注塑機(jī)伺服電機(jī)節(jié)能問題
圖1 異步電機(jī)及風(fēng)扇本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/162986.htm
圖2 鼠籠(顯示銅枝及三片矽鋼片)
圖3 轉(zhuǎn)子及定子的矽鋼片及轉(zhuǎn)子
異步電機(jī)都能短暫過載達(dá)兩倍。過載時(shí),電流增加,故發(fā)熱也增加。在沒有過載保護(hù)之下,線圈會(huì)燒毀。
油泵: 油泵將旋轉(zhuǎn)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為液能(壓力及流量)。油泵內(nèi)的摩擦力會(huì)降低輸出壓力。油泵的內(nèi)漏會(huì)降低輸出流量。故輸出的(有用)液能是比輸入的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能低,而無用的熱能便跑到壓力油去,使其升溫,是注塑機(jī)為何要安裝壓力油冷卻器的原因之一。
油馬達(dá)、油缸:油馬達(dá)及油缸分別將液能轉(zhuǎn)回旋轉(zhuǎn)動(dòng)能及線形動(dòng)能,來驅(qū)動(dòng)如螺桿的塑化及注射動(dòng)作。如油泵一樣,轉(zhuǎn)換過程中產(chǎn)生了熱量,提高了油溫。
油管: 壓力油在油管內(nèi)流動(dòng),在管接頭處轉(zhuǎn)彎,都會(huì)與管壁及自相摩擦而降低了壓力,產(chǎn)生了熱能。廉價(jià)的注塑機(jī)都會(huì)用小的管徑來降低成本,但必然便提高了油在管內(nèi)的流速,摩擦的損失增加,油溫便升得更高,便浪費(fèi)更多的能量。
定量泵為何耗能?
用恒定轉(zhuǎn)速的異步電機(jī)來帶動(dòng)定量泵,油泵是輸出恒定的流量的,但注塑周期中的各個(gè)動(dòng)作,如開合模、頂出、塑化、注射及保壓,甚至待機(jī)狀態(tài)對(duì)流量的要求都不同。動(dòng)作用不著的流量便在當(dāng)時(shí)的設(shè)定壓力下流回油箱。所需動(dòng)作越慢,流回油箱的量越多,浪費(fèi)的能量便越多。同樣,設(shè)定的壓力越大,流回油箱的浪費(fèi)便越大。浪費(fèi)了的能量都變?yōu)闊崮?,將油溫提高?
在注塑周期中,保壓所需的油量很低,因螺桿前行的速度只需要足夠填補(bǔ)成品冷卻時(shí)的收縮量,估計(jì)不會(huì)超過油泵流量的5%,那油泵95%以上的流量便在保壓壓力下流回油箱。成品壁厚越大,保壓時(shí)間便越長,浪費(fèi)的能量便越多。從另一角度看,可以節(jié)能的幅度便越大,或節(jié)能的額外投資的回本期越短。
一般來講,當(dāng)動(dòng)作的速度離全速越遠(yuǎn)、動(dòng)作的時(shí)間越長、壓力越大,潛在節(jié)能的幅度便越大。
變量泵如何變量?
從以上得知,節(jié)能的鑰匙在于能夠改變流量。變量泵能提供從零到最大的流量,而且是在異步電機(jī)恒速轉(zhuǎn)動(dòng)下能提供的。
最常用的變量泵采用斜盤軸向柱塞設(shè)計(jì)。當(dāng)斜盤的角度是零(最大),柱塞的排量便是零(最大)。按流量的需要將斜盤的角度改變,從而達(dá)到流量的調(diào)節(jié)。
變頻器如何變量?
變頻器改變交流電的頻率,將市電的50 Hz變?yōu)? ~ 50 Hz,使異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速在10% ~ 100%中改變。配上定量泵后,油流量便在10% ~ 100%中改變。
由于變頻器是一臺(tái)強(qiáng)電流電子設(shè)備,它本身亦消耗電能,故節(jié)能效果較變量泵遜色。
異步電機(jī)的設(shè)計(jì)是為了恒速使用的,便沒有考慮轉(zhuǎn)子慣性的優(yōu)化。轉(zhuǎn)子每次加速減速如需要0.1秒,一個(gè)周期內(nèi)不下20次的變速便需要2秒。一般用家都會(huì)發(fā)覺變頻器的使用拖慢了生產(chǎn)率,再降低它的吸引性。
定量泵多數(shù)是葉片泵。葉片泵利用離心力將葉片壓緊泵殼做成密封,才能將油泵出來。當(dāng)轉(zhuǎn)速降下來時(shí),離心力也降下來,故在低流量時(shí),內(nèi)漏增加,油泵的效率下降。
其實(shí)變頻器只是在注塑機(jī)翻新改進(jìn)時(shí)加進(jìn)去,因只涉及接線的改動(dòng),比定量泵改為變量泵的工夫少及簡單很多。新購買注塑機(jī)時(shí)是不會(huì)用定量泵配變頻器的。
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