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变频器在注塑机上的应用
2014-06-29 11:50:25
标签：技术文章
来源：上海能垦电气有限公司
变频器在注塑机上的应用
一,序言对于塑料制品行业来说,电耗是其生产成本的主要部分,而注塑机是塑料制品厂的主要能耗设备之一,因此降低注塑机的能耗成为注塑行业降低成本,提高产品竞争力的有效途径.目前绝大多数的注塑机都属于液压传动注塑机,液压传动系统中的动力由电机带动油泵提供,在注塑周期的过程中,注塑机在不同工序下需要的流量和压力不同,必须依靠流量阀和压力阀调节不同工序所须的流量和压力.液压系统的负荷变化很大,由于定量泵不可调节输出功率,因此多余的能量只能在挡板,油路泄露,油的升中消耗掉.这样既加剧了各种阀门的磨损,又造成油温过高,电机噪音过大,以及机械寿命缩短等现象.并且通常在设计中,用户油泵电机设计的电容比实际需要高出很多,存在"大马拉小车"的现象,造成电能的大量浪费.因此推广交流变频器调速装置在注塑机上应用,对于减少能源浪费具有重要意义.
二,调速节能装置的节能原理1,变频节能由流体力学可知,P(功率)=H(压力),流量Q与转速n的一次方成正比,压力H与转速n的平方成正比,功率P与转速n的立方成正比,Q/Q=n/n,H/H=n/n式中:Q-油泵的额定流量,H-油泵的额定压力,P-油泵电机的额定功率,n油泵电机的额定转速.由上述公式可知,如果油泵的功率一定,当要求调节流量Q下降时,转速n可成比例下降,此时油泵的轴输出功率P是成立方关系下降,即油泵电机耗电功率P与其转速n近似成立方关系.例如:某注塑机油泵电机额定功率为55KW,则当转速下降到原转速的4/5时,其耗电量为28.16KW,省电48.8%;当转速下降到原转速的1/2时,其耗电量仅用6.875KW,省电87.5%.2,动态功率因数补偿节能无功率不但增加线损和设备的发热,更主要的是因为功率因数的降低导致电网的有功功率的降低.由公式S=P+Q,Q=S*SINфP=S*COSф,其中:S-视在功率,Q-无功功率,P-有功功率,COSф功功率因数.可知.当COSф越大,有功功率P越大.普通定量泵注塑机COSф值在0.6-0.8之间,而使用变频器调速节能控制装置后,由于变频器内滤波电容的作用,使得COSф≈1,从而减小了无功损耗,增大了电网的有功功率.3,软启动节能由于电机为直接启动或Y/D启动,启动电流等于(3-7)倍额定电流,这样会对电机设备和供电电网造成严重的冲击,而且还会对电网量要求过高,启动时产生的大电流和震动时对设备的使用寿命极为不利,而使用变频器节能装置后,利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始,最大值也不超过额定电流,减轻了对电网的冲击和对电容量的要求,延长了设备和模具的使用寿命.
三,塑机节能改造原理1,注塑机成型的工艺过程注塑机主要用于热塑料的成型加工.注塑机成型工艺是一个按照预定的周期性动作过程,即以合模等—射嘴前进—射胶—保压—溶胶,冷却--开模—顶出制品—顶杆退回—合模等加工工序达到某件产品成型.注塑机通常采用减液压传动,其结构包含注射装置,开合模装置,液压传动装置和电气控制装置,后者的作用是保证注塑机按工艺过程以预完定每个工序的要求(压力,速度,温度,时间,位置)和动作程序准确有效地工作.在传统的注塑机中,液压传动装置主要出油泵,液压控制,压力电磁比例阀,流量电磁比例阀,各种不同的动作油缸,油泵电机及其它液压附件和管道组成,其中,油泵是定量油泵,电动机通常提供额定功率和转速,油泵将电动机所输入的机械能转变为压力能,然后向液压系统的液压元件输送具有一定压力和流量的液压油,满足液压执行机构驱动负载所需能量的要求.2,变频器调速节能装置的控制系统根据注塑机的工艺要求,利用注塑机电脑的同步控制信号及电气控制,从注塑机的压力电磁比例阀和流量电磁比例阀分别取出0-1ADC的模拟电流信号,直接加在变频器专用的输入端,从而改变变频器的输出频率,即改变油泵电机的转速,来改变油泵电机的输出流量Q,满足注塑机在各个工序中所需的油泵压力大小和流量速度,将传统的定量泵转变为量泵.
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