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注塑機知識

變頻器在立式注塑機控製係統中的應用

作者: 日期:2017/11/18 16:05:57 點擊:

今天鄭州注塑機廠家簡單介紹一下變頻器在立式注塑機控製係統中的應用。希望對大家有所幫助。

對於塑料製品行業來說,電耗是其生產成本的主要部分,而立式注塑機是塑料製品廠的主要能耗設備之一,因此降低立式注塑機的能耗成為注塑行業降低成本、提高產品競爭力的有效途徑。目前絕大多數的立式注塑機都屬於液壓傳動立式注塑機,液壓傳動係統中的動力由電機帶動油泵提供。在注塑周期的過程中,立式注塑機在不同工序下需要的流量和壓力不同,必須依靠流量閥和壓力閥調節不同工序所需的流量和壓力。液壓係統的負荷變化很大,由於定量泵不可調節輸出功率,因此多餘的能量隻能在擋板、油路泄漏、油的溫升中消耗掉。這樣既加劇了各種閥門的磨損,又造成油溫過高,電機噪音過大,以及機械壽命縮短等現象。並且通常在設計中,用戶油泵電機設計的容量比實際需要高出很多,存在/大馬拉小車0的現象,造成電能的大量浪費。因此推廣交流變頻調速裝置在立式注塑機上的應用,既能提高整個注塑係統的精度和穩定性,減少巨大的機械衝擊,延長係統使用壽命,又能夠節約大量的電能。近幾年來,變頻器節能運用於立式注塑機行業如雨後春筍般地異軍突起,國內許多的變頻器廠家也不約而同地看好這個行業。

1    立式注塑機工序過程

不論大、中、小型立式注塑機,分析它的工序過程是相同的,大致是五個工序過程:

①送模具過程,需低壓力,時間較短。

②合模具過程,左右兩個模具相接,直至完全閉合,需略高壓力,時間不長。

③保壓過程,送料至模腔,直到成型,固化完需較高壓力,時間長約占40%~60%。

④脫模具過程,加工成型,可開啟模具,到脫模完,可取出加工件,時間不長,壓力略高。

⑤退模具過程,加工件取出,模具後退原位,進行輔助工作後,待再次加工,這時需低壓力,時間較短。

2    立式注塑機節能的可能性分析

從立式注塑機的工序過程中看出,隨著不同時間段,它的主油泵壓力是變化的,而且起伏較大,這就存在節能的可能性,且潛力較大。由流體力學可知,Q/Qe=n/ne,H/He=(n/ne)2,P/Pe=(n/ne)3。式中:Qe)油泵的額定流量,He)油泵的額定壓頭,Pe)油泵的額定功率,ne)油泵電機的額定轉速,Q)油泵的流量,H)油泵的壓頭,P)油泵的功率,n)油泵電機的轉速。由上式公式可知,如果油泵的效率一定,當要求調節流量Q下降時,轉速n可成比例下降,此時油泵的軸輸出功率P是成立方關係下降。即油泵電機的耗電功率與n近似成立方關係。例如:某立式注塑機油泵電機額定功率為55kW,則當轉速下降到原轉速的4/5時,其耗電量為28116kW,省電4818%;當轉速下降到原轉速的1/2時,其耗電量僅為61875kW,省電8715%。

3    變頻調速節能裝置的控製係統實現

根據立式注塑機的工藝要求,利用立式注塑機計算機的同步控製信號及電氣控製,從立式注塑機的壓力電磁比例閥和流量電磁比例閥分別取出0-1ADC的模擬電流信號,經過電流/電壓變送器綜合處理轉變為0-10VDC的模擬電壓信號,直接加在變頻器的輸入端。每個工藝需求不同的液壓流量,控製器根據設定值輸出對應的頻率信號給變頻器,實現油泵電機不同的轉速,來改變油泵電機的輸出流量Q,滿足立式注塑機在各個工序中所需的油壓大小和流量速度,將傳統的定量泵轉變為變量泵。這樣沒有溢流損失,能量得到充分利用。

4    改造時注意的問題

4.1    變頻器容量的選擇

在選配變頻器容量前,應實測一下立式注塑機在各個工序過程中,油泵電機工頻狀態運行的最大負荷電流,作為選擇變頻器容量的依據。變頻器的額定電流最好為控製電機額定電流的1.1~1.5倍,且電壓等級與控製電機頻動行後,電機的的表麵溫度有所提高,工頻運作電機溫度為35℃,變頻運作時電機溫度為40℃,且不繼續升高,仍在電機安全範圍內,這是由於電機在整個周期內,進行不同的轉速運行,電機的散熱相符。

4.2    變頻器的安裝環境

因為塑料廠環境溫度高,塑料粉塵多,因此節能裝置的櫃體要設計合理,櫃內變頻器周圍應留足夠的空間,保證良好的通風渠道,並加裝冷卻風扇以強迫風冷。現場需安裝在通風良好,遠離熱源和塵埃多的地方。

4.3    節能裝置的接線

1)主回路,必須考慮電力線對電流容量、短路保護、電線壓降等因子,注意變頻器的輸入線與輸出線不能接錯,線路的鋪設距離不要太遠,變頻器到電機的線應盡量短;

2)控製信號線應使用屏蔽電纜,並把屏蔽層在變頻器端接到變頻器的公共輸入端子上,另一端懸空,勿使其與地相接,且遠離強電流線。

4.4    變頻器對立式注塑機工作的幹擾

變頻器的輸入和輸出電流中都會有一定量高次諧波成份,傳出來便形成了幹擾立式注塑機正常工作的信號。應采取以下措施:

1)不要使變頻器的輸入、輸出電纜與變頻器的控製信號(包括其它設備的控製信號線)平行走或捆紮在一起;

2)減少變頻器的載波頻率;

3)在變頻器的輸入側和輸出側加裝變頻器專用濾波器、電抗器等措施減小高次諧波電流;

4)變頻器的外殼必須可靠接地。

4.5    參數設定

1)變頻器參數設定如下,其它參數一般保持為出廠值不變:最高操作頻率設為5Hz,最大輸出電壓設定與控製電機電壓相符,加減速時間為1s,加減速曲線設為V/F方式,主頻率由外部0~10V輸入,運轉指令由外部端子操作STOP鍵有效,AVR功能設為無效,低頻轉矩提升設定不要太大;

2)立式注塑機參數的設定:為了確保製品質量和產量,要求變頻工作時立式注塑機的壓力和流量設定比工頻時高一些。

5    結束語

立式注塑機通過變頻器改造運行可靠平穩,保護功能強,同步控製準確,操作簡單方便,充分滿足了注塑成型工藝要求,穩定了產品質量和產量。同時降低壓力油油溫,延長密封組件的使用壽命,減少設備維護費用,為用戶創造了良好的經濟效益,贏得了用戶的滿意效果。因此,變頻調速節能裝置值得在注塑行業中推廣應用。

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