SINE308系列開(kāi)環(huán)矢量節能控制器在注塑機上的應用

0 引言

注塑機是一種對各種塑料進(jìn)行加熱、融熔、攪拌、增壓后，將塑料流體注入模具腔內，完成工件一次注塑成型的設備，它的工序過(guò)程基本是相同的，大致可分為鎖模、射膠、保壓、熔膠、冷卻、開(kāi)模、頂針等7個(gè)工序過(guò)程，每一個(gè)工序都需要用不同的壓力和流量，也就是說(shuō)被加工的工件不都是在最大壓力或流量下工作的，其壓力和流量大小是通過(guò)調整壓力或流量比例閥的開(kāi)啟度來(lái)控制調節的。然而油泵電機在恒速運轉，各工序中油泵的輸出功率并沒(méi)有多大的變化，根據這一特性，采用SINE308系列開(kāi)環(huán)矢量節能控制器調節電機(油泵)的轉速，來(lái)實(shí)現對壓力和流量的調節，這樣既可以滿(mǎn)足工序的要求，又可節約能源，非常經(jīng)濟實(shí)用。

SINE308 系列開(kāi)環(huán)矢量節能控制器適用于各種液壓傳動(dòng)控制的定量泵注塑機，根據注塑機不同的工作階段所需的壓力和流量，相應調整油泵的輸出轉速，達到節能的目的，其節能效果達25%~50%，具有節電率高、可靠性高、電機軟起動(dòng)、操作簡(jiǎn)易等特點(diǎn)。

1 節能原理

傳統定量泵注塑機通常在需要改變負載流量和壓力時(shí)，用閥門(mén)來(lái)調節，這時(shí)輸入功率變化不大，大量能量以壓力差的形式損耗在閥門(mén)上，產(chǎn)生溢流現象。SINE308系列變頻器可根據注塑機當前的工作狀態(tài)，如鎖模、射膠、熔膠、開(kāi)模、頂針等階段對壓力和速度的設定要求，自動(dòng)調節油泵的轉速，改變油泵的供油量，使油泵實(shí)際供油量與注塑機實(shí)際負載流量在任何工作階段均能保持一致，保證電機在整個(gè)變化的負荷范圍內的能量消耗達到所需的最小程度，徹底消除了溢流現象，并確保電機平穩、精確地運行。

使用SINE308開(kāi)環(huán)矢量節能控制器同時(shí)可使注塑機油泵電機實(shí)現軟起動(dòng)，提高電機的功率因數cos漬，動(dòng)態(tài)調整注塑機電機的輸出功率等, 從而達到節能的目的。

1.1 動(dòng)態(tài)功率因數補嘗

無(wú)功功率不但增加線(xiàn)損和設備的發(fā)熱量，更主要的是因為功率因數的降低會(huì )導致電網(wǎng)有功功率的降低。我們知道，視在功率S、有功功率P、無(wú)功功率Q的關(guān)系為

1.2 動(dòng)態(tài)調節功率輸出

SINE308 節能控制器可根據注塑機的流量與壓力等信號，不斷調整電機的轉速，使電機在整個(gè)變化的負荷范圍內的能量消耗達到所需的最佳值，而且確保電機平穩、精確地運行。

1.3 電機軟起動(dòng)

SINE308 開(kāi)環(huán)矢量節能控制器采用先進(jìn)的矢量變頻控制技術(shù)，采用軟起動(dòng)方式啟動(dòng)電機，減緩了設備之間的機械沖擊，同時(shí)降低了噪音，并可延長(cháng)設備和模具的使用壽命，避免了電機在工頻方式起動(dòng)時(shí)較大的沖擊電流。使用相同功率的電機的情況下，電機軟起動(dòng)在節電的同時(shí)，還可以大幅降低供電變壓器裝機容量的要求，由于電機通常方式運行時(shí)沖擊電流大，所以對供電變壓器裝機容量的要求比較大。

1.4 無(wú)高壓節流能量損失

利用注塑機同步信號及電氣控制，根據注塑成型的工藝要求控制注塑機壓力比例閥和流量比例閥，將傳統的定量泵改成節能型變量泵，將通過(guò)溢流閥的回流流量降到最少，液壓系統輸出與整機運行所需功率匹配，無(wú)高壓節流溢流能量損失。

