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变频器节能改造方案
来源:  作者:本站
塑料用合成树脂与合成橡胶、合成纤维三大类合成高分子新型材料,已经与钢铁、木材、水泥一起构成现代社会中的四大基础材料,是信息、能源、工业、农业、交通运输乃至宇宙空间和海洋开发等国民经济各领域不可缺少的新型材料。塑料制品加工行业是轻工行业中近几年发展速度较快的行业之一,随着塑胶企业数量的增多,降低生产成本,提高产品竞争力成为许多塑料制品厂共同关心的问题。在加工成本中,电费占据了相当大的比例,而数量众多的注塑机是耗电最多的设备,因此,对注塑机进行节能技术改造就显得非常迫切和必要。在注塑机上推广应用变频器可以实现节约电能、提高生产率和产品质量,降低油污染和噪声污染,延长机器使用寿命等优点。因此将逐步推广使用。

1注塑机变频调速系统的方案
1.1注塑机的工作循环如下:
1.1.1锁合模:模板快速接近定模板,且确认无异物存在时,系统转为高压,将模板锁合。
1.1.2注射台前移:喷嘴与模具紧贴。
1.1.3注射:注射螺杆以一定的压力和速度将料筒前端的熔料注入模腔。
1.1.4保压、冷却:通过此动作,使模腔内的塑料制品冷却成形。
1.1.5预塑:传统上应用液压马达驱动螺杆并后退,料斗中加入的塑料粒子被前推,并进行预塑。螺杆后退到预定位置,停止转动,准备下一次注射。
1.1.6注射台后退,开模
1.1.7顶出制品
以上这些动作在传统的注塑机上都是以液压系统来完成的。由油泵和不同阀门的配合产生不同的压力方向和流量,提供油缸和液压马达所要求的推动力和移动速度。
众所周知,油泵的输出功率
Pt=p×Qt=p×V×n(1)
而油泵的理论转矩:
Tt=1/2π×p×V(2)
式中p为压力,Qt为流量,V为油泵排量(油泵每转排出的油量),n为油泵转速
将(2)式代入(1)式得:
Pt=2π×Tt×n(3)
如果忽略机械能到液压能转换过程中的能量损失,则可近似认为油泵的输出功率等于电机的输出转矩与电机转速的乘积。因此可以看出,当系统要求低流量时,系统需要的功率其实是非常低的。但是实际情况却是,由于电动机始终运行在工频50Hz状态上,并不能根据实际的需求来降低其转速,从而减小流量。因此多余的液压油只能通过比例流量阀流回油箱,造成能源的白白浪费。
根据以上事实,汇川技术有限公司以此为基础,在多年的实践应用中积累了许多宝贵经验,提出了在注塑机械上变频器应用的多种节能方案,并为此专门推出了MD系列带有注塑机扩展卡的为注塑机变频节能量身定做的专用变频器


图1变频节能电气原理图

1.2典型的控制方案

图2变频器运行信号

此种方案将控制比例流量阀的电流信号同时输入给变频器的模拟量输入端(AI1,GND),通过控制油泵电机的转速,油泵的实际流量正比于电机的转速,油泵的输出功率因此也正比于电机的转速(见公式3),起到了节能的目的。根据塑料制品和工艺要求的不同,其整体节能效果从35%至70%的范围内不等。
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