變頻器在注塑機(jī)節(jié)能控制系統(tǒng)應(yīng)用研究

1、文檔從互聯(lián)網(wǎng)中收集，已重新修正排版，word格式支持編輯，如有幫助歡迎網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院下載支持本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目：變頻器在注塑機(jī)節(jié)能控制系統(tǒng)的應(yīng)用研究學(xué)習(xí)中心：奧鵬宜賓直屬學(xué)習(xí)中心層次：專升本專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化年級(jí)：2012年01春季學(xué)號(hào)：9675學(xué)生：楊光麟指導(dǎo)教師：高國娟完成日期：2013年11月16日2word格式支持編輯，如有幫助歡迎下載支持。 內(nèi)容摘要2013年節(jié)能降耗,保護(hù)環(huán)境已經(jīng)成為國家重要發(fā)戰(zhàn)略。電能做為能源當(dāng)中最主導(dǎo)能源使用。就當(dāng)今社會(huì)所關(guān)心的節(jié)能減排與低碳發(fā)展問題，本次研究結(jié)合塑膠注塑加工行業(yè)，論述了采用變頻器與注塑機(jī)相結(jié)合的一種節(jié)能增效方案。近幾年塑料行業(yè)發(fā)展越

2、來越迅速，其中注塑行業(yè)也正迎來一個(gè)飛速發(fā)展的機(jī)遇。從注塑機(jī)加工工藝過程知道，在注塑成型產(chǎn)品成本中電能量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各注塑機(jī)廠家和用戶關(guān)注。隨著變頻調(diào)速技術(shù)的推廣，變頻調(diào)速在傳動(dòng)控制和節(jié)能領(lǐng)域已日漸得到廣泛應(yīng)用，尤其在泵類負(fù)載場(chǎng)合采用變頻控制節(jié)能效果顯著，本文注塑機(jī)專用變頻器為例介紹了注塑機(jī)變頻改造可行性和改造中常出現(xiàn)的問題及處理方法，舉例說明了注塑機(jī)變頻改造節(jié)電效果及收回情況。關(guān)鍵詞：注塑機(jī)；變頻器；調(diào)速；控制。引言習(xí)近平總書記指出“大力推進(jìn)節(jié)能減排，積極開發(fā)新能源，這是貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重大舉措”。溫家寶總理在全國人大十一屆三

3、次政府工作報(bào)告中明確指出：“要積極應(yīng)對(duì)氣候變化，大力開發(fā)低碳技術(shù)，推廣高效節(jié)能技術(shù)，積極發(fā)展新能源和可再生能源，加強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)”1。目前世界每一個(gè)國家都面臨著資源潰乏，為了避免可能出現(xiàn)的能源危機(jī)，解決日益嚴(yán)重的環(huán)境問題，不僅需要大規(guī)模開發(fā)新能源，而且社會(huì)發(fā)展過程中更要節(jié)約使用能源。因此，本人以所在的塑料加工行業(yè)為例，選取變頻器在注塑機(jī)節(jié)能控制的應(yīng)用研究為課題，在設(shè)計(jì)這種系統(tǒng)時(shí)，在用設(shè)備在廠家購買回來并沒有任何節(jié)能措施，注塑機(jī)液壓油泵的使用效率只有5060%左右%，而注塑機(jī)液壓油泵大多又是一些大功率電機(jī)來帶動(dòng)，少則幾十KW,有的甚至達(dá)到上百KW,如果沒有任何的節(jié)能措施，設(shè)備在使用過程中將會(huì)造成

4、極大的電源浪費(fèi)。如上所述，針對(duì)目前注塑機(jī)行業(yè)的這種發(fā)展趨勢(shì)，本文論述的節(jié)能方案，在原理上，采用變頻技術(shù)，降低注塑機(jī)在冷卻或待機(jī)時(shí)液壓油泵電動(dòng)機(jī)的動(dòng)轉(zhuǎn)速度降低設(shè)備的工作電流，既能保證設(shè)備工作時(shí)所需的正常壓力需求，又提高了電機(jī)的運(yùn)行平穩(wěn)性，從而實(shí)現(xiàn)了三相異步電動(dòng)機(jī)的平穩(wěn)、低耗的運(yùn)行，達(dá)到了節(jié)能的目的。1緒論課題的背景和意義任何一種能源的開發(fā)利用都會(huì)給環(huán)境造成影響，以化石燃料為代表的常規(guī)能源造成的環(huán)境問題尤為嚴(yán)重，主要表現(xiàn)在大氣污染、溫室效應(yīng)、酸雨。當(dāng)今能源日益緊張，環(huán)境日趨惡化。節(jié)能減排，改善人類生存的環(huán)境，已經(jīng)成為越來越多人們的所共識(shí)。電能是所有能源種類中最易被人類使用的一種能源，也是很多其它能

