注塑機伺服泵的應用

1、同步機驅動器同步機驅動器在注塑機上的應用在注塑機上的應用系統(tǒng)實物對照系統(tǒng)實物對照- -伺服泵伺服泵永磁同步電機特點永磁同步電機特點1、低頻大轉矩極對數(shù)多；2、節(jié)能轉子無勵磁，每安培出力大（Kt）；3、轉矩控制精度高無轉差頻率；4、弱磁困難電壓限制，氣隙大，一般不超頻運行。同步機適應的編碼器及匯川同步機適應的編碼器及匯川PG卡（選件）卡（選件）異步電機可選用的異步電機可選用的PGPG卡類型：卡類型：MD32PG、MD32PGD、UVW型（MD32PG3）型號型號 供電電供電電壓壓 編碼器類型編碼器類型 最遠傳輸距離最遠傳輸距離分頻輸出分頻輸出 響應速度響應速度 MD32PG MD32PG 15V

2、 15V 開路集電極輸出開路集電極輸出 8080米米 無無 080kHz 080kHz MD32PGD MD32PGD 15V 15V 開路集電極輸出開路集電極輸出 8080米米 462 462 080kHz 080kHz UVWUVW型型（MD32PG3MD32PG3）5V 5V 差分輸出（差分輸出（ABZABZ或或ABZ+UVWABZ+UVW）150150米米 1 1080kHz(AB)080kHz(AB)010kHz(UVW) 010kHz(UVW) 正余弦型正余弦型 5V 5V 差分輸出差分輸出（ABZ+SinCosABZ+SinCos） 5050米米 1 1080kHz(AB) 08

3、0kHz(AB) 旋轉變壓器旋轉變壓器 激勵信號激勵信號sincossincos永磁同步電機可選用的永磁同步電機可選用的PGPG卡類型卡類型：UVW型、正余弦型、ABZ型、旋轉變壓器、無編碼器（試機）永磁同步機的自學習永磁同步機的自學習1 1、永磁同步機自學習的內容？、永磁同步機自學習的內容？電機參數(shù)； 編碼器零點位置角；2 2、永磁同步機自學習的方法？、永磁同步機自學習的方法？空載轉動學習；帶負載轉動學習；靜止學習；pfnNN60注塑機驅動系統(tǒng)傳統(tǒng)液壓控制注塑機驅動系統(tǒng)傳統(tǒng)液壓控制特點：定量泵通過異步機工頻運行，高出系統(tǒng)的壓力油通過溢流閥回油；油溫高；噪音大；液壓油泄漏大；用戶電費成本很高；

4、但可以提供很高的壓力，維護煩；變量泵相對定量泵可以省部分電，但仍避免不了定量泵的缺點注塑機驅動系統(tǒng)電液混合控制（伺服泵）注塑機驅動系統(tǒng)電液混合控制（伺服泵）伺服節(jié)能泵型注塑機，配置伺服配置伺服電機、旋轉編碼器、高精度壓電機、旋轉編碼器、高精度壓力傳感器力傳感器；時刻對系統(tǒng)的壓力和流量進行檢測反饋，及時通過改變伺服同步電機的轉速和轉矩對壓力、流量作出響應的調整，最終維持系統(tǒng)的壓力快、準、穩(wěn)達到設定的壓力和流量；動態(tài)響應高、成品重復精度高、噪音低、最大程度的節(jié)省電費；與傳統(tǒng)的定量泵和變量泵系統(tǒng)相比，同噸位的注塑機選配的電機功率要小些，安裝空間小、設備整體檔次提升可以恒功率超速運行，如電機額定180

5、0rpm,可以超到2000RPM.注塑機驅動系統(tǒng)全電動控制注塑機驅動系統(tǒng)全電動控制注塑系統(tǒng)中不含有任何液壓油路控制，所有動作都依靠電動執(zhí)行機構完成；電動注塑機必然清潔；由于是無油機制，意味著不需要冷卻，不需要冷卻管路的購置、運行和維護費用；成本明顯高于液壓機，采用伺服、驅動器、高精度傳感器等，成形產品高精度；運行噪音降低；節(jié)能明顯，低能耗，全電動注塑機可節(jié)省50%-70%的能源，而且在冷卻水利用方面也有類似的效果；在一些需要極長時間閉模和極高的鎖模壓力加工領域，依然是需要用液壓注塑機，全電動替代不了注塑機油壓控制方案注塑機油壓控制方案匯川伊士通電液混合控制方案（一）匯川伊士通電液混合控制方案（

