臺(tái)達(dá)驅(qū)動(dòng)器在注塑機(jī)上的雙泵控制應(yīng)用
伺服系列注塑機(jī)是目前國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用的新產(chǎn)品,該系列機(jī)型采用高響應(yīng)的伺服系統(tǒng),使注塑機(jī)液壓系統(tǒng)的輸出功率與機(jī)器運(yùn)行的實(shí)際消耗相匹配,對(duì)保壓時(shí)間較長(zhǎng)及厚壁、高精度等產(chǎn)品有明顯的節(jié)電效果,與普通定量泵相比可節(jié)省用電量30%~80%,經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。
此外,可降低機(jī)器的發(fā)熱量,增加油路液壓密封件和液壓油的使用壽命,大大降低了機(jī)器的維護(hù)費(fèi)用,且增加了機(jī)器本身的使用壽命。對(duì)于大噸位注塑機(jī)需大流量的要求,在沒(méi)有相應(yīng)較大的電機(jī)及油泵的情況下,更考慮進(jìn)一步節(jié)能,故大流量機(jī)器采用雙泵合流或多泵合流來(lái)滿(mǎn)足要求。
臺(tái)達(dá)雙泵合流驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品通過(guò)伺服控制器的485總線實(shí)現(xiàn)對(duì)分系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制,用合流后的壓力作為壓力反饋。上位機(jī)的給定壓力和流量命令信號(hào)接入主泵(控制器),主泵通過(guò)485總線將數(shù)字命令傳輸給從泵,合流控制中的各個(gè)伺服控制器根據(jù)應(yīng)用需求確定最節(jié)能的工作狀態(tài),協(xié)同控制各電機(jī)的力矩和轉(zhuǎn)速,確保系統(tǒng)壓力和流量的快速響應(yīng),壓力和流量的穩(wěn)定,以及制成過(guò)程中的平穩(wěn)轉(zhuǎn)換。
1 注塑機(jī)要求
系統(tǒng)最大壓力17.5Mba,系統(tǒng)總流量為300L,采用雙泵來(lái)控制,且為大小泵控制,根據(jù)客戶(hù)要求來(lái)進(jìn)行油路設(shè)計(jì)。
2 系統(tǒng)配置
主泵配置選用菲斯電機(jī)U1013F20.3,油泵選用德國(guó)艾可樂(lè)齒輪泵E1PH6-080RK23-1X,驅(qū)動(dòng)器選用VFD450VL43A-J;
制動(dòng)單元配VFDB4045,電阻配2500kW/25歐×2;
從泵配置選用菲斯電機(jī)U1010F18.3,油泵選用德國(guó)艾可樂(lè)齒輪泵E1PH3-064RA23-1X,驅(qū)動(dòng)器選用VFD300VL43A-J;
制動(dòng)單元配VFDB4030,電阻配為1500kW/20歐;
各種配件若干,包括磁環(huán)、編碼器線、PG卡。
3 系統(tǒng)框圖
4 調(diào)試過(guò)程
主泵:主驅(qū)動(dòng)器先根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)單泵一樣設(shè)定所有參數(shù),再設(shè)定
A 壓力命令、流量命令三點(diǎn)校正
B 03-13=1,主機(jī)
C 03-14=從機(jī)流量/主機(jī)流量×100%,
D 03-06=1 多功能輸出(運(yùn)轉(zhuǎn)中)
因此次的從機(jī)64L/min,主機(jī)80L/min,則設(shè)定64/80×100%=80%。
從機(jī):先設(shè)定基本的馬達(dá)參數(shù)并進(jìn)行自學(xué)習(xí),再設(shè)定
A 03-13=2,從機(jī)
B 03-15=1,速度命令從485通訊給定
改變主機(jī)的壓力控制參數(shù),使整機(jī)性能達(dá)到最佳。
