一、背景
注塑行业正面临着一个飞速发展的机遇,然而在注塑产品的成本的构成中,电费占了相当的比例,依据注塑机设备工艺的需求,传统的注塑机油泵马达耗电占整个设备耗电量比例高达80%-90%。随着能源问题日益受到重视,节约能源变得越来越重视。
注塑机的工艺过程一般分为合模、锁模、射胶、保压、熔胶、冷却、松模、开模、取出等几个阶段,各个阶段需要不同的压力和流量。对于油泵马达而言,注塑过程的负载总是处于变化状态,在定量泵的液压系统中,油泵马达以恒定的转速提供恒定的流量,多余的液压油通过溢流阀回流,此过程称为高压节流,据统计由高压节流造成的能量损失高达36%-68%。
目前主要的节能技术为伺服节能技术和变频节能技术,但由于伺服节能不管在改造后的设备稳定性、产成品的精度上、提高生产率上以及节能效率上,都较其它改造方式更具改造优势,所以近年来伺服节能改造已成为了大功率电机节能改造的首选。以下是根据贵司的注塑机设备情况,进行伺服节能改造的分析方案。
二、伺服技术节能方案分析
1、伺服系统构成:
单泵控制系统:
多泵控制系统:
可驱动25毫升/转-125毫升/转油泵,提供50升/分-250升/分的流量
伺服机节能曲线
1.普通定量泵机由于油泵排量为固定的,而且油泵排量设计为最大值,机台工作时大部份液压油经溢流阀泄掉,从而造成大量的能源浪费。
2.经伺服改造后,伺服控制器和伺服电机工作时,其压力响应时间仅为0.1秒,流量响应时间仅为0.03秒,生产的产品更加精密,机台工作更稳定,不良率大大降低。
3.由于采用压力电流双闭环反馈控制,机台工作时需要多大的压力和流量,伺服系统就提供多大的压力和流量,而伺服电机的电流也会随着系统的需求而变换,工作时没有了能量空耗。
4.当塑机冷却、取货、转模等工况无动作时,电机停止转动,不产生电流,系统不消耗任何能量。
3、注塑机安装油电伺服节能器的优点
1.有以下几大优点:
1、节能
采用伺服系统的注塑机,系统压力、流量双闭环,液压系统按照实际需要的流量和压力来供油,克服了普通定量泵系统高压溢流产生的高能耗,在预塑、合模、射胶等高流量工作阶段电机按照设定的转速工作,在保压、冷却等低流量工作阶段降低了电机转速,油泵电机实际能耗降低40%--80%。
2、响应迅速,生产效率高
伺服系统响应速度快,压力上升时间和流量上升时间快至30ms,提高了液压系统的响应速度,减少了动作转换时间,加快了整机的运行节拍;注塑机液压系统自动运行时,当有阀门打开时,系统压力会瞬间下降,伺服系统可以在30ms以内迅速补充油量,恢复压力至设定值。
3、压力稳定精密
伺服系统调节能力强,压力闭环控制模式使系统压力非常稳定,压力波动量低于±0.5bar,提高了塑料产品的成型质量;伺服系统还可以按照电脑设定的任意压力、流量曲线运行,为开发各种塑料产品的成型工艺创造了条件。
4、重复精度高、省料
伺服系统采用闭环转速控制,射台运动位置重复精度高,生产出的产品精度高,一致性好;克服了普通异步电机定量泵系统由于电网电压、频率等变化会带来转速变化,进而引起流量变化,使注塑产品成品率降低的缺点。
5、油温温升低
注塑机工作由开机至进入稳态油温上升8℃-10℃,室温35℃下无需冷却水,冷却器的用量也大为减少,延长了整机特别是液压油、液压易损件(如油封)的寿命。
6、噪声低
液压系统的噪声在65dB以内,改善了操作机器的现场环境。