6、一）實際壓力表顯示實際壓力表顯示通訊給定壓通訊給定壓力和流量兩力和流量兩路信號路信號系統(tǒng)通過注塑機本身主機板中的PID算法控制油泵轉速，最終目標使得油泵輸出油壓快、準、穩(wěn)達到注塑機操作面板設定壓力值010v對應對應MPa匯川伊士通電液混合控制方案（二）匯川伊士通電液混合控制方案（二）實際壓力表顯示實際壓力表顯示通訊給定壓通訊給定壓力和流量兩力和流量兩路信號路信號系統(tǒng)通過驅動器自身的PID算法控制油泵轉速，最終目標使得油泵輸出油壓快、準、穩(wěn)達到注塑機操作面板設定壓力值010v對應對應MPa注塑機伺服系統(tǒng)框圖注塑機伺服系統(tǒng)框圖匯川伊士通電液混合控制油壓方案匯川伊士通電液混合控制油壓方案( (二）二

7、）注塑機對驅動的真實需求可以理解為：注塑機對驅動的真實需求可以理解為：需要壓力控制的時候，壓力變化迅速平穩(wěn)、不超調，如注射階段不需要壓力控制的時候，壓力變化迅速平穩(wěn)、不超調，如注射階段不出現(xiàn)飛邊，保壓階段滿足注射材料的壓力要求；出現(xiàn)飛邊，保壓階段滿足注射材料的壓力要求；需要速度控制的時候，速度上升迅速平穩(wěn)，如注射階段保證所有注需要速度控制的時候，速度上升迅速平穩(wěn)，如注射階段保證所有注射料快速均勻，避免出現(xiàn)缺料等情況。射料快速均勻，避免出現(xiàn)缺料等情況。對注塑機控制的難點：1、不同工藝階段對驅動的要求分析注射階段：速度上升快，油壓限制穩(wěn)定；保壓階段：油壓限制快速穩(wěn)定；工件頂出階段：不振蕩，動作平滑

8、；其它階段：速度平滑；2、油壓PI調節(jié)實現(xiàn)方式的選擇驅動器實現(xiàn)油壓PI調節(jié)；電腦板實現(xiàn)油壓PI調節(jié)；匯川伊士通電液混合控制油壓方案匯川伊士通電液混合控制油壓方案( (二）二）客戶關注指標：客戶關注指標：1）油壓控制的快速性和穩(wěn)定性：我們達到）油壓控制的快速性和穩(wěn)定性：我們達到100ms穩(wěn)定不超調，穩(wěn)定不超調，和業(yè)內水平持平，但是需要合適的調節(jié)器增益。和業(yè)內水平持平，但是需要合適的調節(jié)器增益。2）節(jié)能指標：以不同油壓下電機電流的大小作為衡量的標準，）節(jié)能指標：以不同油壓下電機電流的大小作為衡量的標準，我們變頻器基本保持輸出電流和油壓線性變化，蒙德的驅動器油壓我們變頻器基本保持輸出電流和油壓線性變

9、化，蒙德的驅動器油壓高于高于100Bar后電流比我們的大，是伊士通放棄的主要原因。后電流比我們的大，是伊士通放棄的主要原因。3）靜音指標：要求電機運行低噪聲，和電機、油泵的關系比較）靜音指標：要求電機運行低噪聲，和電機、油泵的關系比較大，低速保壓階段，我們驅動器控制聲音非常小，電流噪聲可以通大，低速保壓階段，我們驅動器控制聲音非常小，電流噪聲可以通過增加載波頻率減弱。過增加載波頻率減弱。4）成本指標：應用該系統(tǒng)后消耗用油少，極有可能節(jié)省油箱的）成本指標：應用該系統(tǒng)后消耗用油少，極有可能節(jié)省油箱的水冷系統(tǒng)，或者改為簡易的可控風扇散熱系統(tǒng)，節(jié)省注塑機造價成水冷系統(tǒng)，或者改為簡易的可控風扇散熱系統(tǒng)，

10、節(jié)省注塑機造價成本和運行成本非?？捎^。本和運行成本非?？捎^。注塑機伺服應用需要關注的一些問題注塑機伺服應用需要關注的一些問題1 1、電機選擇和電流計算、電機選擇和電流計算力矩計算公式：N = 0.0156*V（泵的排量）*P（最高壓力）/ KtKt值說明(每安培的轉矩值，NM/A)：Kt = (9550 * 電機額定功率kW / 電機額定轉速RPM）/ 電機額定電流A 2 2、泵的選擇、泵的選擇不同泵的問題：葉片泵，齒輪泵，螺桿泵泵的效率問題：油壓的泄漏導致效率下降，和油壓有關。葉片方式和齒輪方式的油泵存在出葉片方式和齒輪方式的油泵存在出油脈動大、低速瀉漏大油脈動大、低速瀉漏大等問題，在該方案

