Come selezionare il sistema di alimentazione della pressa ad iniezione (parte 1)

La carica elettrica è il costo maggiore della lavorazione del prodotto per stampaggio a iniezione, ad eccezione delle materie prime.Per la maggior parte delle macchine per lo stampaggio a iniezione, l'energia elettrica viene prima convertita in energia cinetica attraverso il motore, quindi in energia idraulica attraverso la pompa dell'olio, che guida ogni azione nel ciclo di stampaggio a iniezione per completare il processo di stampaggio a iniezione.Conosciamo tutti la legge della "conservazione dell'energia".L'energia non aumenterà o diminuirà nel processo di cambiamento da una forma all'altra, ma in realtà c'è una perdita di energia nel processo di conversione, perché il processo di conversione produce energia di uscita "inutile", come l'energia termica.L'essenza del risparmio energetico è ridurre l'energia di uscita "inutile".

Pompa a cilindrata costante con motore asincrono

Le tradizionali presse ad iniezione sono alimentate da motori asincroni (del tipo a gabbia di scoiattolo).Il motore asincrono a velocità costante converte l'energia elettrica in energia cinetica.L'uscita di energia cinetica "utile" è solo circa il 90% dell'energia elettrica in ingresso (a pieno carico), e il resto diventa energia termica.Pertanto, il motore avrà una propria ventola per portare via l'energia termica.

Da un lato, il motore asincrono aziona la pompa a cilindrata fissa per erogare una portata costante;D'altra parte, ogni azione nel ciclo di stampaggio a iniezione, come l'apertura e la chiusura dello stampo, l'espulsione, ecc., ha requisiti di flusso diversi e il flusso non utilizzato tornerà al serbatoio dell'olio alla pressione impostata corrente .Più lenta è l'azione, o maggiore è la pressione impostata, più energia tornerà al serbatoio dell'olio e più energia verrà sprecata.L'energia sprecata diventerà energia termica, che aumenterà la temperatura dell'olio.Pertanto, in generale, quando la velocità di azione è più lontana dalla velocità massima, il tempo è più lungo e la pressione è maggiore, il potenziale risparmio energetico sarà maggiore.

Pompa a cilindrata variabile del motore asincrono

Si può vedere da quanto sopra che la chiave per il risparmio energetico è cambiare il flusso.La pompa a cilindrata variabile può fornire un flusso da zero al massimo ed è fornita con rotazione a velocità costante del motore asincrono.La pompa a cilindrata variabile più comunemente utilizzata adotta il design del pistone assiale a piatto oscillante.È buona abitudine spegnere le luci quando si esce.Quando l'interruttore chiaro scuro è ampiamente utilizzato, possiamo lavorare e riposare in una luce buia ma sufficiente, in modo da risparmiare energia.La pompa a cilindrata variabile è come un interruttore chiaro scuro.Ci sono anche due dispositivi che possono ridurre il flusso: convertitore di frequenza e servomotore.

Pompa dell'olio del convertitore di frequenza del motore asincrono

Il convertitore di frequenza cambia la frequenza CA, in modo che la velocità del motore asincrono cambi del 10-100%.Con una pompa a cilindrata costante, il volume dell'olio varia del 10-100%.

Tuttavia, il convertitore di frequenza è un'apparecchiatura elettronica ad alta corrente, che consuma anche elettricità e il suo effetto di risparmio energetico è inferiore a quello della pompa a cilindrata variabile.Inoltre, il motore asincrono è progettato a velocità costante, senza considerare l'ottimizzazione dell'inerzia del rotore.Se ci vogliono 0,1 secondi per ogni accelerazione e decelerazione del rotore, ci vogliono 2 secondi per non meno di 20 cambi di velocità in un ciclo.In generale, gli utenti scopriranno che l'uso del convertitore di frequenza rallenta la produttività.Infine, la maggior parte delle pompe a cilindrata costante sono pompe a palette.Quando la velocità diminuisce, diminuisce anche la forza centrifuga.Pertanto, a bassa portata, il trafilamento interno aumenta e l'efficienza della pompa dell'olio diminuisce.

Pertanto, quando la macchina per lo stampaggio ad iniezione viene rinnovata e migliorata, è più adatto utilizzare un convertitore di frequenza e collegarlo a un motore asincrono.Poiché comporta solo il cambio del cavo elettrico, richiede meno tempo ed è molto più semplice rispetto al passaggio da una pompa a cilindrata costante a una pompa a cilindrata variabile.Inoltre, è un'applicazione di successo modificare la velocità di rotazione della vite dell'estrusore con un convertitore di frequenza.Poiché l'estrusore non funziona periodicamente, non ha bisogno di accelerare o decelerare frequentemente e la sua vite è azionata dal cambio, quindi non coinvolge la pompa dell'olio.