5、源所轉(zhuǎn)換的一個(gè)對(duì)象，因此，對(duì)電能的節(jié)約，也就是相應(yīng)的節(jié)約了其它類型的一次性能源，比如煤、油、氣等非再生能源。注塑機(jī)加工行業(yè)中國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀注塑成型是將熱塑性或熱固性塑料制成各種塑料制件的主要成型方法之一，它是將粒狀或粉裝塑料加入注塑機(jī)的料斗內(nèi)進(jìn)入注塑機(jī)機(jī)筒，在注塑機(jī)機(jī)筒的熱傳遞和螺桿剪切熱的作用下塑料逐漸熔融塑化，然后在注塑機(jī)的螺桿或柱塞的壓力推動(dòng)下，呈粘流態(tài)的物料經(jīng)噴嘴注射到由注塑機(jī)鎖模機(jī)構(gòu)閉合好的模具型腔內(nèi)并在注射壓力或發(fā)泡膨脹的作用力下充滿型腔，經(jīng)冷卻定型，由鎖模機(jī)構(gòu)打開模具并頂出制品，從而獲得具有一定形狀和尺寸精度的塑料制品。與其他成型方法相比，注塑機(jī)可以一次成型出各種結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尺寸精確

6、或帶有嵌件的塑料制品，對(duì)各種塑料加工的適應(yīng)性強(qiáng)，成型同期短，可多腔成型，生產(chǎn)效率高，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，所成型的制品經(jīng)過很少修飾或不修飾即可滿足用戶的需要。國此，塑料注射成型得到了廣泛應(yīng)用，就世界范圍來說，注塑成型的塑料制品占塑料總產(chǎn)量的30%，注塑機(jī)的產(chǎn)量占塑料機(jī)械總臺(tái)數(shù)的50%以上，所以對(duì)注塑機(jī)的節(jié)能改造迫在眉睫。變頻器在注塑機(jī)進(jìn)行節(jié)能控制的情況與未來發(fā)展趨勢(shì)變頻器節(jié)能型液壓控制系統(tǒng)采用變頻器控制注塑機(jī)液壓油泵傳動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)，從而驅(qū)動(dòng)定量液壓泵，通過變頻器改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到改變液壓油泵的輸出流量的目的。在國內(nèi)，變頻液壓技術(shù)主要用于對(duì)原有注塑機(jī)液壓系統(tǒng)進(jìn)行改造，其應(yīng)用降低了原有注塑機(jī)的電能

7、損耗。它的優(yōu)點(diǎn)在于以下三個(gè)方面：（1）節(jié)能。利用變頻器改變液壓油泵的轉(zhuǎn)速，使泵的輸出流量與注塑機(jī)工藝流程所要求的相匹配，可以使溢流損失降至最低，有效地節(jié)約了能源。同時(shí)，由于，由于注塑機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)一般選用定量泵，與變量泵相比，定量泵效率更高，故液壓系統(tǒng)回路效率更高，與傳統(tǒng)的閥控節(jié)流調(diào)速相比可節(jié)能3060%左右，特別是在注塑機(jī)冷卻時(shí)還可以將泵完全停止，降低了電動(dòng)機(jī)與泵的空載損耗，具有比變量泵系統(tǒng)更大的節(jié)能潛力，別外，使用變頻器液壓技術(shù)可顯著提高使用電流的功率因素，降低無功電流，從而降低線路損耗。（2）對(duì)原有注塑機(jī)液壓系統(tǒng)改造量最小。只需給傳統(tǒng)注塑機(jī)的液壓油泵電動(dòng)機(jī)加裝變頻器，就可以完成改裝，對(duì)成