11、等問題，在該方案中不可用。中不可用。注塑機伺服控制調試方法注塑機伺服控制調試方法1 1、旋變的使用、旋變的使用旋變的接線；旋變的極對數(shù)；旋變的自學習；2 2、三種油壓控制方式、三種油壓控制方式驅動器實現(xiàn)油壓PI調節(jié)，模擬量給定油壓和流量；驅動器實現(xiàn)油壓PI調節(jié)，CAN通訊給定油壓和流量；電腦板實現(xiàn)油壓PI調節(jié)，驅動器僅作執(zhí)行結構；注塑機伺服控制調試方法注塑機伺服控制調試方法3 3、驅動器環(huán)路設定、驅動器環(huán)路設定電流環(huán)：和電感有關，默認1000，600；速度環(huán)：要求動態(tài)性能高，默認60，0.5；4 4、油壓調節(jié)器、油壓調節(jié)器油壓上升斜率設定：200ms；最大油壓設定；油壓模擬輸入設定；兩組油壓P

12、I調節(jié)器，默認：60，10和60，3；現(xiàn)場試機概況（一）現(xiàn)場試機概況（一）寧波菲仕電機參數(shù)I0=48.7A;IN=34.9A;PN=18.8KW; TN=100N; UN=312V;KT=2.9NM/A 額定頻率120Hz;額定轉速1800rpm;油泵電機:50L/MIN注塑機設計最高油壓：140MPa;理論計算公式 L/機器所需流量V(泵排量) * n(轉速) /1000 如果 L 需要放余量，可以乘以一個系數(shù)(如1.05) 此處計算出來的 N 可以乘以0.8 ，因為電機可以過載， N(泵所需轉矩) 0.0156 * V(泵排量) * P(系統(tǒng)最高壓力) 而且系統(tǒng)最高壓力使用時間也是很短的

13、I = Nm / Kt Kt 轉矩系數(shù) (理論計算 Kt （9550*18.8/1800)/34.9=2.86)當當140公斤壓力時，理論計算驅動器電流為公斤壓力時，理論計算驅動器電流為 I=(0.0156*50*140)/2.9=38Al現(xiàn)場實際測得電流140公斤時變頻器顯示電流為公斤時變頻器顯示電流為45A; 壓力表顯示壓力時，變頻器運行到時顯示電流A；將理論計算38A零空壓力4A42A;與實際45A差不多現(xiàn)場試機概況（二）現(xiàn)場試機概況（二）驅動器端子接線及參數(shù)設定（選用自身油壓控制，通訊設定壓力和流量）CHCLX1X2COMGNDAI1+24VCAN通訊使能運行注射時對應PID2壓力傳感

14、器信號10v旋變編碼器接口旋變編碼器接口DB1:RESDB2:RES+DB3:SIN+DB4:SIN_DB5:COS+DB9:COS_功能碼功能碼功能碼說明功能碼說明單位單位備注備注Fr-08Fr-08零點位置角0.1度辨識結果參數(shù)F4-13F4-13AI最小輸入電平0.01V油壓輸入?yún)?shù)F4-14F4-14AI最小輸入對應油壓的百分比0.1%F4-15F4-15AI最大輸入電平0.01VF4-16F4-16AI最大輸入對應油壓的百分比0.1%FU-00FU-000：非油壓控制模式；1：驅動器油壓控制（模擬量設定油壓）；2：驅動器油壓控制（電腦板設定油壓）；3：電腦板油壓控制；油壓控制模式FU

15、-01FU-01最大油壓Bar油壓控制相關FU-02FU-02設定油壓BarFU-03FU-03油壓PI調節(jié)器KPFU-04FU-04油壓PI調節(jié)器KI1FU-05FU-05油壓上升斜率120msFU-06FU-06旋變的極對數(shù)1旋變參數(shù)FU-07FU-071表示旋變接反FU-09FU-09XI輸入端子狀態(tài)（X2為注射端子對應F4-01=00）FU-10FU-10油壓PI調節(jié)器KP2FU-11FU-11油壓PI調節(jié)器KI2U1-00U1-00轉子實時角度0.1度顯示參數(shù)U1-01U1-01設定油壓0.1%U1-02U1-02實際油壓0.1%U1-03U1-03旋變實時角度0.1度U1-04U1-04油壓調節(jié)的ITU1-05U1-05實際運行轉速RPM現(xiàn)場試機概況（三）現(xiàn)場試機概況（三）示波器顯示壓力信號狀態(tài)示波器顯示壓力信號狀態(tài)圖1仿真器捕捉設定