5 調(diào)試后全自動(dòng)波形圖
調(diào)試后的全自動(dòng)波形圖如圖2所示。
6 調(diào)試過(guò)程中存在的問(wèn)題
由于存在加、減速過(guò)程,導(dǎo)致注塑過(guò)程經(jīng)常處于加、減速的過(guò)程中,注塑產(chǎn)品是一個(gè)對(duì)工藝比較敏感的過(guò)程,往往加速過(guò)程會(huì)使產(chǎn)品產(chǎn)生嚴(yán)重缺陷。所以要求加速過(guò)程要非常快,即要求動(dòng)態(tài)響應(yīng)非常快,否則會(huì)造成成品率下降的情況;
注塑機(jī)在合模時(shí)需要很大的力,變頻器控制時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)過(guò)流的情況,所以要求變頻器有強(qiáng)的過(guò)載能力;
驅(qū)動(dòng)器作為一個(gè)干擾源,經(jīng)常對(duì)注塑機(jī)的溫度板、動(dòng)作順序以及自身接收的壓力流量信號(hào)、傳感器信號(hào)都會(huì)有一定程度的干擾。要求驅(qū)動(dòng)器一定要作抗干擾處理;
從泵在不同油路設(shè)計(jì)中要考慮從機(jī)反轉(zhuǎn)泄壓扭力限制03-16,若是此參數(shù)設(shè)置不合理將會(huì)造成從泵驅(qū)動(dòng)器在個(gè)別動(dòng)作中使直流母線上的電壓瞬間升得很高,使驅(qū)動(dòng)器報(bào)oud或oun。
7 注塑機(jī)使用驅(qū)動(dòng)器時(shí)的注意事項(xiàng)
驅(qū)動(dòng)器容量的選擇:在選配驅(qū)動(dòng)器容量前,應(yīng)實(shí)測(cè)一下注塑機(jī)在各個(gè)工序過(guò)程中,油泵電機(jī)工頻狀態(tài)運(yùn)行的最大負(fù)荷電流,作為選擇變頻器容量的依據(jù)。變頻器的額定電流最好為控制電機(jī)額定電流的1.1~1.5倍,且電壓等級(jí)與控制電機(jī)相符。
驅(qū)動(dòng)器的安裝環(huán)境:因?yàn)樗苣z廠環(huán)境溫度高,塑料粉塵多,因此節(jié)能裝置的柜體要設(shè)計(jì)合理,柜內(nèi)驅(qū)動(dòng)器周?chē)鷳?yīng)留足夠的空間,保證良好的通風(fēng)渠道,并加裝冷卻風(fēng)扇以強(qiáng)迫風(fēng)冷?,F(xiàn)場(chǎng)需安裝在通風(fēng)良好,遠(yuǎn)離熱源和塵埃多的地方。
驅(qū)動(dòng)器對(duì)注塑機(jī)工作的干擾處理:變頻器的輸入和輸出電流中都會(huì)有一定量高次諧波成份,傳出來(lái)便形成了干擾注塑機(jī)正常工作的信號(hào)。應(yīng)采取以下措施:
(1)不要將驅(qū)動(dòng)器的輸入、輸出電纜與驅(qū)動(dòng)器的控制信號(hào)(包括其它設(shè)備的控制信號(hào)線)平行走或捆扎在一起;
(2)在驅(qū)動(dòng)器的輸出側(cè)加裝磁環(huán)(抗共模干擾零相電抗器)減小高次諧波電流,特殊情況輸入側(cè)也需要加裝;
(3)驅(qū)動(dòng)器的外殼必須可靠接地。
8 總結(jié)
VJ驅(qū)動(dòng)器用在注塑機(jī)上的雙泵合流控制具有省電、精確與油壓機(jī)高射速、高響應(yīng)特性,成本適中等優(yōu)點(diǎn)。主要體現(xiàn)在如下幾點(diǎn):
(1)超省電節(jié)能:比傳統(tǒng)定量泵油壓系統(tǒng)省電30%~80%;
(2)系統(tǒng)油溫低:油溫降低5~10℃,減小冷卻器規(guī)格;
(3)重復(fù)精度高:實(shí)現(xiàn)了精密的流量壓力控制;
(4)速度響應(yīng)佳:速度響應(yīng)30~100ms以?xún)?nèi);
(5)耐惡歷環(huán)境:采用防震、防油、防塵的Resolver。