1.5 改回流式調節為容積式調節

節能型變量泵采用的控制方式是容積式調節。

當系統處于流量控制狀態(tài)時(shí)，輸出流量的大小只與給定的流量控制信號有關(guān);負載突然增加和速度變慢時(shí)(例如射膠過(guò)程填充結束轉為保壓時(shí)，系統進(jìn)入壓力控制階段)，油泵輸出壓力的大小只與負載的運動(dòng)速度有關(guān)。所以系統的輸出功率與負載所需功率一樣，沒(méi)有多余的能量損失。節能型變量泵的輸出功率與流量和壓力的乘積成正比。而原有比例閥控制的定量泵系統控制方式采用回流調節方法，無(wú)論在系統處于流量控制還是壓力控制狀態(tài)，油泵的輸出流量都不會(huì )改變，僅通過(guò)改變比例閥的閥門(mén)開(kāi)度調整壓力，多余的能量通過(guò)平衡回流的方式而被浪費。

2 產(chǎn)品特點(diǎn)

矢量節能控制器的外形如圖1所示，它具有以下特點(diǎn)。

1)磁場(chǎng)定向電流閉環(huán)矢量控制，電機變量完全解耦，采用美國TI公司最新款高性能32 位電機控制專(zhuān)用DSP，能高速、準確地完成復雜的控制算法，系統運行平穩，效率高。

2)隨機載波調制靜音運行。

3)AVR自動(dòng)調整功能，即使輸入電網(wǎng)存在較大波動(dòng)，輸出電壓也會(huì )基本保持不變。

4)工頻、變頻自由切換，即使節能器有故障也不影響生產(chǎn)。

5)保護功能完善，具有故障自動(dòng)復位功能，保證生產(chǎn)連續。

6)四信道輸入，可任意組合，傳感器信號0~25 V及0~5 A寬帶輸入。

7)壓力、流量可獨立調節。

8)全系列人性化設計，外型美觀(guān)，結構緊湊，人機界面友好。

9)安裝方便，對改造設備毋須做太大改動(dòng)，即可實(shí)現節能目的。

3 壓力與流量信號采集說(shuō)明

要正確安裝一臺注塑機節能器，必須準確地找到注塑機上的比例流量、比例壓力信號，以此作為節能器的輸入信號?？梢詤⒄找韵氯N方法。

1)在比例流量、比例壓力電流表上采集信號大部分注塑機上都會(huì )有這兩個(gè)電流表(如圖2所示)，一般會(huì )裝在注塑機配電箱的面板上或是配電箱里面，電流表的量程通常為0~1 A。要判斷電流表是比例流量還是比例壓力，可設定注塑機的一個(gè)動(dòng)作參數，例如設定流量為0，壓力為50，再運行這個(gè)動(dòng)作，哪一個(gè)電流表指針動(dòng)就說(shuō)明這個(gè)電流表是比例壓力表，確定比例流量表也是同樣的原理。

2)在比例壓力、比例流量信號放大板上采集信號如圖3所示在該信號放大板上可以找到壓力、流量信號的放大功率三極管，也就是說(shuō)有這兩個(gè)功率三極管的電路板就是比例壓力、比例流量信號板，且在電路接線(xiàn)端子處標有壓力、流量英文縮寫(xiě)的第一個(gè)字母：壓力(P+，P-)，流量(S+，S-)。也可通過(guò)萬(wàn)用表電流擋測量判斷是否為比例壓力、比例流量信號。

3)在比例壓力、比例流量電磁閥上采集信號此方法如圖4所示，在注塑機兩端的油路上會(huì )有很多電磁閥，這些電磁閥大多都是一些方向閥，與這些方向閥不同的是比例壓力、比例流量電磁閥，這兩個(gè)閥通常會(huì )組合在一起，從外型上看流量閥會(huì )比較大，也可通過(guò)萬(wàn)用表電流檔測量確認是否是比例壓力、比例流量電磁閥。