程中，合康變頻專門對其伺服液壓泵和同步電動機進行了匹配檢查，發現伺服液壓泵并未根據原有注塑機的噸位和流量進行選擇。噸位和流量之間有大致的對應聯系，因此要給注塑機做選型裝備時，必定要知道注塑機的流量和系統壓力。其次是要根據選用的伺服液壓泵選擇相匹配的同步電動機。再就是根據同步電動機的首要參數進行伺服驅動器的選擇。

　　

　　針對改造前注塑機同步電動機存在的問題，合康變頻專門規劃了注塑機伺服節能控制處理計劃，二手注塑機回收 選用合康變頻HID618系列注塑機專用伺服驅動器。該驅動器選用永磁同步電動機的閉環矢量控制算法，集成了注塑機專用控制卡，用于伺服液電混合注塑機中的伺服電動機控制。對給定的流量、壓力指令和壓力反響信號，可快速、精確地控制電動機轉速，為注塑機系統供應所需求的壓力和流量，完全完結按需供油，極大地減少了傳統液壓旁路的溢流丟掉，滿意了塑料成型快速、精確和節能的要求。

　　

　　（2）合理的接線方法

　　

　　合康變頻將原有動力系統的星三角發起線路撤除，取原電源至同步驅動器HID618的電源進線端，同步驅動器的出線端接同步電動機。

　　

　　在用同步機改造注塑機系統時，由于更換了液壓泵，原液壓泵所帶的壓力比例閥和流量比例閥不再運用。在比例閥和流量閥輸出0~1A電流信號的情況下，串聯一個50Ω、100W的電阻，經合康變頻LKZ-F015-V01電流電壓改換板改換為0~10V信號，然后接入變頻器仿照量輸入端子。此外，還需將同步電動機的編碼器信號接到注塑卡的脈沖信號通道，將液壓泵的壓力傳感器信號接入同步電動機的仿照量通道。

　　

　　改造后，在運用過程中還有一些注意事項：同步電動機系統照應非常快，要求PID調度反常活絡，現場可將仿照量通道的仿照濾波時間設置成0.01s或0，PID輸出緩沖時間也可以設置為0；對系統PID給定壓力值和反響壓力值精度要求較高，一旦這兩個值有煩擾，會直接影響PID調度效果。可以在這兩個仿照量的輸入端采用并聯電容的方法減小輸入信號的不堅定；比例閥和流量閥輸出并傳回串入的電阻，如果散熱功用不佳將會導致輸入的仿照量不堅定；系統照應快，因此加減速時間可以設置為F0.11=0.020s，F0.12=0.020s，系統才可以正常作業；旋轉變壓器信號線接入到擴展板旋變輸入端子。在正常情況下，旋轉變壓器鼓勵信號源R1-R2導通，正弦信號源S1-S3間導通，余弦信號源S2–S4間導通，且S1-S3間的電阻值與S2–S4間電阻值大小相等。

　　

　　3.改造同步電動機控制后的效果

　　

　　該鍵盤出產廠對其注塑機進行同步電動機改造后，獲得了一系列活潑的效果：

　　

　　（1）完全消除了高壓節約，比原異步電動機+變量泵系統節電40%；

　　

　　（2）照應方便，從0~100%的升、降速時間≤0.02s，變為0~100%的壓力改動最快可達20ms，前進了出產功率；

　　

　　（3）控制精確，重復精度差錯達到了0.1%，制品精密且抗過載才干強，伺服的力矩過載倍數≥300%；

　　

　　（4）情況改換活絡，速度、轉矩控制能活絡切換，滑潤減輕了開/鎖沖擊，延伸了液壓泵、機械和模具的運用壽數，并下降了噪聲，改進了作業環境。