Pompa dell'olio del servomotore

Il servomotore può ottimizzare l'accelerazione e la decelerazione.Il suo rotore utilizza un diametro ridotto per ridurre l'inerzia, quindi utilizza un rotore lungo per recuperare la coppia persa.Ovviamente anche l'inerzia aumenta con la lunghezza del rotore, ma solo linearmente.È anche ovvio dall'aspetto del servomotore che il suo diametro è piccolo ma la sua lunghezza è grande.Il servomotore impiega solo 0,05 secondi per passare da 0 a 2000 giri/min.Pertanto, il servomotore a velocità variabile viene utilizzato per azionare la pompa dell'olio, che rallenta la produttività solo quando il ciclo è inferiore a 5 secondi.Il magnete permanente viene utilizzato per generare il campo magnetico del rotore, che evita anche la perdita di rame e la perdita di ferro del rotore.

La velocità variabile del servomotore è realizzata dal controller con il principio della conversione di frequenza.La corrente alternata a 50 Hz o 60 Hz verrà convertita in corrente alternata della frequenza richiesta dopo la rettifica per azionare il servomotore.Pertanto, fintanto che la tensione è appropriata in aree con frequenze diverse, non influirà.Questo è diverso dal motore asincrono.La velocità di rotazione del motore asincrono a 60Hz è del 20% più veloce di quella a 50Hz.Il controller ha anche il controllo in feedback della pressione e della velocità e il controllo PID dell'aumento e della caduta della pressione e del flusso.

Il servomotore non è diverso dal generatore.Quale funzione svolgere dipende da come guidarlo.Se viene fornita alimentazione trifase, è un motore;Se viene fornita energia per ruotare il suo albero principale, è un generatore.Quando il servomotore viene frenato (come quando lo stampo viene aperto e fermato), diventa un generatore.L'inerzia (energia cinetica) della sagoma mobile e della sagoma mobile aziona il cilindro di bloccaggio dello stampo, quindi aziona la pompa dell'olio (in questo momento la pompa dell'olio diventa un motore dell'olio), che aziona l'albero principale del "generatore" per generare tensione.Dopo aver attraversato la resistenza del freno, diventa corrente e quindi diventa energia termica, che viene distribuita nell'atmosfera.Sebbene questa energia non venga recuperata, serve anche allo scopo di una frenata rapida e precisa.

Pompa ad ingranaggi o pompa a pistone

Esistono due tipi di pompe dell'olio utilizzate con i servomotori, ovvero la pompa a ingranaggi quantitativa e la pompa a stantuffo variabile.La pompa a cilindrata costante per la pressa ad iniezione è principalmente una pompa a palette.La forza centrifuga della pompa a palette diminuisce a bassa velocità e la perdita interna aumenta, quindi non è adatta per il servomotore a velocità variabile.

L'efficienza volumetrica della pompa ad ingranaggi è inferiore al 90%, la struttura è relativamente semplice, il costo non è elevato, il rumore non è elevato e la tolleranza all'inquinamento da idrocarburi è ampia.L'efficienza volumetrica della pompa a pistone è di circa il 95%, la struttura è precisa, la tolleranza alla contaminazione dell'olio non è elevata e il rumore è elevato.Tuttavia, le sue caratteristiche variabili possono essere utilizzate per ridurre il carico di coppia sul servomotore, ridurre la corrente e il calore, in modo che il tempo di mantenimento della pressione possa essere più lungo.Questo è stato messo in gioco nel progetto a doppia cilindrata della società di ricerca petrolifera.

Il flusso richiesto per il mantenimento della pressione e la chiusura dello stampo ad alta pressione è basso ma la pressione è elevata, il che può convertire la pompa a cilindrata variabile in una piccola cilindrata, riducendo il calore generato dalla grande corrente del servomotore a bassa velocità.Questa funzione non è nemmeno disponibile per tutti i motori.Se non viene utilizzata la doppia cilindrata, il mantenimento della pressione e la chiusura dello stampo ad alta pressione supereranno l'intervallo di flusso della pressione dello spostamento originale, ma comunque all'interno dell'intervallo di sovraccarico e possono essere utilizzati per il mantenimento temporaneo della pressione e la chiusura dello stampo ad alta pressione.Se il metodo di bloccaggio dello stampo adotta la cerniera della macchina, la chiusura dello stampo ad alta pressione è naturalmente di breve durata.Se la forza di bloccaggio dello stampo a pressione diretta non è bloccata dalla valvola unidirezionale, la pompa dell'olio motore deve funzionare continuamente per mantenere la forza di bloccaggio dello stampo.La pompa dell'olio a doppia cilindrata può essere vista come una trasmissione a doppia marcia di un'auto.La marcia bassa viene utilizzata quando si guida lentamente in salita.Sebbene il regime del motore non sia diminuito di molto, la forza motrice dell'auto è migliorata.