注塑機(jī)專用伺服驅(qū)動器的節(jié)能運(yùn)用
注塑成型加工職業(yè)歸于出產(chǎn)密集型工業(yè)，注塑機(jī)作為其主力設(shè)備，是公認(rèn)的“耗能大戶”，加上塑料制品品種多樣性和機(jī)型裝備單一性，因此電能利用率廣泛較低。一同，跟著職業(yè)界比賽日趨激烈，本錢戰(zhàn)導(dǎo)致企業(yè)的獲利空間進(jìn)一步縮小，而電費(fèi)占總本錢的比例越來越高。根據(jù)這種現(xiàn)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(jī)調(diào)速驅(qū)動技能的研制改進(jìn)，其同步機(jī)驅(qū)動器憑借著優(yōu)秀的功用和質(zhì)量成功地處理了傳統(tǒng)注塑機(jī)的液壓泵系統(tǒng)控制精度不高、液壓閥動作滯后等缺點(diǎn)，有效地前進(jìn)了企業(yè)的節(jié)電功率并下降了設(shè)備的維護(hù)本錢。
合康變頻HID618注塑機(jī)專用伺服驅(qū)動器的首要優(yōu)勢
以下將以合康變頻HID618注塑機(jī)專用伺服驅(qū)動器為例，介紹其為注塑成型加工所帶來的優(yōu)勢。
1．節(jié)能降耗
同步電動機(jī)驅(qū)動器的節(jié)能體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是電動機(jī)上的節(jié)能，交流永磁同步電動機(jī)轉(zhuǎn)子磁極選用永磁材料，基本無消耗，電動機(jī)功率因數(shù)高于0.95。而一般三相交流異步時(shí)機(jī)消耗較大的無功功率，功率因數(shù)低于0.85；二是工藝上的節(jié)能，由液壓公式P功率=P壓力×Q排量×N轉(zhuǎn)速／60，可知液壓功率跟壓力、液壓泵的排量和電動機(jī)的轉(zhuǎn)速是相關(guān)聯(lián)的；而功率的時(shí)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(jī)轉(zhuǎn)速或許液壓泵的排量就可以節(jié)約能耗。
2．快速照應(yīng)、縮短周期
在電動機(jī)方面，結(jié)構(gòu)與作業(yè)原理抉擇了電動機(jī)的照應(yīng)速度。一般異步電動機(jī)加減速時(shí)間長，協(xié)作變頻器驅(qū)動時(shí)間一般>600ms；而永磁同步電動機(jī)加減速時(shí)間短，協(xié)作伺服驅(qū)動器的時(shí)間大約為20~50ms。
在工藝方面，運(yùn)用相同排量的液壓泵，異步電動機(jī)不具備弱磁擴(kuò)速，而同步伺服電動機(jī)具有可以弱磁擴(kuò)速500r/min的才干。注塑機(jī)的動作快慢是由流量抉擇的，因此同步電動機(jī)液壓泵可以使注塑成型周期縮短。
3．前進(jìn)精度
由同步電動機(jī)液壓泵系統(tǒng)檢測實(shí)踐的液壓信息，液壓給定與液壓反響信號進(jìn)行運(yùn)算后獲得輸出轉(zhuǎn)速指令。這種控制方法可以使實(shí)踐的液壓值跟從液壓指令改動。通過調(diào)試，可以使得液壓控制精度在1%以內(nèi)。而傳統(tǒng)定量泵系統(tǒng)選用液壓開環(huán)控制方法，實(shí)踐的液壓不能進(jìn)行精確的控制。
4．下降油溫
定量泵系統(tǒng)為恒速供油，會導(dǎo)致高壓溢流、油溫高；而伺服泵系統(tǒng)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(diào)機(jī)便利；一同，油封老化周期延伸，節(jié)約了維修費(fèi)；再者，油泄露量少，作業(yè)環(huán)境潔凈；此外，可減少注塑機(jī)的冷卻水量，節(jié)約水塔出資費(fèi)用，且車間作業(yè)環(huán)境的溫度下降，也節(jié)約了車間降溫費(fèi)用。
合康變頻HID618同步伺服驅(qū)動器改造運(yùn)用案例
在某鍵盤出產(chǎn)廠，選用合康變頻HID618-T4-22G對其注塑機(jī)進(jìn)行了驅(qū)動器改造。該注塑機(jī)的電動機(jī)功率為17.8kW，轉(zhuǎn)矩為100Nm，額定轉(zhuǎn)速為1700r/min。
1.進(jìn)行伺服液壓泵改造的必要性
該工廠首要出產(chǎn)電腦鍵盤等產(chǎn)品，其原有注塑機(jī)選用傳統(tǒng)的三相異步電動機(jī)+變量泵的液壓系統(tǒng)，由于系統(tǒng)的高壓溢流和油溫高檔原因，導(dǎo)致設(shè)備油封老化快，設(shè)備需求一再的維護(hù)保養(yǎng)，工作本錢高且出產(chǎn)功率低。為了前進(jìn)出產(chǎn)功率和下降工作本錢，該廠抉擇對其注塑機(jī)進(jìn)行同步電動機(jī)的液壓泵改造。
