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日志

 
 

注塑机电效系统介绍  

2008-11-22 08:49:03|  分类: C节能知识 |  标签: |举报 |字号 订阅

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设计原理

     注塑机工件一次注塑成型的过程一般分为锁模、射胶、熔胶、保压、冷却、开模、顶针等几个工序。其各个工序阶段需要不同的压力和流量,而且变化很大,也就是说被加工的工件不都是在最大压力或流量下工作的,其实际所需油泵输出功率是变化的,有相当部分时间处于待机状态,油泵电机空转,而在注塑机传统设计上是以最大容量为基础,故油泵电机常常是处于大马拉小车状态。

     注塑机在实际工作中,各工序压力和流量是靠压力比例阀和流量比例阀来调节,通过调整压力或流量比例阀的开启度来控制压力和流量大小,这样造成大量的能源消耗在挡板、阀门上,同时油泵电机一直在恒速运转,各工序中油泵的输出功率并没有多大变化,所以在注塑机运行过程中电能浪费相当严重,损失可高达20%~50%。如果能实现注塑机的动力系统根据注塑成型过程的不同工序,自动调节油泵转速以匹配适合负载的流量和压力,这样设备的能耗将大大下降。

      针对注塑机的工作状态,采用普通节能器开环控制是难以达到最理想的节电效果的,PowerLogix-J注塑机电效系统可以实现最经济的控制目标。它能与注塑机控制系统融为一体,组成一个流量、压力闭环自动控制系统,根据注塑机所发送的流量、压力信号的强弱而对油泵电机转速进行自动调整,从而控制油泵的流量、压力,使定量泵成为节能型的变量泵。当工况需要大流量、大压力量,电机就全速运转;当工况需在小流量、小压力时,电机就减速运转;不需要流量、压力时,电机就停止运转。这样不仅提高了电机的效率,而且节省了被浪费的电能。

      1、功率匹配----对泵进行改造,动态智能调节油泵功率的输出

      宝利佳注塑机电效系统采用闭环控制,根据注塑机工作过程中的流量和压力信号,动态调节油泵转速和输出功率,使油泵的输出转矩与负荷需求精确匹配,避免低负荷时的过大功率输出浪费,从而达到节能的目的。

       泵是一种平方转矩负载,其转速N与流量及扬程H及泵的轴功率P的关系如下所示:

       Q1/Q2=N1/N2            H1/H2=(N1/N2)²        

       P1/P2=(N1/N2)³

       可见泵的轴功率与其转速的立方成正比,只要改变转速N,其流量成比例变化,而其功率P则以立方的大小迅速变化,当转速降为原来的一半时,则轴功率只仅为正常(额定)功率的八分之一。

       2、实现无节流能量损失——改变调节方式,将回流式调节变为容积式调节

       传统的比例阀控制的定量泵系统是采用回流调节方式,无论系统处于流量控制还是压力控制状态,油泵的输出流量都不会改变,仅通过改变比例阀的阀门开度调整压力,多余的液压油将通过溢流阀平衡回流,此过程称高压节流,此过程会造成一定的能量损失,同时由于液压油长期全速循环流动与液压件机械剧烈磨擦,造成油温升高和机械寿命缩短等不良现象。

      宝利佳注塑机电效系统根据注塑成型和工艺特点和要求,在注塑成型各个工序阶段,改变油泵的输出功率,把传统的定量泵改变成变量泵,使通过溢流阀的回流流量降到最少,无高压节流能量损失,同时也可相对地降低了油温和油泵噪音。

       3、功率因数自动补偿

       在传统的供电系统中,大量的电机负载造成COSØ降低,而增加了回路的线损和发热量。根据电工学原理:S=SQRTP2+Q2----S为视在功率,

         P=S*COSØ    -----P为有功功率,COSØ为功率因数,

         Q=S*SINØ    -----Q为无功功率。

                        

         由以上公式可知;功率因数COSØ值越大,P值越大,在目前的定量泵注塑机中COSØ值一般在0.6—0.8之间,当使用注塑机电效系统进行控制后,其COSØ的值可达到0.96以上,这样线路的无功损耗也就大大的降低了。

       4、实现电机软启动

      宝利佳注塑机电效系统采用专业节能控制软件,可使油泵电机实现了平滑的软启动过程,消除了冲击电流对系统的影响,减少了机械冲击,降低了噪音,延长了设备的维修周期和使用寿命,对供电系统而言,也起到了增容的作用。

      技术特点:

      内置PID调节器和专用于注塑机的闭环控制系统,一体机结构。

      每秒10000次的采样速率,密切监测跟踪着负载变化

      空间矢量优化,电流谐波成分小,载波频率达16kHz,静音运行平稳、效率高。

      数控键盘、多接口输入方式、控制方式灵活、方便。

      电流限幅、过压失速、回升制动、转速追踪平滑再启动等功能。

      保护功能完善,发生短路、过流、过载、过压故障时,系统均能即时保护。

      高品质、低噪声,

     三大优势:

       卓越的控制性能:引进国外独特、先进的节能控制技术和电机控制芯片,每秒钟自动侦测电机工作状态过万次,适时控制电机运作状态;适时采集设备的能耗信号,控制电机动作经济模式,避免不必要的能耗;具有输出电压自动调整功能(VAR),非常适应中国电网。

  优良的品质:先进的表面贴装技术(SMT),设计精良,超薄超轻,全程品质保证管制。

  智能型故障诊断和保护功能:故障诊断显示和过压、欠压、过流、过热、过载、短路、断相、失速等保护功能;完善的电气互锁电路,减少人为因素的故障;后备的电源切换系统,可实现节能与旁路的自由切换。

 应用范围及应用案例分析:

 专用于各种类型注塑机的电效改造

 1、注塑机型号NC150    油泵15KW   生产喇叭盒

旁路状态有功功率曲线图               节电状态有功功率曲线图

 从有功功率曲线图,可以看出:

旁路状态:最大的有功功率(瞬间冲击功率)为21.8KW,最小的有功功率为3.14KW

平均有功功率为9KW 

 锁模射胶熔胶保压冷却开模顶针,注塑成型周期为:50S

节电状态:最大的有功功率(瞬间冲击功率)为17.9KW,最小的有功功率为0KW

平均有功功率为5.5KW

锁模射胶熔胶保压冷却开模顶针,注塑成型周期为:50.5S

结论:平均节电率为38%,对注塑成型周期影响不大。

节电效果直观对比图

2、注塑机型号CJ80NC   油泵7.5KW   生产接线盒

旁路状态有功功率和无功功率曲线图      

 节电状态有功功率和无功功率曲线图

 从有功功率曲线图,可以看出:

旁路状态:最大的(瞬间冲击功率)有功功率为12.6KW,无功功率为9.10KW

                   最小的有功功率为1.45KW ,无功功率为2.95KW

                   平均有功功率为4.02KW,平均无功功率为4.05KW

                 锁模射胶熔胶保压冷却开模顶针,注塑成型周期为:32.08S

              节电状态:最大的(瞬间冲击功率)有功功率为8.38KW,最大的无功功率为0.53KW

                  最小的有功功率为0.06KW,最小的无功功率为0KW

                  平均有功功率为2.12KW,平均无功功率为0.07KW

                  锁模射胶熔胶保压冷却开模顶针,注塑成型周期为:32.72S

                  结论:平均有功节电率为47%,无功节电率为98%,对注塑成型周期影响不大。

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