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2010-09-15

伺服系統在注塑機上的節能應用(續二)

待機狀態
  啟動了注塑機的電機后而注塑機沒有動作的狀態稱為待機狀態。
  在以下的情況下,注塑機是處于待機狀態的。
  1.當冷卻時間比塑化時間長,多出來的冷卻時間中,注塑機是處于待機狀態的。產品越厚,待機狀態時間便越長。
  2.機械手取出成品/水口時。
  3.半自動操作時操作員打開安全門取出成品/水口或插件時。 異步電機驅動變量泵在待機狀態時是恆速轉動但沒有流量的,但在一台11 kw的注塑機上測出電機的電流是7 a,比11 kw電機的24 a額定電流是一個大的比例(29%)。
  伺服電機驅動變量泵在待機狀態時是不轉動的。虛耗的只是伺服電機(電子)驅動器的能量。以11 kw伺服電機為例,電流不到1 a。
  油溫作指示
  伺服電機驅動油泵的節能效果,從壓力油的油溫上可見一斑。
  釆用一台50噸注塑機注塑單腔的航空杯,在華南的夏季及沒有壓力油冷卻的條件下,油溫只有37度攝氏。
  如壓力油的升溫是節能的指示,這一點是連異步電機驅動變量泵都望塵莫及的。
  伺服電機的限制
  伺服電機在“低轉速”時的反電勢(counter emf)較“高轉速”時低,電流增加使線圈過分發熱。這在長時間保壓時會發生。油研公司用變量泵降低排量,維持電機的高轉速來舒緩這個問題。選購注塑機時還要留意伺服電機功率是否過小。
  大的注塑機需要大的電機/油泵來驅動,但大的伺服電機,其轉子便有大的慣性,不能達到0.05 秒從0到2000 rpm的要求。如以日本的兩家伺服電機帶油泵的供應商為例,最大的電機也只有15 kw。
  更大的注塑機只能將兩個或以上伺服電機/油泵合流來驅動,便既能達到油流量的要求,亦能達到反應時間的要求。有一台3500噸的注塑機是釆用10套伺服電機/油泵合流來驅動的。
  伺服電機的成本高,是否值得釆用就要看產品而定,亦要看目前的注塑機是釆用定量泵還是變量泵的。若額外的投資回本期在兩年內,便是值得的。
  總結
  節能的本質在于減少浪費。當注塑機動作不是全速時,降低流量便能減少浪費。新的技朮如變量泵及伺服電機能夠降低流量。
  伺服電機與異步電機基本上有以下分別,使前者能在注塑機上發揮其節能作用。
  在低負荷時(含待機狀態),異步電機的效率很低,便做成浪費。異步電機是恆速轉動的,但伺服電機能變速,包含待機狀態的停轉,便能減少了摩擦及低效率的浪費。
  不是任何產品都適宜用伺服電機帶油泵的注塑機來生產,就如不是任何產品都要用全電機來生產一樣。定量泵及變量泵機還有其存在的價值。是否釆用此技朮要計算投資回本期來作出決定。操作員的培訓及電熱的節能亦需留意。      (完)

作者:萬世玉


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