2.伺服系統(tǒng)改造的計(jì)劃規(guī)劃
?。?）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(jī)進(jìn)行了匹配檢查，發(fā)現(xiàn)伺服液壓泵并未根據(jù)原有注塑機(jī)的噸位和流量進(jìn)行選擇。噸位和流量之間有大致的對應(yīng)聯(lián)系，因此要給注塑機(jī)做選型裝備時(shí)，必定要知道注塑機(jī)的流量和系統(tǒng)壓力。其次是要根據(jù)選用的伺服液壓泵選擇相匹配的同步電動機(jī)。再就是根據(jù)同步電動機(jī)的首要參數(shù)進(jìn)行伺服驅(qū)動器的選擇。
針對改造前注塑機(jī)同步電動機(jī)存在的問題，合康變頻專門規(guī)劃了注塑機(jī)伺服節(jié)能控制處理計(jì)劃，二手注塑機(jī)回收 選用合康變頻HID618系列注塑機(jī)專用伺服驅(qū)動器。該驅(qū)動器選用永磁同步電動機(jī)的閉環(huán)矢量控制算法，集成了注塑機(jī)專用控制卡，用于伺服液電混合注塑機(jī)中的伺服電動機(jī)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(jī)轉(zhuǎn)速，為注塑機(jī)系統(tǒng)供應(yīng)所需求的壓力和流量，完全完結(jié)按需供油，極大地減少了傳統(tǒng)液壓旁路的溢流丟掉，滿意了塑料成型快速、精確和節(jié)能的要求。
?。?）合理的接線方法
合康變頻將原有動力系統(tǒng)的星三角發(fā)起線路撤除，取原電源至同步驅(qū)動器HID618的電源進(jìn)線端，同步驅(qū)動器的出線端接同步電動機(jī)。
在用同步機(jī)改造注塑機(jī)系統(tǒng)時(shí)，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(yùn)用。在比例閥和流量閥輸出0~1A電流信號的情況下，串聯(lián)一個(gè)50Ω、100W的電阻，經(jīng)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(jī)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(jī)的仿照量通道。
改造后，在運(yùn)用過程中還有一些注意事項(xiàng)：同步電動機(jī)系統(tǒng)照應(yīng)非?？欤驪ID調(diào)度反?；罱j(luò)，現(xiàn)場可將仿照量通道的仿照濾波時(shí)間設(shè)置成0.01s或0，PID輸出緩沖時(shí)間也可以設(shè)置為0；對系統(tǒng)PID給定壓力值和反響壓力值精度要求較高，一旦這兩個(gè)值有煩擾，會直接影響PID調(diào)度效果?？梢栽谶@兩個(gè)仿照量的輸入端采用并聯(lián)電容的方法減小輸入信號的不堅(jiān)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(dǎo)致輸入的仿照量不堅(jiān)定；系統(tǒng)照應(yīng)快，因此加減速時(shí)間可以設(shè)置為F0.11=0.020s，F(xiàn)0.12=0.020s，系統(tǒng)才可以正常作業(yè)；旋轉(zhuǎn)變壓器信號線接入到擴(kuò)展板旋變輸入端子。在正常情況下，旋轉(zhuǎn)變壓器鼓勵(lì)信號源R1-R2導(dǎo)通，正弦信號源S1-S3間導(dǎo)通，余弦信號源S2–S4間導(dǎo)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(jī)控制后的效果
該鍵盤出產(chǎn)廠對其注塑機(jī)進(jìn)行同步電動機(jī)改造后，獲得了一系列活潑的效果：
（1）完全消除了高壓節(jié)約，比原異步電動機(jī)+變量泵系統(tǒng)節(jié)電40%；
?。?）照應(yīng)方便，從0~100%的升、降速時(shí)間≤0.02s，變?yōu)?~100%的壓力改動最快可達(dá)20ms，前進(jìn)了出產(chǎn)功率；
（3）控制精確，重復(fù)精度差錯(cuò)達(dá)到了0.1%，制品精密且抗過載才干強(qiáng)，伺服的力矩過載倍數(shù)≥300%；
?。?）情況改換活絡(luò)，速度、轉(zhuǎn)矩控制能活絡(luò)切換，滑潤減輕了開/鎖沖擊，延伸了液壓泵、機(jī)械和模具的運(yùn)用壽數(shù)，并下降了噪聲，改進(jìn)了作業(yè)環(huán)境。
