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一、背景
注塑行業正面臨著一個飛速發展的機遇,然而在注塑產品的成本的構成中,電費占了相當的比例,依據注塑機設備工藝的需求,傳統的注塑機油泵馬達耗電占整個設備耗電量比例高達80%-90%。隨著能源問題日益受到重視,節約能源變得越來越重視。
注塑機的工藝過程一般分為合模、鎖模、射膠、保壓、熔膠、冷卻、松模、開模、取出等幾個階段,各個階段需要不同的壓力和流量。對于油泵馬達而言,注塑過程的負載總是處于變化狀態,在定量泵的液壓系統中,油泵馬達以恒定的轉速提供恒定的流量,多余的液壓油通過溢流閥回流,此過程稱為高壓節流,據統計由高壓節流造成的能量損失高達36%-68%。
目前主要的節能技術為伺服節能技術和變頻節能技術,但由于伺服節能不管在改造后的設備穩定性、產成品的精度上、提高生產率上以及節能效率上,都較其它改造方式更具改造優勢,所以近年來伺服節能改造已成為了大功率電機節能改造的首選。以下是根據貴司的注塑機設備情況,進行伺服節能改造的分析方案。
二、伺服技術節能方案分析
1、伺服系統構成:
單泵控制系統:
多泵控制系統:
可驅動25毫升/轉-125毫升/轉油泵,提供50升/分-250升/分的流量
伺服機節能曲線
1.普通定量泵機由于油泵排量為固定的,而且油泵排量設計為最大值,機臺工作時大部份液壓油經溢流閥泄掉,從而造成大量的能源浪費。
2.經伺服改造后,伺服控制器和伺服電機工作時,其壓力響應時間僅為0.1秒,流量響應時間僅為0.03秒,生產的產品更加精密,機臺工作更穩定,不良率大大降低。
3.由于采用壓力電流雙閉環反饋控制,機臺工作時需要多大的壓力和流量,伺服系統就提供多大的壓力和流量,而伺服電機的電流也會隨著系統的需求而變換,工作時沒有了能量空耗。
4.當塑機冷卻、取貨、轉模等工況無動作時,電機停止轉動,不產生電流,系統不消耗任何能量。
3、注塑機安裝油電伺服節能器的優點
1.有以下幾大優點:
1、節能
采用伺服系統的注塑機,系統壓力、流量雙閉環,液壓系統按照實際需要的流量和壓力來供油,克服了普通定量泵系統高壓溢流產生的高能耗,在預塑、合模、射膠等高流量工作階段電機按照設定的轉速工作,在保壓、冷卻等低流量工作階段降低了電機轉速,油泵電機實際能耗降低40%--80%。
2、響應迅速,生產效率高
伺服系統響應速度快,壓力上升時間和流量上升時間快至30ms,提高了液壓系統的響應速度,減少了動作轉換時間,加快了整機的運行節拍;注塑機液壓系統自動運行時,當有閥門打開時,系統壓力會瞬間下降,伺服系統可以在30ms以內迅速補充油量,恢復壓力至設定值。
3、壓力穩定精密
伺服系統調節能力強,壓力閉環控制模式使系統壓力非常穩定,壓力波動量低于±0.5bar,提高了塑料產品的成型質量;伺服系統還可以按照電腦設定的任意壓力、流量曲線運行,為開發各種塑料產品的成型工藝創造了條件。
4、重復精度高、省料
伺服系統采用閉環轉速控制,射臺運動位置重復精度高,生產出的產品精度高,一致性好;克服了普通異步電機定量泵系統由于電網電壓、頻率等變化會帶來轉速變化,進而引起流量變化,使注塑產品成品率降低的缺點。
5、油溫溫升低
注塑機工作由開機至進入穩態油溫上升8℃-10℃,室溫35℃下無需冷卻水,冷卻器的用量也大為減少,延長了整機特別是液壓油、液壓易損件(如油封)的壽命。
6、噪聲低
液壓系統的噪聲在65dB以內,改善了操作機器的現場環境。