8、熟的液壓系統(tǒng)不需進(jìn)行更改，改造難度較小，并且變頻器是一個(gè)成熟的技術(shù)，維護(hù)保養(yǎng)方便。（3）降低噪音。液壓油泵電動(dòng)機(jī)和油泵不必在工頻情況下長(zhǎng)期運(yùn)行，注塑機(jī)工作時(shí)大部分時(shí)間轉(zhuǎn)速較低，甚至在冷卻時(shí)可以完全停止，大大減少了噪聲污染，改善工作環(huán)境。注塑機(jī)工作原理注塑機(jī)的工作原理與打針用的注射器相似，它是借助螺桿（或柱塞）的推力，將已塑化好的熔融狀態(tài)（即粘流態(tài)）的塑料注射入閉合好的模腔內(nèi)，經(jīng)固化定型后取得制品的工藝過程。注塑成型是一個(gè)循環(huán)的過程，每一周期主要包括：定量加料熔融塑化施壓注射充模冷卻開模取件。取出塑件后又再閉模，進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。2.1注塑機(jī)的基本組成注射部件注塑機(jī)組成注塑機(jī)的工作原理注塑成型機(jī)簡(jiǎn)

9、稱注塑機(jī)，注塑成型是利用塑料的熱物理性質(zhì)，把塑膠料從料斗加入料筒中，料筒外由加熱圈加熱，使物料熔融，再由油馬達(dá)作用下驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的螺桿，物料在螺桿的作用下，沿著螺槽向前輸送并壓實(shí)，物料在外加熱和螺桿剪切的雙重作用下逐漸地塑化，熔融和均化，當(dāng)螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)，物料在螺槽摩擦力及剪切力的作用下，把已熔融的物料推到螺桿的頭部，與此同時(shí)，螺桿在物料的反作用下后退，使螺桿頭部形成儲(chǔ)料空間，完成塑化過程，然后，螺桿在注射油缸的活塞推力的作用下，以高速、高壓，將儲(chǔ)料室內(nèi)的熔融料通過噴嘴注射到模具的型腔中，型腔中的熔料經(jīng)過保壓、冷卻、固化定型后，模具在合模機(jī)構(gòu)的作用下，開啟模具，并通過頂出裝置把定型好的制品從模具頂出落

10、下，注塑成型是一個(gè)循環(huán)過程。變頻器工作原理三相電動(dòng)機(jī)調(diào)速方式按照電機(jī)學(xué)原理，三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速公式3：n=Q(l-s)=60f/p(l-s)(3-1)式中：n步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；f異步電動(dòng)機(jī)的頻率；S電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率；p電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)。由三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速公式可見，異步電動(dòng)機(jī)有下列3種調(diào)速方式4：變極調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速n接近同步轉(zhuǎn)速n1，由于n1=60f/p，在電源頻率一定的情況下，改變定子繞組的極對(duì)數(shù)p,同步轉(zhuǎn)速n1就發(fā)生變化，電機(jī)轉(zhuǎn)速n也隨之變化，若極對(duì)數(shù)增加一倍，同步轉(zhuǎn)速就減少一半，電動(dòng)機(jī)減速也減少一半，顯然,變極調(diào)速只能做到一級(jí)一級(jí)地調(diào)速,而不能平滑調(diào)速。變轉(zhuǎn)差率調(diào)速這種調(diào)速方式由

11、三相異步電動(dòng)機(jī)、電磁轉(zhuǎn)差離合器、測(cè)速發(fā)電機(jī)和控制裝置組,電動(dòng)機(jī)本身并不調(diào)速,通過改變電磁轉(zhuǎn)差離合器的勵(lì)磁電流來實(shí)現(xiàn)調(diào)速,此類調(diào)速平滑,可以進(jìn)行無級(jí)調(diào)速,當(dāng)負(fù)載或電機(jī)受到突然的沖擊時(shí),離合器可以起到緩沖作用,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,造行可靠。但因傳遞效率低,故最大輸出功率達(dá)不到電機(jī)的額定功率,并且隨著輸出轉(zhuǎn)速的降低,傳遞效率相應(yīng)降低,由于剩磁的存在,當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩小于10%的額定轉(zhuǎn)矩時(shí)可以失控,不適用于恒功率負(fù)載。變頻調(diào)速轉(zhuǎn)速n于頻率f成正比,只要改變頻率f即可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,當(dāng)頻率f在050Hz的范圍內(nèi)變化，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍非常寬。變頻器就是通過改變電動(dòng)機(jī)電源頻率實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的一種理想的高效率、高性能的調(diào)速

