注塑機專用型變頻器

注塑機專用型變頻器

注塑機專用型變頻器,是為各類使用定量泵的注塑機量身定製的一款專用型變頻器。科研人員仔細研究了注塑機工作過程:在合模、鎖模、熔膠、射膠、保壓、冷卻、開模等不同的階段,需要油泵提供的壓力、流量的不一樣的,而且,大多數廠家所使用的油泵是定量泵,雖然使用了高壓節流技術,但還是存在能耗大、動作周期長、動作速度慢的特點。注塑機專用型變頻器採用在普通變頻器的基礎上加一塊注塑機專用控制板,或者是在變頻器的CPU裡面內置一套專用程式的方式,避免了定量泵類注塑機的此類缺陷。

一、注塑機專用型變頻器的套用範圍:

各類使用定量泵的注塑機。

二、注塑機專用型變頻器的特點:

(圖)康沃變頻器CVF-ZS/ZC注塑機專用型變頻器康沃變頻器CVF-ZS/ZC注塑機專用型變頻器

1、節電率高:一般情況下,節電率可達25~60%。
2、減輕開鎖模震動,延長了模具的使用壽命;
3、系統發熱量明顯減小,油溫穩定,延長了液壓系統的使用壽命。
4、運行穩定,可以提高塑膠製品的品質。
5、軟啟動,延長了電機的使用壽命。

三、注塑機專用型變頻器的特點

 
4.1、調速方便

注塑機專用型變頻器的無級調速功能,就決定了加裝注塑機專用型變頻器之後,只需要利用注塑機專用型變頻器上的電位器,或者是外接的電位器,就可以對注塑機的運行速度根據需要隨時進行調節,直到滿意為止。從這一點上,就可以看出,加裝注塑機專用型變頻器具有調速方便的優勢。
4.2、節能

注塑機節能效果主要與注塑工藝過程相關,很難做出一個準確的計算。根據權威統計數據:一般來講,加裝注塑機專用型變頻器之後,一個油泵電機的注塑機節能率在20%~50%之間,多個油泵電機的注塑機節能率在15%~30%之間。
4.3、適用範圍廣

無論是小型、中型,還是大型注塑機,其工作原理及工作過程都是一樣的,因此,都可以加裝注塑機專用型變頻器。
4.4、增加產品賣點

效益、環保是客戶永恆的追求。加裝注塑機專用型變頻器的注塑機,不僅減少了電機啟停對電網的衝擊,降低了對電源的污染,起到了環保的作用,同時,加裝注塑機專用型變頻器,還可以達到提高工作效率,節約的效果。這對廠商來講,無疑是一個非常棒的賣點。
4.5、間接效果

加裝了注塑機專用型變頻器之後,可以降低油泵的運行速度,進而降低減少了油泵的機械磨損,延長了油泵的使用壽命。因此,間接的經濟效益也不可小視。

四、注塑機加裝變頻器的意義

5.1、從注塑機的工作過程來看

現在,注塑機上使用最廣泛的一種油泵是定量泵,它的供油量是恆定的。但是,在注塑機工作過程中,所需要的流量和壓力是不斷變化的。定量泵改變壓力和流量,就是靠流量比例閥和壓力閥來調節的,多餘的油量經溢流閥流回油箱。這種狀況,一方面是加劇了閥門和油泵的磨損,造成油溫升高,電機噪聲過大。因此,對定量泵的注塑機進行變頻調速改造,節約電能,提高經濟效率具有重要的意義。
5.2、從注塑機的設計角度來看

從注塑機的設計看,通常在設計時油泵都要留有餘量,一般考慮10%~15%,但油泵的系列是有限的,往往選不到合適的油泵型號時就往上靠,存在嚴重的“大馬拉小車“現象,造成電能的大量浪費。因此,對定量泵的注塑機進行變頻調速改造,節約電能,提高經濟效率具有重要的意義。

五、安裝注塑機專用型變頻器的解決方案

使用液壓系統的注塑機,有立式和臥式之分。
6.1、立式注塑機的解決方案

數十克的立式注塑機,油泵採用一個齒輪泵,電機的容量也較小,電器控制電路也較簡單。安裝時,將注塑機專用型變頻器直接接入電機的供電迴路,再將流量比例閥的信號(0~1A),經變換為4~20mA信號送到變頻器的相應連線埠上,這樣,隨著加工過程的變化,液壓油的流量也在變化。一般來說,取相對值變化較大的流量信號做控制信號較好,控制信號變化對變頻器頻率調節的範圍大一些;而壓力信號相對值變化較小,對變頻器頻率調節的範圍小一些。如果變頻器頻率調節的範圍不能滿足工藝要求,可用變頻器的功能“頻率增益”來調整。注塑機專用變頻器就是在通用變頻器的基礎增加了0~1A信號轉換環節,使用起來更方便些。
6.2、臥式注塑機的改造方案

