2016-12-03
半個世紀以來,塑料已成為工農(nóng)業(yè)和民用主要的材料之一。注塑機就是一種專用的塑料成型機械。它利用塑料的熱塑性,經(jīng)適當加熱熔化后,加高壓快速流入模腔經(jīng)一定時間保壓、冷卻。成為各種型材和塑料制品。在注塑機上推廣應用變頻器可以實現(xiàn)節(jié)約電能、提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量,降低油污染和噪聲污染,延長機器使用壽命等優(yōu)點,因此將逐步推廣使用。
注塑機的工藝步驟如下:
1、鎖合模:模板快速,接近定模板,且確認無異物存在時,系統(tǒng)轉(zhuǎn)為高壓,將模板鎖合。
2、注射臺前移:噴嘴與模具緊貼。
3、注射:注射螺桿以一定的壓力和速度將料筒前端的熔料注入模腔。
4、保壓、冷卻:通過此動作,使模腔內(nèi)的塑料制品冷卻成形。
5、預塑:傳統(tǒng)上應用液壓馬達驅(qū)動螺桿并后退,料斗中加入的塑料粒子被前推進行預塑。螺桿后退到預定位置,停止轉(zhuǎn)動,準備下一次注射。
6、注射臺后退,開模。
7、頂出制品。
以上這些動作在傳統(tǒng)的注塑機上都是以液壓系統(tǒng)來完成的。由油泵和不同閥門的配合產(chǎn)生的壓力和流量,提供油缸和液壓馬達所要求的推動力和移動速度。
眾所周知,油泵的輸出功率
Pt=p*qt=p*V*n (1)
而油泵的理論轉(zhuǎn)矩:
Tt=1/2pi*p*V (2)
式中p為壓力,qt為流量,V為油泵排量,n為油泵轉(zhuǎn)速,pi=3.14
將(2)式代入(1)式得:
Pt=2pi* Tt *n (3)
如果忽略機械能到液壓能轉(zhuǎn)換過程中的能量損失,則可近似認為油泵的輸出功率與電機的輸出轉(zhuǎn)矩與電機轉(zhuǎn)速成正比。因此可以看出,當系統(tǒng)要求低流量時,系統(tǒng)要求的功率其實是非常低的。但是實際情況卻是,由于電動機始終運行在工頻50Hz狀態(tài)上,并不能根據(jù)實際的需求來降低其轉(zhuǎn)速,從而減小流量。因此多余的液壓油通過溢流閥流回油箱,造成能源的白白浪費。
偉創(chuàng)SF81、SF91系列注塑機伺服控制器,采用系統(tǒng)壓力、流量單閉環(huán)或雙閉環(huán)的方式,液壓系統(tǒng)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(tǒng)高壓溢流產(chǎn)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(zhuǎn)速工作,在保壓、冷卻等低流量工作階段降低了電機轉(zhuǎn)速或電機不轉(zhuǎn),油泵電機實際能耗大大降低了。
且SF81、SF91系列注塑機伺服控制器響應速度快,壓力上升時間和流量上升時間快至50mS,提高了液壓系統(tǒng)的響應速度,減少了動作轉(zhuǎn)換時間,加快了整機的運行節(jié)拍;注塑機液壓系統(tǒng)自動運行時,當有閥門打開時,系統(tǒng)壓力會瞬間下降,伺服系統(tǒng)可以在50MS以內(nèi)迅速補充油量,恢復壓力至設定值。系統(tǒng)穩(wěn)壓精度高,重復精度高、省料,油溫溫升低,安裝調(diào)試簡單方便。
普通的VVVF調(diào)速方式,即變壓變頻,當頻率與電壓的比率保持恒定,則電機的磁通不變。由于此種方式?jīng)]有速度反饋裝置,即不能準確反映電機的真實轉(zhuǎn)速,而電機亦采用的是三相異步電機,轉(zhuǎn)子的實際轉(zhuǎn)速同定子旋轉(zhuǎn)磁場間存在轉(zhuǎn)差,當外部負載發(fā)生變化時,轉(zhuǎn)差率也隨之變化,但變頻器并不能對此進行補償,致使油泵轉(zhuǎn)速發(fā)生變化,造成了流量的誤差,直接導致制品質(zhì)量的下降。
而且,變壓變頻的另一缺陷在于,當輸出頻率為0Hz時,理論輸出電壓為0V,電機定子的磁通Фm近似為0,從而影響了電機的起動特性,加速響應相對比較緩慢。而對于注塑機而言,往往在完成某些例如注射等動作時,需要瞬時提供高壓力、大流量,如果采用開環(huán)通用變頻器,其起壓響應難以達到要求,影響注塑壓力。
