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变频器在注塑机节能改造中的使用

发布时间:2018-03-16 21:09:36人气:
变频器在注塑机节能改造中的使用
    
  摘 要:这篇文章介绍了微能矢量变频器在变量泵注塑机上的节能改造,评论了变量泵注塑机的操控体系和功用请求及与定量泵注塑机改造的不一样之处。
  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
  关键字:微能变频器 变量泵注塑机 节能改造
  Key words: WINNER Inverter; variable injection molding machine ; nergy save technical reconstruction
  1、引 言
  塑料制品加工职业是轻工职业中近几年发展速度较快的职业之一,跟着塑胶公司数量的增多,降低出产成本,进步商品竞争力变成许多塑料制品厂一起关怀的疑问。在加工成本中,电费占有了相当大的份额,而数量许多的注塑机是耗电最多的设备,因而,许多塑料公司对定量泵注塑机进行了许多节能技能改造来完成节省电能、进步公司的竞争力,但关于变量泵注塑机许多公司包含许多专业的节能公司都束手无策,因而关于市场上存在的许多变量泵注塑机如何进行节能改构成了许多塑料公司关怀的热点,深圳微能科技有限公司经过对变量泵注塑机的深入研究,联系最新的矢量操控变频技能成功的完成变量泵注塑机的节能改造,并且取得了10-20%的节能作用。
  2、定量泵与变量泵注塑机介绍
  1)定量泵注塑机
  现在绝大多数改造的注塑机都归于液压传动注塑机,液压传动体系中的动力由电机股动油泵供给,其液压油泵为叶片泵,其供油量与油泵的转速成正比,当油泵马达以50HZ恒速作业时,油泵的供油量是不变的,所以称为定量泵。其体系图如下所示:
微能矢量变频器在注塑机节能改造中的使用
  如图一所示:A1:油缸无杆腔活塞面积 F:作业负载 Q1:作业流量 P1:作业压力 △p:份额调速阀两头的压力差 Qy:份额溢流阀流量 Pb:油泵压力,Qb:油泵流量 Vb:油泵排量 n:电动机转速
  如图一,该体系采用定量泵供油,油泵转速n及油泵排量Vb都不可调,其油路中的各流量及压力别离为:
  油泵流量Qb=Vb×n为定值;
  油泵压力Pb由份额溢流阀设定;
  作业流量Q1由份额调速阀设定;
  作业压力P1=F/A1取决于作业负载F;
  通常的注塑机的出产过程中有下面几个环节:锁模、射胶、熔胶、保压、冷却、开模。注塑机在不一样工序下需求的流量和压力不一样,须依托流量阀和压力阀调理不一样工序所须的流量和压力,当作业所需流量较小时,油泵供油量大于履行元件所需的油量,剩余的处于高压状况下的液压油悉数经溢流阀回流,许多的能量经过油的温升消耗掉。这么既加重了各种阀门的磨损,又构成油温过高,并且为了降低油温,通常还需求额外的冷却水循环,构成能量的进一步糟蹋。所以通常定量泵注塑机的改造用变频器来操控油泵马达转速来调理流量,在规则的时刻内泵出的油量,刚好满意各个动作环节的需求,能够将溢流量操控在最小状况,然后节省了能源。
  2)变量泵注塑机
  现在,变量泵注塑机多采用份额变量泵作驱动元件,归于典型的容积式调速体系,对比传动定量泵注塑机有较明显的节能作用。如图二,该体系由负载灵敏型份额变量柱塞泵、份额溢流阀、份额调速阀、压力反应阀、流量反应阀等有些组成。
 微能矢量变频器在注塑机节能改造中的使用
图二 油路体系原理图
  A1:油缸无杆腔活塞面积 F:作业负载 P1:作业压力 Q1:作业流量
  △P:份额调速阀两头的压力差 Pb:油泵压力 Qb:油泵流量 n:电动机转速
  作业原理