60克以上的都是臥式注塑機,60克~500克的注塑機,有的是一個油泵,也有的是二個油泵。一個油泵注塑機,安裝注塑機專用型變頻器的過程,和立式注塑機的改造是相同的:仍然是從流量比例閥取出0~1A的信號作為變頻器的速度調節信號,雖然速度調節信號是由液壓迴路元件反饋到變頻器,但調節迴路中沒有給定信號,因此控制還是屬於開環控制方式。也是因為節能的原因,大中型注塑機的油泵可能不止一個,如三菱850-MM,1300-MM,1800-MM,2000-MM注塑機均有三個油泵。對應注塑工藝流程,在合模階段,所需的系統壓力較低,這時只有1#油泵工作,到鎖模階段所需的系統壓力較高時,2#油泵再投入工作,在注射階段所需的壓力最高,三台油泵同時投入工作,脫模開模所需的壓力較低,再分別停止3#,2#油泵工作。只要開機,1#油泵就一直運行。用三台小油泵按不同的工藝階段間斷工作,比用一台大泵一直在運行要節能。具有二個以上油泵的注塑機如何改造?這裡以三菱1800-MM注塑機的改造為例加以說明。三菱1800-MM注塑機有三個45KW油泵電機,用一台變頻器驅動1#油泵電機,變頻器的調節信號取自注塑機流量比例閥,這樣,此變頻器的頻率就隨注塑機液壓油的流量的改變而變化。另外二個油泵電機,可以分別用二台變頻器驅動。不過這二台變頻器對電機不進行調速,只作兩位式的控制,即起動和停止。控制變頻器的起動和停止信號,取自於原來該油泵電機的起動和停止信號。變頻器的上限頻率設定在50Hz以下,具體設定值與加工的工件尺寸,材料,料筒的溫度等因素有關。如果變頻器運行頻率低於50Hz,就可以節能。實際上,注塑機設計時都留有餘量,加工工件尺寸,材料的變化所需的油壓也要隨之變化。如果注射的壓力過大而鎖模力不足,會使工件出現飛邊;若注射力不足,模具腔內塑膠會注不滿,工件報廢;保壓力不足時,工件中塑膠比較厚的地方會出現收縮。

六、安裝注塑機專用型變頻器的注意事項

7.1、注塑機專用型變頻器的選型

注塑機的負載性質是恆轉矩類,機械特性較硬,動態特性要求較高,所以應選用注塑機專用變頻器。注塑機專用變頻器是在通用變頻器的基礎上增加了0~1A信號轉換環節,提高了使用性能。考慮到注塑工藝各階段的時間有一定要求,變頻器的加速和減速時間要短,一般為1秒,所以變頻器的容量就要適當加大。
7.2、要有備用系統

注塑機安裝注塑機專用型變頻器之後,應該有的工頻起動迴路作為備用,這樣一旦注塑機專用型變頻器有故障,還能用工頻起動油泵電機繼續運行,以減少因注塑機專用型變頻器發生故障帶來的經濟損失。
7.3、注塑機專用型變頻器信號提取點

取雙比例閥的流量信號(0~1A),經變換為4~20m的信號送到變頻器的相應連線埠上。流量信號取相對值較大的作為控制信號,以擴大調節範圍。壓力信號相對值變化較小,對變頻器頻率的調節範圍小一點。如果變頻器的調節範圍不能滿足成形工藝的需要,可用變頻器的“頻率增益”功能來調整。
7.4、調試前注意事項

安裝注塑機專用型變頻器比較簡單,但在改造前應詳細了解注塑機工況,熟悉注塑機工藝流程,調試時應注意以下事項:仔細觀察注塑機工頻運行是否正常,油泵馬達是否經常處於過載狀態;根據注塑機的模具及注塑工藝觀察注塑機節電改造的潛能;控制信號線路注意正負極性不要接反;信號線與主迴路線要分開布線等。
7.5、注塑機專用型變頻器對數字儀表的干擾

 現在注塑機上廣泛使用是交-直-交變頻器,其輸出電流中含有諧波成分,可能會對注塑機產生干擾,最易受干擾的是溫度控制儀表,因此,安裝變頻器應做好抗干擾措施。變頻器需加裝輸入和輸出電抗器或高頻磁環等;引入變頻器的控制線要作禁止處理;機殼要可靠接地;不要使變頻器的輸入輸出電纜與變頻器的控制信號線平行或捆綁在一起;變頻器安裝在注塑機內部時,特別要關注通風散熱。

七、調試常見問題及處理方法

由於注塑機工藝的特殊性,在安裝注塑機專用型變頻器的過程中,會遇到各種故障,以下為在安裝注塑機變頻的過程中常遇到的問題及處理方法。
8.1、注塑機專用型變頻器頻率無變化

由於變頻器採用注塑機閥控電流信號進行調速,變頻器運行後出現頻率顯示為0.0(有的變頻器顯示為0)現象,其主要原因為信號極性接反;信號取錯;信號接線連線埠與參數設定不符;注塑機輔助電源故障等,出現這種故障應先查明注塑機閥控制的類別是電流信號、電壓信號還是脈衝控制信號(部分機型),及信號正負極性是否與變頻器控制端子對應。
8.2、油泵噪音大

注塑機專用型變頻器運行後有些注塑機會發出異常的噪音,這時應判斷噪聲源在何處,是來自電機還是油泵,若為油泵的噪音則可能原因有:注塑機液壓油過少,有空氣吸入;注塑機濾油器或油路阻塞;注塑機油泵葉片磨損較嚴重;遇到以情況應先檢查注塑機油泵,排除故障後方可運行,另外當注塑處於低速高壓工作狀態時,也會出現油泵噪音異常情況,這時適當提高速度信號。

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