注塑机伺服改造,你知道多少?

注塑机节能改造,即对注塑机的高能耗部位做节能技改,把不必要的能量都节省下来。而据统计,由于注塑机液压系统高压节流造成的能量损失高达36%~68%,能耗成本极高。

注塑机伺服改造

采用注塑机伺服系统的注塑机,系统压力、流量双闭环,液压系统按照实际需要的流量和压力来供油,克服了普通定量泵系统高压溢流产生的高能耗,在预塑、合模、射胶等高流量工作阶段电机按照设定的转速工作,在保压、冷却等低流量工作阶段降低了电机转速,油泵电机实际能耗降低了35%–75%的。

注塑机伺服改造必要性

1. 注塑机的能耗系统:电热系统和驱动液压系统,驱动液压系统耗电占80~90%; 传统的注塑机采用“异步(鼠笼式)电机+定量油泵”,注塑机的工艺过程一般分为锁模、射胶、熔胶、保压、冷却、开模、顶出等几个阶段,各个阶段需要不同的压力和流量。在定量泵的液压系统中,油泵马达以恒定的转速提供恒定的流量,多余的液压油通过溢流阀回流,此过程称为高压节流。据统计由高压节流造成的能量损失高达36%-68%。

2. 传统的注塑机油温高、噪音大、液压油泄漏大、用户电费成本很高、维护烦,变频器、变量泵相对传统注塑机可以省部分电,但仍避免不了定量泵部分的缺点,如响应速度、低速稳定性等。

油泵电机节电(变频节能)原理

注塑机按照成型工艺条件设定每个动作顺序及各自流量和压力,工作时通过注塑机电脑系统控制液压阀的动作,并同时输出该液压执行机构(油缸、液压马达等)的流量和压力信号,注塑机伺服驱动系统接收到流量和压力信号后,通过控制电机的转速与转矩向系统提供精确的压力与流量。油泵的输出流量正比于电机的转速。油路内的压力正比于电机的输出扭矩。采用伺服系统的注塑机,系统压力、流量双闭环,液压系统按照实际需要的流量和压力来供油,克服了普通定量泵系统高压溢流产生的高能耗。

目前主要的节能技术为变频节能技术,但变频节能技术仍有它的明显缺陷。第一,变频器控制精度很低,直接输出会导致压力与流量精度无法满足机器要求,因此每次输出必须通过PQ阀溢流控制系统的压力与流量,也就不可避免地造成了能量的浪费。第二,电机依然为普通三相异步电动机,其效率、功率因素都比现在的永磁同步伺服电机低,尤其是在清载时,二者的差异更为明显。一般的统计表明,在注塑机的平均工况下,新的电机(含驱动器)总效率比异步电机高10%左右。第三,对于普通异步电机,其启动、过载动作一般需要5-7倍的电流才能输出2倍的额定转矩,而伺服电机即使在额定转速下输出2倍的额定转矩,也只需要2倍供电电流。第四,由于变频控制时电机响应速度限制,使得设备的生产效率有所降低。第五,变频器控制电机低速运行时输出力矩不足,因而不能稳定工作在更低的转速下,使得节能效果大受影响。

注塑机伺服改造优势

相对于普通注塑机电机节能高达50-90%,相对于矢量变频系统(也自称伺服系统)多节能20%以上。在研究了注塑机的的工况后,开发独有的伺服动能回收系统和电机自适应跟随高效工作点,让快速停止的电机能量最大限度的回收到了伺服动能回收系统中并作为下次电机快速启动的能量。同时,根据电机转速和负载情况的变化,随时调整电机的工作点,让电机时刻工作在最佳效率上。

1)动能回收系统

针对注塑机工况进行泄放电路进行动能回收系统设计,控制每次电机从最高流量减速时需要的泄放能量{1/2J(ω12-ω22)=1/2C(U12 -U22)+泄放能量。}

2)电机最佳效率点跟随系统

伺服驱动器和电机在设计时都要对电机的工作点进行整体设计,使电机在重载时出于处于最佳工作效率点,满足注塑机节能需要。

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