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2010-09-15

伺服系统在注塑机上的节能应用(续二)

待机状态
  启动了注塑机的电机后而注塑机没有动作的状态称为待机状态。
  在以下的情况下,注塑机是处于待机状态的。
  1.当冷却时间比塑化时间长,多出来的冷却时间中,注塑机是处于待机状态的。产品越厚,待机状态时间便越长。
  2.机械手取出成品/水口时。
  3.半自动操作时操作员打开安全门取出成品/水口或插件时。 异步电机驱动变量泵在待机状态时是恒速转动但没有流量的,但在一台11 kw的注塑机上测出电机的电流是7 a,比11 kw电机的24 a额定电流是一个大的比例(29%)。
  伺服电机驱动变量泵在待机状态时是不转动的。虚耗的只是伺服电机(电子)驱动器的能量。以11 kw伺服电机为例,电流不到1 a。
  油温作指示
  伺服电机驱动油泵的节能效果,从压力油的油温上可见一斑。
  采用一台50吨注塑机注塑单腔的航空杯,在华南的夏季及没有压力油冷却的条件下,油温只有37度摄氏。
  如压力油的升温是节能的指示,这一点是连异步电机驱动变量泵都望尘莫及的。
  伺服电机的限制
  伺服电机在“低转速”时的反电势(counter emf)较“高转速”时低,电流增加使线圈过分发热。这在长时间保压时会发生。油研公司用变量泵降低排量,维持电机的高转速来舒缓这个问题。选购注塑机时还要留意伺服电机功率是否过小。
  大的注塑机需要大的电机/油泵来驱动,但大的伺服电机,其转子便有大的惯性,不能达到0.05 秒从0到2000 rpm的要求。如以日本的两家伺服电机带油泵的供应商为例,最大的电机也只有15 kw。
  更大的注塑机只能将两个或以上伺服电机/油泵合流来驱动,便既能达到油流量的要求,亦能达到反应时间的要求。有一台3500吨的注塑机是采用10套伺服电机/油泵合流来驱动的。
  伺服电机的成本高,是否值得采用就要看产品而定,亦要看目前的注塑机是采用定量泵还是变量泵的。若额外的投资回本期在两年内,便是值得的。
  总结
  节能的本质在于减少浪费。当注塑机动作不是全速时,降低流量便能减少浪费。新的技术如变量泵及伺服电机能够降低流量。
  伺服电机与异步电机基本上有以下分别,使前者能在注塑机上发挥其节能作用。
  在低负荷时(含待机状态),异步电机的效率很低,便做成浪费。异步电机是恒速转动的,但伺服电机能变速,包含待机状态的停转,便能减少了摩擦及低效率的浪费。
  不是任何产品都适宜用伺服电机带油泵的注塑机来生产,就如不是任何产品都要用全电机来生产一样。定量泵及变量泵机还有其存在的价值。是否采用此技术要计算投资回本期来作出决定。操作员的培训及电热的节能亦需留意。      (完)

作者:万世玉


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