基于台达VFDG变频器的注塑机专用驱动系统造粒机
发布时间:2022-07-28 23:34:01 来源:亚适五金网
基于台达VFD-G变频器的注塑机专用驱动系统
基于台达VFD-G变频器的注塑机专用驱动系统 2011年12月03日 来源: 摘要:台达VFD-G注塑机专用变频器通过注塑机控制器提供工艺同步运行讯号,改变电机转速来改变油泵的输出流量,在满足注塑机在各个工作阶段所需速度的前提下,降低液压系统回流,使原有定量泵成为节电型变量泵,节能效率高达20~60%;并具有操作简便、控制速度准确稳定等特点。关键词:台达 VFD-G 注塑机 节能 1 引言近年的中国注塑机行业在市场经济的驱动下取得了长足的发展。根据有关研究资料显示,到2010年,全球对塑料机械设备的需求额将以每年3.5%的速度递增,注塑机需求量约占38%。面对巨大的市场,注塑机设备的升级换代也越来越快。随着世界各国在环保,如能耗、噪音、泄漏等控制方面日益严格的要求,设计与制造新一代“节能型”注塑机,就成为迫切需要关注和解决的问题。液压传动是注塑机最常用的传动方式。液压传动注塑机是一种典型的周期性变化负荷设备,各个工艺阶段所需的工作压力和流量各不相同,液压系统的负荷变化很大,对于传统的电动定量泵液压系统,依靠流量阀和压力阀调节不同工序阶段的流量和压力。由于定量泵不可调节输出功率,因此多余的能量只能在挡板、油路泄 漏、油的温升中消耗掉,因此在造成大量的能量浪费的同时,还加剧了各种阀门的磨损,造成油温过高,电机噪音过大,机械寿命缩短等现象。并且通常在设计中,定量油泵电机设计容量大马来小车的配置进一步造成电能浪费。因此改进注塑机液压系统驱动技术,对于减少能源浪费和降低注塑制品成本具有普遍意义。2 注塑工艺原理 注塑机液压传动装置主要由油泵、液压控制阀、压力电磁比例阀、流量电磁比例阀、各种不同的动作油缸、油泵电机及其它液压附件和管道组成。电动定量油泵机组将电动机所输入的机械能转变为压力能,然后向液压系统的液压元件输送具有一定压力和流量的液压油,满足液压执行机构驱动负载所需能量的要求。注塑机主要用于热塑性塑胶的成型加工。注塑机成型流程是一个按照预定的周期性动作过程,一个完整的生产周期主要包括合模、锁模、射胶、保压、熔胶、冷却、开模、顶出制品几个阶段,以此次测试之时序,即以合模射座进射胶加料冷却射座退开模顶针等程式达到产品成型。如图一所示为注塑机成型流程的电流输出波形。注塑机通常采用液压传动,其结构包含注射装置、开合模装置、液压传动装置和电气控制装置。电气控制装置的作用是保证注塑机的压力、速度、温度、时间、位置和动作程式参数等工艺准确有效地工作,在每个工作阶段均能符合工艺要求。注塑机合模→射座进→射胶→加料→冷却→射座退→开模→顶出的工艺参数同步工艺要求案例如图1所示。
图1 注塑机工序图
3 注塑机专用变频器解决方案3.1 台达VFD-G注塑机机专用变频器台达VFD-G设计机专用变频器。台达VFD-G变频器属于客制化塑机专用变频器,专用于注塑机、挤塑机、吹膜机、吹瓶机、空压机油压机等变负荷大过载驱动。台达VFD-G系列注塑机专用变频器规格特性包括:独特的过载能力:150%60秒n ;两路0-1A电流信号输入端子;两路模拟量输出信号n ;可分段增益设定n; 内建PID反馈功能;两个模拟量信号可作加减乘 取最大值运算;注塑机专用功能n;节能运转,及用电量记录等。 3.2 台达注塑机变频驱动原理设计台达VFD-G变频器利用注塑机原有流量与压力控制信号,将注塑机原有定量泵改为节电型变量泵的电气控制装置。通过注塑机控制器提供工艺同步运行讯号,利用变频原理改变电机转速来改变油泵的输出流量,在满足注塑机在各个工作阶段所需速度的前提下,降低液压系统回流,使原有定量泵成为节电型变量泵,节能效率高达20~60%;并具有操作简便、控制速度准确稳定等特点;软性启动装置,减轻开锁模震动,避免设备冲击及磨损,延长设备使用寿命;以及能减轻电机噪音等效应,适用于各种功率,型号的注塑机种。根据注塑机的工作要求,利用注塑机上位机(例如电脑或PLC)的同步控制信号及电气控制,送出类比信号(0-10VDC的类比电压信号),直接加在台达VFD-FG变频器变频器的输入端,从而改变变频器的输出频率,即改变油泵电机的转速,来改变油泵电机的输出流量,满足注塑机在各个工序中所需的油压大小和流量速度,将传统的定量泵转变为变数泵,注塑机变频控制系统方块图如图2所示。
图2 注塑机变频控制系统方块图
3.3 电气原理设计(图3)
图3 注塑机变频驱动电气原理
3.4变频器参数设计(1)VFD-G变频器参数设置如表1所示。
表1 VFD-G变频器参数设计
(2)VFD-G系列VFD300FA3A-G变频器参数设定范例(马达型号:东元,30HP/6P/380/50Hz/47.1A,EFF:92.0%,P.F.=78.5%,98rpm)如表2所示。
表2 VFD300FA3A-G参数设定
(3)定量泵——变量泵运行实验结果如表3所示。
表3 定量泵——变量泵运行实验结果
4 结束语台达伺服型塑机专用变频器配合交流伺服电机,配备旋转编码器和压力传感器分别对流量和压力进行采集,通过改变伺服电机转速和转矩实现了流量和压力的闭环控制。经多家注塑机厂家试用,配备台达伺服型塑机专用控制器的注塑机表现出了优异的性能,除同比传统注塑机节能率可达20%-60%和精度大大得到提高外,其伺服电机能快速响应,压力从0至175KG仅需40ms,而且液压油油温低,免去冷却的需要,也降低了车间的温度。台达伺服型塑机专用控制器的成功推广,为注塑机厂商在以追求节能、精密、环保、高速的产品质量上得到了明显的经济技术效益。(end)
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