12、手段。其作用是通過改變電源頻率來改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，變頻調(diào)速效率高，調(diào)速過程中沒有附加損耗；應(yīng)用范圍廣，可用于籠型異步電動(dòng)機(jī)；調(diào)速范圍大，特性硬，精度高；適用于要求精度高、調(diào)速性能較好場(chǎng)合。變頻器的基本組成變頻器通常分為4部分：整流單元、高容量電容、逆變器和控制器。整流單元：將工作頻率固定的交流電轉(zhuǎn)換為直流電。高容量電容：存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換后的電能。逆變器：由大功率開關(guān)晶體管陣列組成電子開關(guān)，將直流電轉(zhuǎn)化成不同頻率、寬度、幅度的方波。控制器：按設(shè)定的程序工作，控制輸出方波的幅度與脈寬，使疊加為近似正弦波的交流電，驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)。圖3.1變頻器基本組成變頻器主電路是給異步電動(dòng)機(jī)提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分，

13、變頻器的主電路大體上可分為兩類:電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感。它由三部分構(gòu)成，將工頻電源變換為直流功率的“整流器”，吸收在變流器和逆變器產(chǎn)生的電壓脈動(dòng)的“平波回路”，以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器”。（1）整流器：最近大量使用的是二極管的變流器，它把工頻電源變換為直流電源。也可用兩組晶體管變流器構(gòu)成可逆變流器，由于其功率方向可逆，可以進(jìn)行再生運(yùn)轉(zhuǎn)。（2）平波回路：在整流器整流后的直流電壓中，含有電源6倍頻率的脈動(dòng)電壓，此外逆變器產(chǎn)生的脈動(dòng)電流也使直流電壓變動(dòng)。為了抑制電壓波動(dòng)，采用電感和電

14、容吸收脈動(dòng)電壓（電流）。裝置容量小時(shí)，如果電源和主電路構(gòu)成器件有余量，可以省去電感采用簡(jiǎn)單的平波回路。（3）逆變器：同整流器相反，逆變器是將直流功率變換為所要求頻率的交流功率，以所確定的時(shí)間使6個(gè)開關(guān)器件導(dǎo)通、關(guān)斷就可以得到3相交流輸出。以電壓型pwm逆變器為例示出開關(guān)時(shí)間和電壓波形?？刂齐娐肥墙o異步電動(dòng)機(jī)供電（電壓、頻率可調(diào)）的主電路提供控制信號(hào)的回路，它有頻率、電壓的“運(yùn)算電路”，主電路的“電壓、電流檢測(cè)電路”，電動(dòng)機(jī)的“速度檢測(cè)電路”，將運(yùn)算電路的控制信號(hào)進(jìn)行放大的“驅(qū)動(dòng)電路”，以及逆變器和電動(dòng)機(jī)的“保護(hù)電路”組成。（1）運(yùn)算電路：將外部的速度、轉(zhuǎn)矩等指令同檢測(cè)電路的電流、電壓信號(hào)進(jìn)行比

15、較運(yùn)算，決定逆變器的輸出電壓、頻率。（2）電壓、電流檢測(cè)電路：與主回路電位隔離檢測(cè)電壓、電流等。（3）驅(qū)動(dòng)電路：驅(qū)動(dòng)主電路器件的電路。它與控制電路隔離使主電路器件導(dǎo)通、關(guān)斷。（4）速度檢測(cè)電路：以裝在異步電動(dòng)機(jī)軸機(jī)上的速度檢測(cè)器（tg、plg等）的信號(hào)為速度信號(hào)，送入運(yùn)算回路，根據(jù)指令和運(yùn)算可使電動(dòng)機(jī)按指令速度運(yùn)轉(zhuǎn)。（5）保護(hù)電路：檢測(cè)主電路的電壓、電流等，當(dāng)發(fā)生過載或過電壓等異常時(shí)，為了防止逆變器和異步電動(dòng)機(jī)損壞，使逆變器停止工作或抑制電壓、電流值。變頻器輸出調(diào)節(jié)方式變頻器對(duì)輸出波形的調(diào)制既要變頻，又要變壓，變頻是由逆變器完成的。而變壓按輸出電壓調(diào)節(jié)方式不同，變頻器有PAM、PWM和SPWM

