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PI9200E永磁無感同步變頻器在注塑機改造中的應(yīng)用

時間:2017-09-26 14:49:44來源:丁云飛 董建華

導(dǎo)語:?本文將對改造過的注塑機進行了詳細的介紹了,對注塑機的改造方案國產(chǎn),改造后的效果進行了詳細的說明。

一、概述

  注塑機、擠出機是塑膠行業(yè)的主要生產(chǎn)設(shè)備,同時也是主要的耗電設(shè)備,被人們稱為“電老虎”,其用電量占企業(yè)生產(chǎn)用電的80%左右。注塑機耗電大,一方面造成全社會電能的巨大浪費,另一方面造成企業(yè)生產(chǎn)成本居高不下,產(chǎn)品缺乏競爭優(yōu)勢,嚴(yán)重影響企業(yè)的經(jīng)濟效益。

  注塑機的工藝過程一般分為鎖模、射膠、熔膠、保壓、冷卻、開模等幾個階段,各個階段需要不同的工作壓力和流量。對于油泵馬達而言,注塑過程是處于變化的負載狀態(tài)。在定量泵的液壓系統(tǒng)中,油泵馬達始終以恒定的轉(zhuǎn)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)計高壓節(jié)流造成的能量損失高達25-60%。同時,由于液壓長期的全速循環(huán)流動,與液壓件、機械件的劇烈磨擦,造成油溫過高、噪音過大、機械壽命縮短的現(xiàn)象。

  在注塑機工序一個完整的過程中,各種型號的注塑機,它的工序過程是相同的,大致是五個工序過程(見圖1)。

  從圖1可知注塑機不同的工序過程中壓力和時間是這樣分布的:

  (1)送模具過程:壓力低,時間較短。

  (2)合模具過程:左右兩個模具相接直至完全閉合,壓力略高,時間不長。

  (3)保壓過程:送料至模腔,直到成型,固化。壓力較高,時間較長,約占一件產(chǎn)品制造時間的40—60%。

  (4)脫模具過程:加工成型,開啟模具,脫模,取出加工件。壓力略高,時間不長。

(5)退模具過程:加工件取出,模具后退原位,進行輔助工作后,待再次加工。壓力低,時間較短。

  對同一臺注塑機,加工不同的塑料件,其壓力(P)與時間(t)長短是各不相同的。由于加工件模具的復(fù)雜性,使用不同的塑料,一個加工件的總用料量,有否嵌件等有關(guān)。

二、PI9000改造方案過程簡述

  在注塑機永磁同步改造中,控制方案采用流量和壓力雙信號比較取大的方式,采取該控制方案能保證用戶更換產(chǎn)品模具時,再調(diào)節(jié)變頻器參數(shù)。而且控制信號與注塑機信號在電氣上完全隔離,不會對注塑機控制器產(chǎn)生干擾,影響產(chǎn)品質(zhì)量。

1、變頻器選型

  本次改造的注塑機所用油泵電機為14KW的永磁無感同步伺服電機,因此變頻器選用PI9230E015G3永磁同步無感矢量控制專用變頻器。為了滿足注塑工藝快速啟停的控制要求,必須選配合適的制動電阻。根據(jù)變頻器的制動電阻選型控制要求,配置40Ω/1500W制動電阻。

2、變頻器控制端子接線

  根據(jù)注塑機工序控制要求,變頻器控制端子使用到模擬量控制端子AI1,AI2,GND。數(shù)字量控制端子DI1,DI2,COM。繼電器輸出1端子TA1和TC1。

三、調(diào)試過程及參數(shù)設(shè)置

  確認變頻器的主回路與控制回路接線正確后,按照以下過程進行變頻器在注塑機上的應(yīng)用調(diào)試:

1、開始電機自學(xué)習(xí),具體步驟:

  1、PP-01=01恢復(fù)出廠參數(shù)

  2、P0-01=0選擇無感矢量控制

  3、根據(jù)電機銘牌正確設(shè)置電機參數(shù)

  P1-00=2電機類型為永磁同步電機

  P1-01=14電機額定功率

  P1-02=341電機額定電壓

  P1-03=28.2電機額定電流

  P1-04=113.33電機額定頻率

2、參數(shù)設(shè)置完成后對電機進行自學(xué)習(xí),P1-37=11

  調(diào)諧選擇:11帶載自學(xué)習(xí)(靜止自學(xué)習(xí))

  12空載自學(xué)習(xí)(選擇自學(xué)習(xí))

  帶載自學(xué)習(xí)只能獲得同步電機電阻,同步電機D軸電感,同步電機Q軸電感(P1-16到P1-19)無法獲取電機反電動勢(P1-20),具體大小可以公式計算得出或者查找說明書。

  公式:E=P/√3*I

  E為反電動勢,P為額定功率,I為電機額定電流

  空載自學(xué)習(xí)可以獲取P1-16到P1-20還可以獲取P2-13到P2-16。

3、自學(xué)習(xí)成功后進行機器調(diào)試

  最終的電機參數(shù)設(shè)置如下:

四、注塑機改造后的效果

1、節(jié)電效果明顯

  節(jié)電高達20~65%,設(shè)備運行6-10個月,可回收投資。

2、壓力穩(wěn)定、精密

  調(diào)節(jié)能力強,壓力閉環(huán)控制模式使系統(tǒng)壓力非常穩(wěn)定,實現(xiàn)高精度的精密控制??砂凑针娔X設(shè)定的任意壓力、流量曲線運行。

3、低噪音、弱振動

  由于伺服系統(tǒng)是矢量控制啟動,伺服電機運行非常平穩(wěn),運行期間只有很小的振動感,噪音極低,保證設(shè)備運行的可靠性。。

4、使用方便

  提供壓力和流量的雙閉環(huán)控制,雙路模擬量輸出的電腦進行聯(lián)機,安裝調(diào)試極為方便。普通技術(shù)人員通過數(shù)字面板即可迅速調(diào)好參數(shù),也可用數(shù)字接口批量寫入適配參數(shù)。

5、減輕電機軸承、油泵葉片等運動部件的磨損程度,延長其使用壽命。

6、多重保護:對電機具有過壓、欠壓、過載、過流、缺相等保護功能。

圖1電機銘牌

圖2變頻器現(xiàn)場應(yīng)用圖片

圖3成品圖片。

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