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傳統液壓注塑機的變頻節能改造技術

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2011-06-20 15:08:51

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    4.變頻器控制信號的選取

    對所改造的注塑機要充分了解其控制電路,液壓電路和工作原理,巧妙取得控制信號,實現現有注塑機和變頻器的結合。注塑機液壓油需求量的信號是連接壓力和流量比例閥的電流信號(0-1A),經積分處理后并轉換成4-20mA的標準信號直接連接到變頻的輸入端,從而控制變頻器改變輸出頻率,隨即改變了油泵電機的轉速,達到調壓節電的雙重作用。針對注塑機液壓系統特有的大負荷超載,頻響要求高和低速轉矩大,電機加減速時間長的特點,在控制過程中應用了PLC控制器,引入各電液換向閥的信號,由PLC根據這些信號鑒別注塑機的工藝流程,提前對變頻器給出加速和減速指令。

    5.注塑機變頻器的選型

    1)普通的VVVF調速方式,當頻率與電壓的比率保持恒定,電機的磁通不變,由于沒有速度反饋,不能準確控制電機的轉速(一般誤差在15%),三相異步電機的轉子實際轉速同定子旋轉磁場間存在轉差,當外部負載發生變化時,轉差率也隨之發生變化,但變頻器并不能對此補償,導致油泵轉速發生變化,造成了流量誤差,次品率高。注塑機在采用壓力閉環控制的系統中,會出現壓力瞬間失調的情況,無法控制制品的品質。

    2)無傳感器矢量控制變頻器,采用轉子磁場方向的控制方式,即對異步電機進行坐標變換等效成直流電機的控制方式,相當于直流電機中同轉矩成正比的電樞電流,無論電機的狀態,維持其勵磁電流的恒定,而轉矩的大小只要獨立調節電樞電流,故可以使異步電機始終處于高動態的狀態,從0rpm加速到1000rpm只需30ms,改善了變頻器調速系統的動態性能,對于注塑整個運行循環的跟附性大大提高,轉差在3%-5%內,提高了電機面對負載變化的運轉穩定性,電機在低速運轉時有2倍以上的額定轉矩,有較好的加減速性能,轉矩變化時響應也快。

    綜上所敘,選擇開環通用變頻器,由于其響應慢,并不適用于注塑機油泵的調速,相比之下無感矢量控制的變頻器,因其高動態性,穩定性好等特性更適合注塑機的使用。

    6.變頻器的散熱方式

    注塑機專用變頻器都采用水冷散熱方式,散熱效率高,安全保護等級可達IP54。由于變頻器采用水冷形式,變頻器主體實際是封閉于電控箱內,減少了由于粉塵,油污侵入電子設備而導致損壞的可能性,確保了變頻器的使用安全,同時采用水冷散熱方式可使變頻器的功率單元IGBT始終工作在某一溫度范圍內,有效延長了其使用壽命,采用水冷散熱方式可使變頻器平均壽命延長達10年以上。

    7.使用變頻器后的其它功能

    最顯著的特點就是可以改進機器的工藝特性,提高其效率。有些產品要求很高的射膠速度,普通的注塑機,可能要更換運螺桿、料筒、電機、油泵才能達到要求的速度,但使用變頻器以后,在電機油泵允許的范圍內,將電機轉速提高10%(電機頻率達到55HZ),即可做到不用更換任何部件就能達到要求的速度,從而提高了生產效率。

    8.使用中注意的問題

    經測量采用變頻運行后,電機的表面溫度有所提高,例如工頻運行電機溫度為35度,變頻運行時電機為40度,且不繼續升高(在電機安全范圍內),這是由于電機在整個周期內,進行不同的轉速運行,電機的散熱風扇風力減小緣故,使用中建議保持散熱風扇和電機的清潔。

 


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