四方變頻器在注塑機(jī)上的應(yīng)用
引言
近幾年塑料行業(yè)發(fā)展越來越迅速，其中注塑行業(yè)也正迎來一個(gè)飛速發(fā)展的機(jī)遇。但同時(shí)行業(yè)內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)也日漸激烈，各廠家除了重視產(chǎn)品質(zhì)量和品牌外，也越來越重視生產(chǎn)成本的控制。從注塑機(jī)工藝過程知道，在注塑成型產(chǎn)品成本中，電能消耗成本占了很大的比例，因而能否有效減少電能損耗，受到了各注塑機(jī)廠家和用戶的關(guān)注。隨著變頻調(diào)速技術(shù)的推廣，變頻調(diào)速在傳動(dòng)控制和節(jié)能領(lǐng)域已日漸得到了廣泛應(yīng)用，尤其在泵類負(fù)載場(chǎng)合采用變頻控制節(jié)能效果顯著。本文以四方V560系列變頻器為例，介紹了注塑機(jī)行業(yè)的一種變頻控制應(yīng)用方案。
一、工藝介紹
普通注塑機(jī)通常采用液壓傳動(dòng)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要包括注射裝置、開合模裝置、液壓傳動(dòng)裝置和電氣控制裝置等。
圖1
注塑機(jī)成型工藝是一個(gè)按照預(yù)定周期動(dòng)作的過程，即以合模－鎖模－射嘴前進(jìn)－射膠－保壓－冷卻－預(yù)塑－射臺(tái)后退－開模－取出制品等加工工序達(dá)到某件產(chǎn)品成型。
普通注塑工藝中的損耗主要來自于以下幾點(diǎn)：
1．溢流損耗。隨產(chǎn)品及加工工序不同，各工序所需液壓、流量、壓力不同。所以對(duì)于油泵馬達(dá)而言，注塑機(jī)注塑過程中的負(fù)載是處于變化狀態(tài)的。而泵的流量是按照所需的最大流量來設(shè)計(jì)的，油泵工作時(shí)以恒定的轉(zhuǎn)速提供的液壓流量，當(dāng)注塑機(jī)所需的流量小于最大流量時(shí)，多余的液壓將通過溢流閥回流，這一部分能量就損耗掉了。
2．節(jié)流損耗。當(dāng)液壓油流經(jīng)閥的節(jié)流口時(shí)會(huì)有一定的壓降，這就是節(jié)流損耗。由于方向閥的節(jié)流面積比較大，所以大部分的節(jié)流損耗發(fā)生在比例閥上。同時(shí)由于液壓長(zhǎng)期全速循環(huán)流動(dòng)與液壓件機(jī)械劇烈磨擦，造成油溫過高，噪音過大，機(jī)械壽命縮短等不良現(xiàn)象。
3．設(shè)計(jì)余量損耗。通常在設(shè)計(jì)中，一般會(huì)考慮到共用性，設(shè)計(jì)時(shí)以最大容量為基礎(chǔ)，因此用戶油泵電機(jī)設(shè)計(jì)的容量比實(shí)際需要高出很多，存在“大馬拉小車”的現(xiàn)象，造成電能的大量浪費(fèi)。
二、控制方案
針對(duì)注塑機(jī)的成型工序及工藝特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了四方V560系列變頻器搭載專用擴(kuò)展卡的方案，系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示，具體如下：
1．專用擴(kuò)展卡集成四路模擬量輸入通道，兩路電壓型，兩路電流型，為不同類型的流量及壓力指令提供輸入接口；
2．集成多段速控制，可與流量、壓力設(shè)定信號(hào)疊加后再給定變頻器的運(yùn)行頻率；
3．可設(shè)置底流，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度及穩(wěn)定性。
圖2
三、系統(tǒng)接線及主要參數(shù)設(shè)定
系統(tǒng)接線圖如圖3所示：
圖3
主要設(shè)定參數(shù)
四、方案優(yōu)勢(shì)：
1．具有注塑機(jī)專用的運(yùn)行頻率給定通道，加減速時(shí)間短，系統(tǒng)響應(yīng)迅速；
2．系統(tǒng)電流抑制能力強(qiáng)，有效避免過流等故障的出現(xiàn)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定；
3．多段速與流量、壓力指令疊加的功能便于實(shí)現(xiàn)不同工序?qū)\(yùn)行頻率的要求；
4．注塑機(jī)液壓油溫升明顯降低，有效延長(zhǎng)了液壓油的使用壽命；
5．系統(tǒng)節(jié)能效果顯著，普遍可達(dá)20%～50%。
結(jié)束語
本文介紹了一種基于四方V560變頻器的注塑機(jī)驅(qū)動(dòng)方案，該方案具有加減速時(shí)間短、系統(tǒng)響應(yīng)迅速、系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)，系統(tǒng)技能效果顯著，注塑機(jī)液壓油溫升明顯降低，有效延長(zhǎng)了液壓油的使用壽命。目前已成功地應(yīng)用于多個(gè)注塑機(jī)節(jié)能改造現(xiàn)場(chǎng)。