16、等多種方式。晶閘管型逆變器一般采用變幅調(diào)制方式，脈寬調(diào)制型逆變器更多的是采用恒幅脈寬調(diào)制方式，由二極管整流橋輸出恒定不變的直流電壓，經(jīng)中間環(huán)節(jié)送到逆變橋，通過調(diào)節(jié)逆變橋輸出電壓脈沖的寬度和頻率，實(shí)現(xiàn)既調(diào)壓又調(diào)頻的目的。這種脈寬調(diào)制型逆變器主回路簡(jiǎn)單，而且由于逆變器輸出電壓的大小和頻率直接由逆變器決定，所以調(diào)節(jié)速度快，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能好，而且電源側(cè)輸入功率因數(shù)高。由于它具有這些優(yōu)點(diǎn)，所以目前應(yīng)用相當(dāng)廣泛。因?yàn)镻WM型逆變器是通過改變脈沖寬度控制其輸出電壓大小，通過改變脈沖周期控制其輸出電壓頻率，所以脈寬調(diào)制方式對(duì)PWM逆變器的性能有根本性的影響。3.3.1PAM方式PAM即脈沖幅值調(diào)節(jié)方式是通過改

17、變直流側(cè)的電壓幅值進(jìn)行調(diào)壓的。在變頻器中，逆變器只負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)輸出頻率，而輸出電壓則由相控整流器或直流斬波器通過調(diào)節(jié)直流電壓去實(shí)現(xiàn)。采用相控整流器調(diào)壓時(shí)，網(wǎng)側(cè)的功率因數(shù)隨調(diào)節(jié)深度的增加而變低；而采用直流斬波器調(diào)壓時(shí)，網(wǎng)側(cè)的功率因素在不考慮諧波影響時(shí)，可以達(dá)到1。PAM調(diào)制方式一般應(yīng)用于晶閘管逆變器的中大功率變頻器中。變頻器的特點(diǎn)與應(yīng)用近年來，隨著電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)的迅速發(fā)展，交流傳動(dòng)與控制技術(shù)成為目前發(fā)展最為迅速的技術(shù)之一，電氣傳動(dòng)技術(shù)面臨著一場(chǎng)歷史革命，即交流調(diào)速取代直流調(diào)速和計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)取代模擬控制技術(shù)已成為發(fā)展趨勢(shì)。電機(jī)交流變頻調(diào)速技術(shù)是當(dāng)今節(jié)電、改善工藝流程以提高

18、產(chǎn)品質(zhì)量和改善環(huán)境、推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的一種主要手段。變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速和起制動(dòng)性能，高效率、高功率因數(shù)和節(jié)電效果，廣泛的適用范圍及其它許多優(yōu)點(diǎn)而被國內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。變頻調(diào)速已被公認(rèn)為是最理想、最有發(fā)展前途的調(diào)速方式之一，采用通用變頻器構(gòu)成變頻調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)的主要目的，一是為了滿足提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、改善產(chǎn)品質(zhì)量、提高設(shè)備自動(dòng)化程度、提高生活質(zhì)量及改善生活環(huán)境等要求；二是為了節(jié)約能源、降低生產(chǎn)成本。3.4.1變頻器的特點(diǎn)（1）變頻調(diào)速節(jié)能由于采用變頻調(diào)速后，風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載的節(jié)能效果最明顯，節(jié)電率可達(dá)到20%60%，這是因?yàn)轱L(fēng)機(jī)水泵的耗用功率與轉(zhuǎn)速的三次方成比例，當(dāng)用戶需要的平均流量較

19、小時(shí)，風(fēng)機(jī)、水泵的轉(zhuǎn)速較低，其節(jié)能效果也是十分可觀的。而傳統(tǒng)的擋板和法門進(jìn)行流量調(diào)節(jié)時(shí)，耗用功率變化不大。由于這類負(fù)載很多，約占交流電動(dòng)機(jī)總?cè)萘康?0%30%，它們的節(jié)能就具有非常重要的意義。對(duì)于一些在低速運(yùn)行的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，如傳送帶等，變頻調(diào)速也可節(jié)能。除此之外，原有調(diào)速方式耗能較大者（如繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)等），原有調(diào)速方式比較龐雜，效率較低者（如龍門刨床等），采用了變頻調(diào)速后，節(jié)能效果也很明顯。（2）變頻調(diào)速在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行方面的優(yōu)勢(shì)變頻調(diào)速很容易實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)。只需要改變變頻器內(nèi)部逆變管的開關(guān)順序，即可實(shí)現(xiàn)輸出換相，也不存在因換相不當(dāng)而燒毀電動(dòng)機(jī)的問題。變頻調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)大都是從低速開始，頻率