偉創(chuàng)SF81、SF91系列伺服控制器采用了轉(zhuǎn)子磁場定向的控制理論,即對異步電機的電流進行坐標變換,等效成直流電機的控制方式。在三相坐標系下的定子交流電流ia、ib、ic通過三相/兩相變換,可以等效成兩相靜止坐標系下的交流電流iα,iβ,在通過按轉(zhuǎn)子磁場定向的旋轉(zhuǎn)變換,可以等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標系下的直流電流it、im。im相當于直流電機的勵磁電流,it相當于直流電機中同轉(zhuǎn)矩成正比的電樞電流。由于無論電機處在什么狀態(tài),運行或靜止,其勵磁電流im始終存在,而轉(zhuǎn)矩的大小只要獨立調(diào)節(jié)電樞電流it,故可以使異步電機始終處于高動態(tài)的狀態(tài),其從0rpm加速至1000rpm的時間只需50ms,改變了變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)性差的不足,對于注塑機整個運行循環(huán)的跟隨性非常高。
通過系統(tǒng)對電機的自學習,精確測量了定子的電阻和電感,從而使勵磁電流im恒定,從而恒定磁通Фm。再由于電機轉(zhuǎn)差頻率
ωs=K*it/Фm (4)
即當磁通Фm恒定時,矢量控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)差頻率在動態(tài)中與轉(zhuǎn)矩成正比,則定子磁場頻率
ω1=ω+ωs (5)
(ω為轉(zhuǎn)子頻率)可以受控。這就意味著,當負載產(chǎn)生波動,變頻器控制部分可迅速計算出實際轉(zhuǎn)差頻率ωs,從而給出定子精確的旋轉(zhuǎn)頻率,使電機轉(zhuǎn)速保持不變,提高了電機面對負載變化的運行穩(wěn)定性。
綜上所述,偉創(chuàng)SF81、SF91系列伺服控制器因其高動態(tài)性、穩(wěn)定性好、安裝調(diào)試簡易等特性,很適于注塑機的節(jié)能應用。
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怎樣消除變頻器凝露?變頻器凝露的消除方法
變頻器若出現(xiàn)凝露現(xiàn)象,會嚴重影響和威脅變頻器的正常穩(wěn)定運行,一旦變頻器工作于潮濕的環(huán)境之中,就一定要采取正確的措施來預防和消除凝露現(xiàn)象。那么,怎樣消除變頻器凝露,變頻器凝露的消除方法有哪些呢?
通過對溫差和濕度等凝露形成條件的破壞,可以起到從根本上消除凝露現(xiàn)象發(fā)生的目的。破壞了任何一個形成條件,變頻器都不會出現(xiàn)凝露現(xiàn)象。
目前,較為通行和常用的凝露消除方法有:溫度控制法和濕度控制法,前者旨在降低相對溫度,而后者旨在降低相對濕度。
1、溫度控制
阻止凝露的形成,可以通過破壞溫差這一凝露形成條件來實現(xiàn)。由于變頻器柜體內(nèi)部相對封閉,若可以讓柜體溫度始終高于露點溫度,就不會產(chǎn)生凝露。
受該思想的影響,現(xiàn)階段主要有兩種溫度控制方案:
第一種方案包括通風口和加熱器等。一般情況下通風口都設置了過濾器,不僅能夠杜絕大量灰塵進入變頻器內(nèi)部,而且還能夠確保IP防護等級。該方案的主要要點在于一旦濕度過大即開始加熱,溫度提升時就加大通風。在濕度超過預先設定的數(shù)值時,促發(fā)加熱動作,提高變頻器內(nèi)部溫度,進而有效控制相對濕度條件,在溫度達到預先設定的閥值之后,起動通風,從而使得變頻器內(nèi)部進入一定量的外部新風,從而確保變頻器內(nèi)外始終保持一致的空氣相對濕度,溫度始終保持在正常的范圍之內(nèi)。一般情況下,當溫度超過40℃就起動通風系統(tǒng),相對濕度超過80%就起動加熱器。
第二種方案的主要思路為:變頻器內(nèi)部冷卻能力相對可控,確保柜內(nèi)溫度始終保持在一定的范圍之內(nèi),當濕度超過閥值,就降低變頻器的散熱能力,通過變頻器所產(chǎn)生的功耗來提高變頻器柜內(nèi)溫度,從而杜絕凝露現(xiàn)象的出現(xiàn);當溫度超過閥值,就提高散熱能力,杜絕溫度過高影響變頻器的正常運行。該方案下的變頻器柜體大多采用的是完全密封的形式,有效杜絕了鹽霧、有害氣體和灰塵進入柜體內(nèi)部,便于變頻器長期、可靠和正常的運行。
2、濕度控制
通過減少水汽含量,有效降低空氣相對濕度,從而杜絕凝露現(xiàn)象的產(chǎn)生。主要包括以下三種方案:溫差除濕法、吸附及膜式除濕法和冷凝除濕法。
溫差除濕法:在變頻器內(nèi)部安裝有利于凝露的散熱器,從而使得凝露僅形成于該散熱器之上,從而不會在變頻器內(nèi)部其他部位形成凝露,散熱器上形成的冷凝水通過出口向外排出,以便確保柜內(nèi)始終保持相對干燥的環(huán)境。
吸附及膜式除濕法:在變頻器柜內(nèi)設置相應的吸附材料來起到水汽吸附的目的,確保柜內(nèi)始終保持相對干燥的環(huán)境;也可以通過膜過濾器的設置,來起到阻隔水汽的目的,只讓干空氣通過過濾器,使變頻器內(nèi)部只流入相對干燥的空氣。
冷凝除濕法:在變頻器內(nèi)部設置溫度最低點,使得凝露僅產(chǎn)生于該處,從而有效降低變頻器內(nèi)部的相對濕度,使得變頻器內(nèi)部始終保持相對干燥的環(huán)境。