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汇川变频器在注塑机上的应用

供稿:深圳市汇川技术股份有限公司 2007/1/25 9:02:00

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一、注塑机情况简介:
近几年我国经济持续发展,能源问题越来越来为各行业发展的挚肘。所以节能成为许多行业发展面临的主要问题,特别是一些能耗比较大的行业如注塑机的行业等。
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,其液压油泵为容积式油泵,其供油量与油泵的转速成正比,当油泵马达以50HZ恒速运转时,油泵的供油量是不变的,所以称为定量泵。
一般的塑件的生产过程中有下面几个环节:锁模、射胶、熔胶、保压、冷却、开模。注塑机在不同工序下需要的流量和压力不同,须依靠流量阀和压力阀调节不同工序所须的流量和压力,当工作所需流量较小时,油泵供油量大于执行元件所需的油量,多余的处于高压状态下的液压油全部经溢流阀回流,大量的能量通过油的温升消耗掉。这样既加剧了各种阀门的磨损,又造成油温过高,而且为了降低油温,往往还需要额外的冷却水循环,造成能量的进一步浪费。
二、变频器节能的原理:
用变频器来控制油泵马达转速来调节流量,在规定的时间内泵出的油量,刚好满足各个动作环节的需要,可以将溢流量控制在最小状态,从而节约了能源。
利用注塑机本身的比例流量阀的电流信号来控制变频器,使得变频器自动跟踪注塑机的工作状态、工作压力及流量。即通过变频器准确地调节油泵的转速,使油泵的实际供油量满足塑机需要的工作流量,既满足生产需要,又达到节能目的,。通常能达到油泵马达节电30%—60%的效果。
因此推广交流变频调速装置在注塑机上的应用,对于减少能源浪费具有重要意义。
三、目前注塑机行业变频器使用存在的主要问题及对变频器性能的要求:
自从认知了变频器在注塑机行业改造后,近几年在此行业不断地进行了技术改造。但通过现场改造后,发现存在如下几个方面的问题:
1、由于变频器存在加、减速过程,导致注塑过程经常处于加、减速的过程中,注塑产品是一个对工艺比较敏感的过程,往往加速过程会使产品产生严重缺陷。所以要求加速过程要非常快,即要求动态响应非常快,否则会造成成品率下降的情况。
2、变频器控制的注塑机产品周期会有所加长,使得产能下降。这是目前很多变频器特别是V/F变频器在注塑机行业的技术瓶颈。要求变频器有很好的动态响应特性。
3、注塑机在合模时需要很大的力,变频器控制时经常会出现过流的情况,所以要求变频器有强的过载能力。
4、变频器作为一个干扰源经常对注塑机的温度板、动作顺序会有一定程度的干扰。要求变频器一定要作抗干扰处理。
四、汇川注塑机变频器介绍:
MD系列变频器是汇川技术推出的代表未来变频器发展方向的新一代矢量型、模块化高性能变频器。与传统意义上的变频器相比,在满足客户不同性能、功能需求方面,它不是通过多个系列产品来实现,而是在客户需求的合理细分基础上进行模块化设计,通过单系列产品的多模块灵活组合,来创建一个客户化量身定做的平台。而且它引领了将矢量控制技术大众化的行业新趋势。
汇川注塑机用变频器就是在汇川通用型变频器MD300的基础上加上一块注塑机专用卡,来实现在注塑机行业的专业应用。
MD30IN卡是汇川公司推出的与MD300系列变频器配套使用的注塑机控制卡。
它可以直接输入0—1A(通过AI—COM端子)直流电流信号或0—24V(通过AV—COM端子)直流电压信号,经过光耦隔离处理后,转换成0—10V电压信号通过扩展卡接口,直接在内部连接到变频器的AI1接口,用户外部不需要另外接模拟信号线。
五、汇川变频器用于注塑机时的线路图:



六、汇川变频器在注塑机行业的技术优势:
1、 变频器为开环矢量方式,起动转矩大,0.5HZ可以达到150%的额定转矩;动态响应快,阶跃转矩响应时间小于200MS;稳速精度为0.5%。
2、 变频器模拟量输入与对应频率的对应关系可以设为折线式,可设置两个拐点,便于满足锁模时所需要的强大的力。
3、 可直接接常受0~1A的电流信号,可直接从比例流量阀获取转速控制信号。
4、 内置直流电抗器,改善变频器的运行工况,并能将节能系统运行的功率因素提高到约0.95。而且有效地可以预防因电网质量差而造成的整流桥或滤波电容损坏的情况,有效地降低变频器的故障率。
七、注塑机使用变频器时的注意事项:
变频器的选型:在对变频器的选型时应根据负荷的性质和要求来定。因注塑机的负载性质是恒转矩类,机械特性较硬,动态特性要求较高,所以应选用矢量控制高性能变频器。一般的V/F控制变频器很难满足快速响应的要求,降低了产能。
变频器容量的选择:在选配变频器容量前,应实测一下注塑机在各个工序过程中,油泵电机工频状态运行的最大负荷电流,作为选择变频器容量的依据。变频器的额定电流最好为控制电机额定电流的1.1-1.5倍,且电压等级与控制电机相符。
变频器的安装环境:因为塑胶厂环境温度高,塑料粉尘多,因此节能装置的柜体要设计合理,柜内变频器周围应留足够的空间,保证良好的通风渠道,并加装冷却风扇以强迫风冷。现场需安装在通风良好,远离热源和尘埃多的地方。
变频器对注塑机工作的干扰处理:变频器的输入和输出电流中都会有一定量高次谐波成份,传出来便形成了干扰注塑机正常工作的信号。应采取以下措施:
1、不要将变频器的输入、输出电缆与变频器的控制信号(包括其它设备的控制信号线)平行走或捆扎在一起;
2、在变频器的输出侧加装磁环(抗共模干扰零相电抗器)减小高次谐波电流,特殊情况输入侧也需要加装;
3、变频器的外壳必须可靠接地。

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