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1、l02工程塑料應用2011年，第39卷，第3期變頻技術和變量泵在注塑機節(jié)能方面的應用研究馮剛江平(浙江工業(yè)職業(yè)技術學院，紹興312000)(舟山職業(yè)技術學校，舟山316000)摘要介紹了變頻液壓技術和比例變量泵技術兩種注塑機節(jié)能方式的特點和應用情況，并論述了注塑機節(jié)能技術的發(fā)展趨向。關鍵詞注塑機節(jié)能變頻變量泵在塑料加工企業(yè)中，注塑機是應用面最廣、耗能較多的就這兩種常用方法的特點和應用情況進行闡述。生產(chǎn)設備。注塑機的能耗主要體現(xiàn)在電能消耗方面，按具體1變頻液壓技術在注塑機節(jié)能方面的使用設備來劃分，大致可分為液壓系統(tǒng)油泵的
2、電能消耗、加熱器1．1變頻調速節(jié)能裝置的結構及工作原理的電能消耗、循環(huán)冷卻水泵的電能消耗。其中，液壓油泵電整個變頻控制裝置如圖3所示，主CPU采用帶有三相機的用電量占整個注塑機用電量的70％以上，降低其耗電PWM波形驅動輸出的Inte187C196MH單片機，通過對上位量是節(jié)能的關鍵J。機設定的參數(shù)、工藝流程的信號、當前電機運行電流和頻率我國現(xiàn)有的99％的注塑機采用液壓傳動力和電液比例的信號來控制CPU輸出三相變頻變壓的SP—WM波形，該控制技術，安裝定量泵的液壓系統(tǒng)。注塑機的工作周期和功SPWM波形最終達到了控制大功
3、率集成IGBT模塊IPM的率消耗情況分別如圖1和圖2所示J。從圖1和圖2可知，開關，驅動三相異步電機，進行電機調速的目的。在注塑過程中注塑機的大部分工作時間是在部分負載區(qū)和待機時問。在定量泵的液壓系統(tǒng)中，油泵馬達以恒定的轉速提供恒定的流量，多余的液壓油通過溢流閥回流，此過程稱為高壓節(jié)流。據(jù)統(tǒng)計由高壓節(jié)流造成的能量損失高達36％一68％波形輸出圖3變頻控制裝置結構圖圖1注塑機的工作周期變頻液壓技術的節(jié)能原理是通過變頻器對電機進行轉速調節(jié)，實現(xiàn)注塑機液壓系統(tǒng)工作流量的實時控制，使液壓泵僅輸出注塑工藝要求的流量。采用變頻器控
4、制液壓泵的工作流量，可在不改變液壓回路阻力的情況下，通過對流量褂雷的調節(jié)來達到對工作壓力的調節(jié)，并可大量減少各種減壓閥的使用。在注塑機液壓系統(tǒng)中，液壓泵流量與電機轉速的關系為：時I司0=nq(1)圖2注塑周期中功率消耗情況式中：p——液壓泵的流量；可見，在注塑機的一個工作循環(huán)中，流量變化非常大，存n——電機轉速；在很大的溢流損失，有著很大的節(jié)能潛力。液壓系統(tǒng)溢流損q——液壓泵的排量。失的節(jié)能有效方法是采用泵控調速系統(tǒng)實現(xiàn)流量適應。通其中電機轉速為：常有以下兩種方法：第一，用比例變量泵供油，根據(jù)系統(tǒng)要求n=60f／p(2
5、)調節(jié)泵的排量來獲得所需要的流量，這是液壓系統(tǒng)的常用方式中電源頻率；法。第二，用變頻器驅動普通三相異步電機，電機帶動定量P_磁極對數(shù)。泵，通過調節(jié)電機的轉速來改變泵輸出的流量，實現(xiàn)容積調速達到流量適應，從而基本達到無溢流損耗的目的I4J。現(xiàn)收稿13期：2010．12—16馮剛，等：變頻技術和變量泵在注塑機節(jié)能方面的應用研究103將式(1)、(2)結合，可得到：LQ=60fq／p=kf(3)式中：——比例系數(shù)，k=60q／p。c對于每一個確定的流量，按式(3)可以得到一個與之對}應的頻率：Ulf=Q／k(4)圖6脈沖寬度
6、調制變頻調速按照式(4)，就可以將每一工藝階段的流量轉換為對應漏量。的頻率，這樣就從理論上解決了頻率確定的問題。對于液壓1．4國內外注塑機變頻節(jié)能的研究現(xiàn)狀泵而言，流量和轉速的關系以及軸功率和轉速的關系可以表在國內，變頻液壓技術主要用于對原有注塑機液壓系統(tǒng)示為L5J：進行改造。現(xiàn)已有許多變頻器廠家研制生產(chǎn)出注塑機專用Qcc，P。c(5)節(jié)能變頻器，降低了原有注塑機的能耗。1．2變頻調速的類型']‘歐美各大注塑機生產(chǎn)廠家以及一些大學等科研機構已(1)電壓型變頻調速開始研制和生產(chǎn)采用變頻液壓技術的電液復合式注塑機，如該方式
7、如圖4所示，整流輸出經(jīng)電感電容濾波后，具有在歐盟“Brite—EuRam”計劃中列有電液注塑機研究項目，對恒壓源特性，逆變器具有反饋二極管，是一種方波電壓逆變變頻驅動這種新原理在注塑機中的應用進行研制和試驗。器，變頻器對三相交流異步電機提供可調的電壓與頻率成比試驗結果表明，在一個工作循環(huán)內，采用變頻驅動的電液注例的交流電源。這種方法若不設置與整流器反響并聯(lián)的再塑機的總效率可達52％，而普通液壓驅動的注塑機的總效生逆變器，則不能實現(xiàn)再生制動。電壓型變頻器一般在單方率不足25％。向運轉，不要求在快速調節(jié)及多臺電動機協(xié)調運行
8、等場合使2比例變量泵技術在注塑機節(jié)能方面的使用用2．1比例變量泵的系統(tǒng)構成L——圖7是應用了比例變量泵系統(tǒng)的注塑機的液壓原理圖，廠_，Z一這一系統(tǒng)改變了常規(guī)的比例控制方法，由定量泵+PQ比例／f?}一一閥系統(tǒng)轉變?yōu)楸壤兞勘孟到y(tǒng)，其核心的控制元件采用了兼／／／一__一一具比例壓力、比例流量、負載壓力反饋等多種復合控制功能廠7一的負