  (1)体系处于流量操控状况时,油泵压力Pb大于作业压力P1且小于塑机设定压力,份额溢流阀将牢靠封闭。当负载改动时,Pb与P1之间的压力差△P会有相应动摇,并使作业流量Q1发生改动。以上改动经过流量、压力反应阀传递给变量泵的调整活塞。活塞随之推进柱塞泵斜盘并改动油泵排量,终究安稳泵的输出流量Qb。由此看出,该体系完成了压力自适应操控,基本上没有溢流丢失,但为了操控作业流量Q1,调速阀上仍存在必定节省丢失。
  (2)体系处于压力操控状况时,变量柱塞泵的斜盘倾角很小,仅有少数的液压油流过份额溢流阀,确保构成必定的体系压力。经过改动份额溢流阀的输入信号,就能够得到相应的油泵输出压力。比起传统定量泵注塑机,该操控方法在必定程度上减小了溢流丢失。
  3、变量泵注塑机的节能原理
  由上面的介绍咱们能够知道,变量泵注塑机与定量泵注塑机对比,减少了许多的溢流丢失,使得油泵电机负载变轻,电流减小,处于轻载状况。变量泵注塑机是从液压元件的视点动身,发掘油路上的节能改造空间,然后进步了油路体系的作业功率。但受其操控方法约束,该体系不能彻底消除节省、溢流丢失。
  1) 变量泵注塑机仍然有糟蹋的空间,从油泵上出来的油仍然要经过份额调速阀和份额溢流阀的的调理,在阀门上仍然有必定的功率丢失。
  2)油泵的电机速度仍然不能调理,虽然比起定量泵其负载轻了许多,但和经过调理速度来调理油量对比,明显前者要更耗能。特别是体系处于压力操控时,体系需求的压力很大可是流量很小,而油泵电机的速度不能调理。若油泵的输出流量、输出压力、排量、转速别离表明为Q、P、Vb、n,则油泵的输出功率N用公式表明为:
  N = Q*P = Vb*n*P
  注塑机是经过机械设备调整油泵排量Vb的,明显其可调理的线性规模有限,不能完成零排量输出。且任何状况下,电机都是全速作业,有许多无谓的能量丢失。
  3)油泵电机的发动仍然是星三角发动,功率要素较低。
  4、微能公司节约用电体系
  微能公司是将矢量变频技能使用于注塑机电机驱动上,经过速度调理及压力PID闭环操控功用完成对注塑机的准确操控。油路大将份额调速阀人为硬性的将流量调至最大并坚持或者撤除,一起堵截流量、压力反应阀对变量泵的活塞的操控。改为矢量变频PID操控坚持压力的稳定,主动完成了压力自适应操控,这么体系从源头上消除油路中的节省及溢流能量丢失,使注塑机获得最好的节能作用。体系如下所示:
微能矢量变频器在注塑机节能改造中的使用
  作业原理:
  当油泵流量Qb挨近或到达塑机的设定值时,油路体系进入流量操控状况,变频器的输出频率与塑机的流量设定值成正比。在此过程中,油泵流量Qb=Vb×n始终与作业回路的需求相适应,无需份额阀调速,也没有剩余流量溢出,可从根本上消除节省及溢流能量丢失。
  当油泵作业在压力状况下,如下图所示:
微能矢量变频器在注塑机节能改造中的使用
  变频器操控体系装备一块智能转换卡,变频器将经过压力传感器实时监控到这一压力改动,并与塑机的压力设定值做对比。当它们差值很小时,变频器的智能转换卡会及时将变频器切换到压力操控状况。,发动PID操控并经过PID功用坚持体系压力稳定。此刻,变频器的输出频率将与该压力差值成正比。因差值很小,变频器的输出频率及电机转速将迅速降低,油泵仅坚持很小的流量输出,以补偿油路中的各种走漏丢失。
  电气体系图如下:
微能矢量变频器在注塑机节能改造中的使用
  微能WIN-PSS-IV变频器为开环矢量方法,起动转矩大,0.5HZ能够到达150%的额外转矩;动态呼应快,注塑机回收阶跃转矩呼应时刻小于200MS;稳速精度为0.5%。经过变频器的闭环矢量调速功用,变频注塑机的油泵转速n可完成0到额外转速之间线性调理规模,尤其是在塑机待机及无动作状况下(如冷却阶段),电机及油泵转速可降至0,基本无能耗丢失。值得注意的是,油泵在低转速时的容积功率会降低,这在必定程度上会影响了节约用电作用。对此,咱们将经过进步变频器低频增益的方法来改进这种状况。并且,实践出产中流量低于20%的状况是很少的,所以油泵转速也不可能出现过低的状况。

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