So wählen Sie das Stromversorgungssystem der Spritzgießmaschine aus (Teil 1)

Elektrische Ladung ist der größte Kostenfaktor bei der Verarbeitung von Spritzgussprodukten, abgesehen von Rohstoffen.Bei den meisten Spritzgussmaschinen wird elektrische Energie zuerst durch den Motor in kinetische Energie und dann durch die Ölpumpe in hydraulische Energie umgewandelt, die jede Aktion im Spritzgusszyklus antreibt, um den Spritzgussprozess abzuschließen.Wir alle kennen das Gesetz der „Energieerhaltung“.Die Energie nimmt während des Umwandlungsprozesses von einer Form in eine andere nicht zu oder ab, sondern tatsächlich geht beim Umwandlungsprozess Energie verloren, weil der Umwandlungsprozess „nutzlose“ Ausgangsenergie wie Wärmeenergie erzeugt.Das Wesen der Energieeinsparung besteht darin, "nutzlose" Ausgangsenergie zu reduzieren.

Asynchronmotor-Konstantpumpe

Herkömmliche Spritzgießmaschinen werden von Asynchronmotoren (Käfigläufertyp) angetrieben.Der Asynchronmotor mit konstanter Drehzahl wandelt elektrische Energie in Bewegungsenergie um.Die "nützliche" kinetische Energieabgabe beträgt nur etwa 90% der zugeführten elektrischen Energie (bei voller Belastung), und der Rest wird zu thermischer Energie.Daher hat der Motor einen eigenen Lüfter, um die Wärmeenergie abzuführen.

Einerseits treibt der Asynchronmotor die Konstantpumpe an, um einen konstanten Förderstrom abzugeben;Andererseits stellt jede Aktion im Spritzgießzyklus, wie z. B. das Öffnen und Schließen der Form, das Auswerfen usw., unterschiedliche Anforderungen an den Durchfluss, und der nicht verwendete Durchfluss fließt unter dem aktuell eingestellten Druck zum Öltank zurück .Je langsamer die Aktion ist oder je höher der eingestellte Druck ist, desto mehr Energie fließt zurück in den Öltank und desto mehr Energie wird verschwendet.Die verschwendete Energie wird zu Wärmeenergie, die die Öltemperatur erhöht.Wenn daher allgemein gesagt die Aktionsgeschwindigkeit weiter von der vollen Geschwindigkeit entfernt ist, die Zeit länger ist und der Druck größer ist, ist die potenzielle Energieeinsparung größer.

Verstellpumpe eines Asynchronmotors

Aus dem Obigen ist ersichtlich, dass der Schlüssel zur Energieeinsparung darin besteht, den Fluss zu ändern.Die Pumpe mit variabler Verdrängung kann einen Durchfluss von Null bis zum Maximum liefern und wird bei konstanter Rotation des Asynchronmotors bereitgestellt.Die am häufigsten verwendete Pumpe mit variabler Verdrängung verwendet ein Axialkolbendesign mit Taumelscheibe.Es ist eine gute Angewohnheit, das Licht auszuschalten, wenn man ausgeht.Wenn der Hell-Dunkel-Schalter weit verbreitet ist, können wir in einem dunklen, aber ausreichenden Licht arbeiten und ruhen, um Energie zu sparen.Die Verstellpumpe ist wie ein Hell-Dunkel-Schalter.Es gibt auch zwei Geräte, die den Durchfluss reduzieren können: Frequenzumrichter und Servomotor.

Asynchronmotor-Frequenzumrichter-Ölpumpe

Der Frequenzumrichter ändert die AC-Frequenz, sodass sich die Drehzahl des Asynchronmotors um 10–100 % ändert.Bei einer Konstantpumpe ändert sich das Ölvolumen um 10-100%.

Der Frequenzumrichter ist jedoch ein elektronisches Hochstromgerät, das auch Strom verbraucht, und sein Energiespareffekt ist dem einer Verstellpumpe unterlegen.Außerdem wird der Asynchronmotor auf konstante Drehzahl ausgelegt, ohne die Optimierung der Rotorträgheit zu berücksichtigen.Wenn es 0,1 Sekunden für jede Beschleunigung und Verzögerung des Rotors dauert, dauert es 2 Sekunden für nicht weniger als 20 Geschwindigkeitsänderungen in einem Zyklus.Im Allgemeinen werden Benutzer feststellen, dass die Verwendung von Frequenzumrichtern die Produktivität verlangsamt.Schließlich sind die meisten Konstantpumpen Flügelzellenpumpen.Mit abnehmender Drehzahl nimmt auch die Zentrifugalkraft ab.Daher nimmt bei niedrigem Durchfluss die interne Leckage zu und der Wirkungsgrad der Ölpumpe ab.

Wenn die Spritzgussmaschine renoviert und verbessert wird, ist es daher besser, einen Frequenzumrichter zu verwenden und ihn an einen Asynchronmotor anzuschließen.Da nur das elektrische Kabel gewechselt werden muss, dauert es weniger Zeit und ist viel einfacher als der Wechsel einer Konstantpumpe zu einer Pumpe mit variabler Verdrängung.Darüber hinaus ist es eine erfolgreiche Anwendung, die Drehzahl der Extruderschnecke mit einem Frequenzumrichter zu verändern.Da der Extruder nicht periodisch arbeitet, muss er nicht häufig beschleunigen oder abbremsen, und seine Schnecke wird vom Getriebe angetrieben, sodass die Ölpumpe nicht involviert ist.