20、較低。加、減速時(shí)間可以任意設(shè)定，故加、減速時(shí)間比較平緩，起動(dòng)電流較小，可以進(jìn)行較高頻率的起停。變頻調(diào)速系統(tǒng)制動(dòng)時(shí)，變頻器可以利用自己的制動(dòng)回路，將機(jī)械負(fù)載的能量消耗在制動(dòng)電阻上，也可回饋給供電電網(wǎng)，但回饋給電網(wǎng)需增加專用附件，投資較大。除此之外，變頻器還具有直流制動(dòng)功能，需要制動(dòng)時(shí)，變頻器給電動(dòng)機(jī)加上一個(gè)直流電壓，進(jìn)行制動(dòng)，則無需另加制動(dòng)控制電路。以提高工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量為目的的應(yīng)用變頻調(diào)速除了在風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載上的應(yīng)用以外，還可以廣泛應(yīng)用于傳送、卷繞、起重、擠壓、機(jī)床等各種機(jī)械設(shè)備控制領(lǐng)域。它可以提高奇特的產(chǎn)成品率，延長(zhǎng)設(shè)備的正常工作周期和使用壽命，使操作和控制系統(tǒng)得以簡(jiǎn)化，有的甚至可以改變?cè)?/p>

21、有的工藝規(guī)范，從而提高了整個(gè)設(shè)備控制水平?？刂葡到y(tǒng)硬件的電路設(shè)計(jì)注塑機(jī)變頻器改造原理由泵類負(fù)載的工作特性可知，泵的流量與轉(zhuǎn)速成正比，泵的揚(yáng)程與轉(zhuǎn)速的平方成正比，泵電機(jī)軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比，其公式如下所示：TOC o 1-5 h zQ2/Q1=N2/N1(4-1)H2/H1=(N2/N1)2(4-2)P2/P1=(N2/N1)3(4-3)其中Q為流量、N為轉(zhuǎn)速、H為揚(yáng)程。圖4.1閥門控制與變頻節(jié)能比較圖中給出了閥門控制與變頻控制兩種模式下的節(jié)能效果比較。原有注塑機(jī)系統(tǒng)采用閥門控制，當(dāng)流量由QA減少到QB時(shí)，由于管阻特性，工作點(diǎn)由A點(diǎn)轉(zhuǎn)移到B點(diǎn)，消耗的功率與0EBF的面積成正比，若采用變頻控制

22、，這時(shí)因閥門全開，其管阻特性不變，工作點(diǎn)由A點(diǎn)轉(zhuǎn)移到C點(diǎn)，消耗的功率與0ECK的面積成正比，因此，從圖4.1中可以看出，采用變頻調(diào)速比閥門控制更加節(jié)能，且隨著轉(zhuǎn)速的降低，電機(jī)輸出功率成立方關(guān)系減少，這樣，根據(jù)注塑工藝適時(shí)地調(diào)節(jié)油泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，即可達(dá)到節(jié)能的目的。變頻器控制柜主電路以海天HTW300型注塑機(jī)為例，下表為該機(jī)型油泵參數(shù)：表4.1注塑機(jī)油泵參數(shù)數(shù)泵機(jī)注三相電機(jī)型號(hào)功率轉(zhuǎn)數(shù)50HP37.5KW980r/min油泵型號(hào)類型排量動(dòng)力流量雙聯(lián)葉片泵207cc/rev206.8L/min在改造注塑機(jī)時(shí)使用康活CVF-ZS-4T0150注塑機(jī)專用變頻器，保留注塑機(jī)原有控制電路中的星-三角轉(zhuǎn)換電路

