四方變頻器在注塑機上的應用

引言

       近幾年塑料行業發展越來越迅速，其中注塑行業也正迎來一個飛速發展的機遇。但同時行業內的競爭也日漸激烈，各廠家除了重視產品質量和品牌外，也越來越重視生產成本的控制。從注塑機工藝過程知道，在注塑成型產品成本中，電能消耗成本占了很大的比例，因而能否有效減少電能損耗，受到了各注塑機廠家和用戶的關注。隨著變頻調速技術的推廣，變頻調速在傳動控制和節能領域已日漸得到了廣泛應用，尤其在泵類負載場合采用變頻控制節能效果顯著。本文以四方V560系列變頻器為例，介紹了注塑機行業的一種變頻控制應用方案。
一、工藝介紹
       普通注塑機通常采用液壓傳動，其結構如圖1所示，主要包括注射裝置、開合模裝置、液壓傳動裝置和電氣控制裝置等。

圖1

       注塑機成型工藝是一個按照預定周期動作的過程，即以合模－鎖模－射嘴前進－射膠－保壓－冷卻－預塑－射臺后退－開模－取出制品等加工工序達到某件產品成型。
       普通注塑工藝中的損耗主要來自于以下幾點：
       1．溢流損耗。隨產品及加工工序不同，各工序所需液壓、流量、壓力不同。所以對于油泵馬達而言，注塑機注塑過程中的負載是處于變化狀態的。而泵的流量是按照所需的最大流量來設計的，油泵工作時以恒定的轉速提供的液壓流量，當注塑機所需的流量小于最大流量時，多余的液壓將通過溢流閥回流，這一部分能量就損耗掉了。
        2．節流損耗。當液壓油流經閥的節流口時會有一定的壓降，這就是節流損耗。由于方向閥的節流面積比較大，所以大部分的節流損耗發生在比例閥上。同時由于液壓長期全速循環流動與液壓件機械劇烈磨擦，造成油溫過高，噪音過大，機械壽命縮短等不良現象。
        3．設計余量損耗。通常在設計中，一般會考慮到共用性，設計時以最大容量為基礎，因此用戶油泵電機設計的容量比實際需要高出很多，存在“大馬拉小車”的現象，造成電能的大量浪費。
二、控制方案
        針對注塑機的成型工序及工藝特點，設計了四方V560系列變頻器搭載專用擴展卡的方案，系統構成如圖1所示，具體如下：
       1．專用擴展卡集成四路模擬量輸入通道，兩路電壓型，兩路電流型，為不同類型的流量及壓力指令提供輸入接口；
       2．集成多段速控制，可與流量、壓力設定信號疊加后再給定變頻器的運行頻率；
       3．可設置底流，提高系統的響應速度及穩定性。

三、系統接線及主要參數設定
系統接線圖如圖3所示：

    主要設定參數
四、方案優勢：
1．具有注塑機專用的運行頻率給定通道，加減速時間短，系統響應迅速；
2．系統電流抑制能力強，有效避免過流等故障的出現，系統運行穩定；
3．多段速與流量、壓力指令疊加的功能便于實現不同工序對運行頻率的要求；
4．注塑機液壓油溫升明顯降低，有效延長了液壓油的使用壽命；
5．系統節能效果顯著，普遍可達20%～50%。

結束語
本文介紹了一種基于四方V560變頻器的注塑機驅動方案，該方案具有加減速時間短、系統響應迅速、系統運行穩定的優勢，系統技能效果顯著，注塑機液壓油溫升明顯降低，有效延長了液壓油的使用壽命。目前已成功地應用于多個注塑機節能改造現場。