Как выбрать систему питания термопластавтомата (часть 1)

Электрический заряд является самой большой статьей затрат на обработку изделий для литья под давлением, за исключением сырья.Для большинства машин для литья под давлением электрическая энергия сначала преобразуется в кинетическую энергию с помощью двигателя, а затем в гидравлическую энергию с помощью масляного насоса, который управляет каждым действием в цикле литья под давлением для завершения процесса литья под давлением.Все мы знаем закон «сохранения энергии».Энергия не будет увеличиваться или уменьшаться в процессе перехода из одной формы в другую, но на самом деле в процессе преобразования происходит потеря энергии, потому что процесс преобразования производит «бесполезную» выходную энергию, такую ​​как тепловая энергия.Суть энергосбережения заключается в уменьшении «бесполезной» выходной энергии.

Насос постоянной производительности с асинхронным двигателем

Традиционные машины для литья под давлением приводятся в действие асинхронными двигателями (типа с короткозамкнутым ротором).Асинхронный двигатель с постоянной скоростью преобразует электрическую энергию в кинетическую энергию.«Полезная» выходная кинетическая энергия составляет всего около 90% входной электрической энергии (при полной нагрузке), а остальная часть становится тепловой энергией.Следовательно, двигатель будет иметь собственный вентилятор для отвода тепловой энергии.

С одной стороны, асинхронный двигатель приводит в действие насос постоянной производительности, обеспечивая постоянный расход;С другой стороны, каждое действие в цикле литья под давлением, такое как открытие и закрытие формы, выброс и т. д., имеет разные требования к потоку, и поток, который не используется, будет течь обратно в масляный бак под текущим заданным давлением. .Чем медленнее действие или чем выше заданное давление, тем больше энергии будет возвращаться в масляный бак и тем больше энергии будет потрачено впустую.Потраченная энергия станет тепловой энергией, которая повысит температуру масла.Поэтому, вообще говоря, когда скорость действия дальше от полной скорости, больше время и больше давление, потенциальная экономия энергии будет больше.

Насос переменной производительности асинхронного двигателя

Из вышеизложенного видно, что ключом к сохранению энергии является изменение потока.Насос переменной производительности может обеспечивать подачу от нуля до максимальной, что обеспечивается при постоянной скорости вращения асинхронного двигателя.Наиболее часто используемые насосы с переменным рабочим объемом имеют конструкцию с осевым плунжером с наклонной шайбой.Это хорошая привычка выключать свет, выходя из дома.Когда переключатель света и темноты широко используется, мы можем работать и отдыхать в темноте, но при достаточном освещении, чтобы экономить энергию.Насос переменной производительности подобен светло-темному выключателю.Есть также два устройства, которые могут уменьшить расход: преобразователь частоты и серводвигатель.

Масляный насос преобразователя частоты асинхронного двигателя

Преобразователь частоты изменяет частоту переменного тока, так что скорость асинхронного двигателя изменяется в пределах 10-100%.При насосе постоянной производительности объем масла изменяется в пределах 10-100%.

Однако преобразователь частоты представляет собой сильноточное электронное оборудование, которое также потребляет электроэнергию, и его энергосберегающий эффект уступает эффекту насоса с регулируемым рабочим объемом.Кроме того, асинхронный двигатель рассчитан на постоянную скорость без учета оптимизации инерции ротора.Если на каждое ускорение и торможение ротора требуется 0,1 секунды, то не менее чем на 20 изменений скорости в цикле требуется 2 секунды.Как правило, пользователи обнаружат, что использование преобразователя частоты снижает производительность.Наконец, большинство насосов постоянного рабочего объема являются лопастными.При уменьшении скорости уменьшается и центробежная сила.Поэтому при малом расходе увеличивается внутренняя утечка и снижается эффективность масляного насоса.

Поэтому при ремонте и усовершенствовании литьевой машины целесообразнее использовать преобразователь частоты и подключать его к асинхронному двигателю.Поскольку это включает только замену электрического провода, это занимает меньше времени и намного проще, чем замена насоса постоянной производительности на насос переменной производительности.Кроме того, это успешное приложение для изменения скорости вращения шнека экструдера с помощью преобразователя частоты.Поскольку экструдер не работает периодически, ему не нужно часто ускоряться или замедляться, а его шнек приводится в действие редуктором, поэтому масляный насос не используется.