23、，這樣可方便改造同時(shí)保持注塑原來的控制特性采用工頻旁路目的是為了在變頻器出故障時(shí)可直接切換到工頻運(yùn)行，而不影響生產(chǎn)。圖4.2給出了注塑機(jī)變頻節(jié)能改造的主電路圖。圖中，ZD為斷路器，KM1、KM2、KM3為接觸器，SB3為故障復(fù)位按鈕5。比例閥控制信號(hào)T1RsTFWPTARSTTCCM11E2WLC2CuVwJJJ接注塑機(jī)圖4.2注塑機(jī)變頻節(jié)能改造主電路圖圖4.3為注塑機(jī)變頻柜的控制電路框圖。圖中，SB1為工頻/變頻轉(zhuǎn)換開關(guān)，選用三級(jí)開關(guān)；SB2為變頻器啟動(dòng)按鈕；L1為總電源指示燈；L2為工頻運(yùn)行指示燈;L3變頻運(yùn)行指示燈；L4為變頻器故障指示燈，其故障信號(hào)由變頻器TA、TC輸出;KM1、KM2

24、變頻運(yùn)行接觸器；KM3為工頻運(yùn)行接觸器6。圖4.3注塑機(jī)變頻柜控制電路圖變頻器控制主要參數(shù)設(shè)置以康沃CVF-ZS-4T0150變頻器在在海注塑機(jī)HTW300中的應(yīng)用為例，變頻器采用比例流量比例壓力兩路信號(hào)控制，變頻器主要參數(shù)應(yīng)當(dāng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的實(shí)際情況來分析決定。變頻器改造后的常見問題及解決方案生產(chǎn)效率問題變頻器的啟動(dòng)(加速)、停機(jī)(減速)均須一定的時(shí)間，這樣勢(shì)必會(huì)影響生產(chǎn)的效率。可以通過改進(jìn)生產(chǎn)工藝的方式使生產(chǎn)效率接近于工頻運(yùn)轉(zhuǎn)。信號(hào)干擾變頻器作為干擾源容易干擾別的設(shè)備，同時(shí)作為精密設(shè)備又容易被別的設(shè)備干擾。如原注塑機(jī)沒有可靠的接地系統(tǒng)，建議重新設(shè)計(jì)接地回路，以保證注塑機(jī)、電機(jī)、變頻器以及其他

25、需接地的電路有良好的接地回路。接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)需參考抑制干擾，防止靜電的關(guān)鍵措施。溫度信號(hào)受干擾的問題某些注塑機(jī)，在經(jīng)過變頻改造后會(huì)發(fā)生溫度信號(hào)受干擾的現(xiàn)象，溫度信號(hào)大幅度偏移。不僅如此，改造后的注塑機(jī)還會(huì)對(duì)鄰近的一定距離內(nèi)的其他注塑機(jī)產(chǎn)生干擾，影響溫度控制。經(jīng)過實(shí)際觀察與測(cè)試，在有可靠接地系統(tǒng)的情況下，改造后的注塑機(jī)只對(duì)本身的溫度信號(hào)有干擾，而對(duì)于鄰近的其他注塑機(jī)不會(huì)造成干擾。這說明，良好的接地系統(tǒng)可以吸收掉來自同一電網(wǎng)內(nèi)其他用電設(shè)備對(duì)其本身的干擾。注塑機(jī)電機(jī)的振動(dòng)問題。電機(jī)振動(dòng)問題一般由兩種原因引起。第一：電動(dòng)機(jī)的機(jī)械共振，當(dāng)電機(jī)在某一頻率附近共振比較嚴(yán)重時(shí)可以通過設(shè)置共振頻率回避點(diǎn)來解決。變頻器提供了兩個(gè)共振頻率回避點(diǎn)，完全可以避免由于機(jī)械原因引起的共振現(xiàn)象。第二：變頻器頻率的快速波動(dòng)引起電機(jī)轉(zhuǎn)速突變，導(dǎo)致油泵，油管振動(dòng)。電機(jī)發(fā)熱的問題由于變頻改造后，電機(jī)運(yùn)行在低頻段的時(shí)間較長(zhǎng)，電機(jī)溫升會(huì)比原來升高56C屬于正常情況，加裝脫離電機(jī)而獨(dú)立工作大風(fēng)量冷卻風(fēng)機(jī)，以加強(qiáng)電機(jī)的散熱效果。高次諧波問題高次諧波的產(chǎn)生是變頻器不可避免的問題，一般都不會(huì)影響電網(wǎng)的質(zhì)量，對(duì)于電網(wǎng)供電質(zhì)量有特殊要求的企業(yè)可以加裝交流輸入電抗器以及直流平波電抗器。注塑機(jī)變頻改造后運(yùn)行