Servomotorölpumpe

Der Servomotor kann die Beschleunigung und Verzögerung optimieren.Sein Rotor verwendet einen kleinen Durchmesser, um die Trägheit zu reduzieren, und verwendet dann einen langen Rotor, um verlorenes Drehmoment wiederzugewinnen.Natürlich steigt auch die Trägheit mit der Rotorlänge, aber nur linear.Aus dem Aussehen des Servomotors ist auch ersichtlich, dass sein Durchmesser klein, aber seine Länge groß ist.Es dauert nur 0,05 Sekunden, bis der Servomotor von 0 auf 2000 U/min wechselt.Daher wird der Servomotor mit variabler Geschwindigkeit verwendet, um die Ölpumpe anzutreiben, was die Produktivität nur verlangsamt, wenn der Zyklus weniger als 5 Sekunden beträgt.Der Permanentmagnet dient zur Erzeugung des Magnetfeldes des Rotors, was auch den Kupferverlust und den Eisenverlust des Rotors vermeidet.

Die variable Drehzahl des Servomotors wird durch die Steuerung mit dem Prinzip der Frequenzumsetzung realisiert.50 Hz oder 60 Hz Wechselstrom wird nach Gleichrichtung in Wechselstrom der erforderlichen Frequenz umgewandelt, um den Servomotor anzutreiben.Solange die Spannung in Bereichen mit unterschiedlichen Frequenzen angemessen ist, wird sie daher nicht beeinträchtigt.Dies unterscheidet sich vom Asynchronmotor.Die Drehzahl des Asynchronmotors bei 60 Hz ist 20 % schneller als bei 50 Hz.Der Controller verfügt auch über eine Rückkopplungssteuerung von Druck und Geschwindigkeit sowie eine PID-Steuerung von Druck- und Durchflussanstieg und -abfall.

Der Servomotor unterscheidet sich nicht vom Generator.Welche Funktion zu spielen ist, hängt davon ab, wie man es fährt.Wird Drehstrom zugeführt, handelt es sich um einen Motor;Wenn Strom zugeführt wird, um seine Hauptwelle zu drehen, handelt es sich um einen Generator.Wenn der Servomotor gebremst wird (z. B. beim Öffnen und Stoppen der Form), wird er zum Generator.Die Trägheit (kinetische Energie) der beweglichen Schablone und der beweglichen Schablone treibt den Formschließzylinder an und treibt dann die Ölpumpe an (zu diesem Zeitpunkt wird die Ölpumpe zu einem Ölmotor), die die Hauptwelle des "Generators" antreibt. Spannung zu erzeugen.Nach dem Durchgang durch den Bremswiderstand wird es zu Strom und dann zu Wärmeenergie, die in der Atmosphäre verteilt wird.Diese Energie wird zwar nicht zurückgewonnen, dient aber auch dem schnellen und präzisen Bremsen.

Zahnradpumpe oder Plungerpumpe

Es gibt zwei Arten von Ölpumpen, die mit Servomotoren verwendet werden, nämlich quantitative Zahnradpumpen und variable Plungerpumpen.Die Konstantpumpe für Spritzgießmaschinen ist hauptsächlich eine Flügelzellenpumpe.Die Zentrifugalkraft der Flügelzellenpumpe nimmt bei niedriger Drehzahl ab und die interne Leckage nimmt zu, sodass sie nicht für Servomotoren mit variabler Drehzahl geeignet ist.

Der volumetrische Wirkungsgrad der Zahnradpumpe liegt unter 90%, die Struktur ist relativ einfach, die Kosten sind nicht hoch, der Lärm ist nicht groß und die Toleranz gegenüber Ölverschmutzung ist groß.Der volumetrische Wirkungsgrad der Plungerpumpe beträgt etwa 95%, die Struktur ist präzise, ​​die Toleranz gegenüber Ölverschmutzung ist nicht hoch und das Geräusch ist groß.Seine variablen Eigenschaften können jedoch verwendet werden, um die Drehmomentbelastung des Servomotors zu reduzieren, den Strom und die Wärme zu reduzieren, so dass die Druckhaltezeit länger sein kann.Dies wurde im Doppelverdrängungsdesign des Ölforschungsunternehmens berücksichtigt.

Der für die Druckhaltung und das Schließen der Hochdruckform erforderliche Durchfluss ist gering, aber der Druck ist hoch, wodurch die Verstellpumpe in eine kleine Verdrängung umgewandelt werden kann, wodurch die durch den großen Strom des Servomotors bei niedriger Drehzahl erzeugte Wärme reduziert wird.Diese Funktion ist noch nicht einmal für alle Motoren verfügbar.Wenn die doppelte Verdrängung nicht verwendet wird, überschreiten das Druckhalten und das Hochdruck-Schließen der Form den Druckflussbereich der ursprünglichen Verdrängung, liegen aber immer noch innerhalb des Überlastbereichs und können zum vorübergehenden Druckhalten und Hochdruck-Schließen der Form verwendet werden.Wenn die Formverriegelungsmethode ein Maschinenscharnier annimmt, ist das Schließen der Hochdruckform natürlich nur von kurzer Dauer.Wenn die Direktdruck-Formschließkraft nicht durch das Einwegventil gesperrt wird, muss die Motorölpumpe kontinuierlich arbeiten, um die Formschließkraft aufrechtzuerhalten.Die Ölpumpe mit doppelter Verdrängung kann als Doppelzahnradgetriebe eines Autos angesehen werden.Der niedrige Gang wird verwendet, wenn beim Bergauffahren langsam gefahren wird.Obwohl die Motordrehzahl nicht viel abgenommen hat, hat sich die Antriebskraft des Autos verbessert.