Масляный насос серводвигателя

Серводвигатель может оптимизировать ускорение и замедление.В его роторе используется малый диаметр для уменьшения инерции, а затем используется длинный ротор для восстановления потерянного крутящего момента.Конечно, инерция также увеличивается с длиной ротора, но только линейно.По внешнему виду серводвигателя также видно, что его диаметр небольшой, а длина большая.Серводвигателю требуется всего 0,05 секунды, чтобы изменить скорость от 0 до 2000 об/мин.Поэтому для привода масляного насоса используется серводвигатель с регулируемой скоростью, что снижает производительность только тогда, когда цикл составляет менее 5 секунд.Постоянный магнит используется для создания магнитного поля ротора, что также позволяет избежать потерь в меди и в железе ротора.

Регулируемая скорость серводвигателя реализуется контроллером по принципу преобразования частоты.Переменный ток частотой 50 Гц или 60 Гц будет преобразован в переменный ток необходимой частоты после выпрямления для привода серводвигателя.Поэтому, пока напряжение подходит в областях с разными частотами, это не повлияет.Это отличается от асинхронного двигателя.Скорость вращения асинхронного двигателя при частоте 60 Гц на 20% выше, чем при частоте 50 Гц.Контроллер также имеет обратную связь по давлению и скорости, а также ПИД-регулирование подъема и падения давления и расхода.

Серводвигатель ничем не отличается от генератора.Какую функцию играть, зависит от того, как ею управлять.Если подается трехфазное питание, это двигатель;Если мощность подается для вращения его главного вала, это генератор.Когда серводвигатель тормозится (например, когда пресс-форма открывается и останавливается), он становится генератором.Инерция (кинетическая энергия) движущегося шаблона и движущегося шаблона приводит в действие цилиндр блокировки пресс-формы, а затем приводит в действие масляный насос (в это время масляный насос становится масляным двигателем), который приводит в движение главный вал «генератора». для генерации напряжения.Пройдя тормозное сопротивление, она становится токовой, а затем становится тепловой энергией, которая распространяется в атмосфере.Хотя эта энергия не восстанавливается, она также служит для быстрого и точного торможения.

Шестеренчатый насос или плунжерный насос

Существует два типа масляных насосов, используемых с серводвигателями, а именно, количественный шестеренчатый насос и регулируемый плунжерный насос.Насос постоянного рабочего объема для литьевых машин в основном представляет собой лопастной насос.Центробежная сила лопастного насоса уменьшается на низкой скорости, а внутренняя утечка увеличивается, поэтому он не подходит для серводвигателя с регулируемой скоростью.

Объемный КПД шестеренчатого насоса ниже 90%, конструкция относительно проста, стоимость невысока, уровень шума невелик, устойчивость к загрязнению маслом велика.Объемный КПД плунжерного насоса составляет около 95%, конструкция точна, устойчивость к загрязнению маслом невысока, а уровень шума велик.Тем не менее, его переменные характеристики могут быть использованы для уменьшения нагрузки крутящего момента на серводвигатель, уменьшения тока и нагрева, так что время удержания давления может быть больше.Это было использовано в конструкции двойного рабочего объема нефтяной исследовательской компании.

Поток, необходимый для поддержания давления и закрытия пресс-формы под высоким давлением, низкий, но давление высокое, что может преобразовать насос переменной производительности в насос малой производительности, уменьшая тепло, выделяемое большим током серводвигателя на низкой скорости.Эта функция доступна даже не для всех двигателей.Если двойное смещение не используется, поддержание давления и закрытие пресс-формы под высоким давлением превысят диапазон расхода давления исходного смещения, но все еще будут в пределах диапазона перегрузки, и могут использоваться для временного поддержания давления и закрытия пресс-формы под высоким давлением.Если метод блокировки пресс-формы использует машинный шарнир, закрытие пресс-формы под высоким давлением, естественно, недолговечно.Если сила блокировки пресс-формы прямого давления не блокируется односторонним клапаном, насос моторного масла должен работать непрерывно, чтобы поддерживать силу блокировки пресс-формы.Масляный насос с двойным рабочим объемом можно рассматривать как двухступенчатую трансмиссию автомобиля.Пониженная передача используется при медленном движении на подъеме.Хотя обороты двигателя не сильно уменьшились, движущая сила автомобиля улучшилась.