变频器在液压小冲床上的运用（附变频液压技术在注塑机中的应用）.docx

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1、一、液压冲床和机械冲床差别：机械冲床是电机带动皮带轮通过轴同步到齿轮,然后利用曲轴使滑块上下而将曲线运动转化成直线运动的，惯性很大，一般分一级传动二级传动等。液压冲床采用油缸行程完成一次上下直线运动,常见问题是液压密封和油路电路故障较多。惯性极小并可有浅拉伸功能。由于冲床冲裁有作用力，那么就会有反作用力吸收问题，传统机械冲床的反作用力是由机体吸收的，一般大吨位的冲床会采用气液动方式减少危险系数。二、冲压机和液压机有什么区别：1、冲压机的工作原理一般是曲柄压力机,通过电动机驱动飞轮,并通过离合器,传动齿轮带动曲柄连杆机构使滑块上下运动,带动拉伸模具对钢板成型.所谓的双动就是指压力机有两个滑块,分

2、为内滑块和外滑块,内滑块带动模具的凸模或凹模，外滑块带动模具上的压边圈，在拉伸时压边圈首先动作压住钢板边缘,内滑块再动作进行拉伸。2、液压机（又名：油压机）利用帕斯卡定律制成的利用液体压强传动的机械，种类很多。当然，用途也根据需要是多种多样的。如按传递压强的液体种类来分，有油压机和水压机两大类。水压机产生的总压力较大，常用于锻造和冲压.液压机是一种以液体为工作介质，用来传递能量以实现各种工艺的机器。液压机除用于锻压成形外，也液压机可用于矫正、压装、打包、压块和压板等。液压机包括水压机和油压机。以水基液体为工作介质的称为水压机,以油为工作介质的称为油压机。液压机的规格一般用公称工作力（千牛）或公

3、称吨位（吨）表示。锻造用液压机多是水压机，吨位较高。为减小设备尺寸，大型锻造水压机常用较高压强（35兆帕左右），有时也采用IOO兆帕以上的超高压。其他用途的液压机一般采用625兆帕的工作压强。油压机的吨位比水压机低。液压冲床主要优点如下：（1）快速落料：传统型的油压机特点是压力大而速度慢，所以工用效率也不高。其压制速度可达40OmmZSC以上，且其压制效果比普通机械冲床更好，可广泛运用到五金制品或非金属制品的压制，如典型的产品有铝制品挤压，表壳、表带、眼镜框架及零件、像框、餐具、标牌、锁具、汽车零件和五金零件等。（2）拉伸功能：使金属大量的变型成为产品过程叫拉伸，拉伸产品在生活中应用很广，拉伸

4、产品一般由油压机完成，而传统的机械冲床是没有此功能的；如餐具、厨具、电机电器金属壳、罩底板和灯饰零件等产品的拉伸成形。液压冲床的分类由于液压冲床的广泛适用性，利用液压冲床进行加工生产的工艺是多种多样的，因此液压冲床的本体结构形式也是多种多样的。从机架形式看，有立式与卧式。从机架组成方式看，有立柱式、单臂式和框架式，立柱式又可分为四柱、双柱、三柱及多柱式等。从工作缸的数量看，有单缸、双缸及多缸之分。三、用户现场工况：驱动液压油泵的电机直接工频驱动，在做工时，换向阀打开油缸进油侧，油缸开始下行下压做工，当达到下止点行程开关时，换向阀打开另一边，油缸开始相反方向运动，油缸开始上行至上止点，完成一次工

5、作，在操作人员上下需要冲压的物料时，此时的等待时间，但驱动液压油泵的电机是在恒速50HZ全速运行的，此期间属于浪费能源时间。四、易驱变频器改造方案：整个液压冲床的各个环节的工作内容不变以及油缸下行红外线防压手保护功能有效等，需要改造的环节在于操作人员上下需要冲压的物料时，此时的等待时间，在等待时，使电机低频运行并处于低循环保压状态，当是要工作时，操作人员知道按动操作台上的双手启动按钮即可开始正常供油操作，整体工作使用2段速度运行，油缸下行工作时，电机加速，操作人员上下物料时，电机低频保压工作。五、液压冲床工作内容：(1)某大型集团公司液压冲床改造现场:(2)小冲床改造参数及接线图接线图说明：D

6、II接KMI常开点，DI2接下降继电器KA常开点,SB1SB2防压手下降按钮，SB3手动下降按钮，SB4手动上升按钮，SAl手动自动切换，SA2快慢速切换，SQl下限行程，SQ2上限行程。(3)设置参数表：参数号，设定值。出厂值,参数说明3Fl-OPh运行命令通道”Fl-02今g主频率源A选择QFl-W0.3S，机型设定加速时间PFl-120.3SP机型设定。减速时间,F2-283g上电端子功能检测,F6-0(PW加输入端子DIl功能一F6-0112O*3输入端子DI2功能,F9-0240%C06多段速频率8F9-03-8006多段速频率1*六、结束语:该改造方案已在某大型集团有限公司成功运用

7、，并比原先的工频控制方案的节电率高达50%,整体设备成本及维护成本、接线等方面大大简化，改造后可达到用户工艺加工要求，得到用户的认可。变频液压技术在注塑机中的应用摘要：现代科技的进步为注塑机提供了更为人性化、前卫、先进的技术支持。从当前的形势来看塑机行业正朝向环保、超精密成型、高可靠性、高度自动化、节能方向前进。在变频技术的支持下，变频液压注塑机就此诞生，比如电液复合注塑机。该类型注塑机以液压泵为对象，在调节液压泵电机转速的同时匹配最终流量，达成节能目的。相较于传统注塑机来说，这种注塑机的噪声更低、效率更高、能量损失最小。本文将着重研究其原理、状况以及优点，以供借鉴。关键词：变频液压技术注塑机

8、应用1变频液压节能原理该技术的节能原理非常特殊,其应用变频器完成电源频率调解工作，以此改变电机转速,最终实现注塑机的液压系统工作流量、运转速度控制。此外通过控制液压泵输出，使得注塑机能够得到其所需求的流量。液压泵实际流量借助变频器完成控制，能够在液压回路阻力不改变的基础上，利用流量完成工作压力适应性调节，运转中可以有效降低液压阀流量。该系统有着非常复杂、庞大的系统。电机转速和液压泵流量的关系非常密切，公式为Q=nq（Q为泵流量、n为电机转速q为液压泵排量）。系统电机转速公式为n=60fp（f为电源频率、P为磁极对数），两个公式的结合也就是Q=60fqp=kf（k为比例系数）。当知道确定流量以后

9、，通过该公式就能够得到对应频率f=Qkl.该公式可以帮助使用者结合实际需要，有计划、有目的地完成不同工艺阶段的流量转换，使其变成直接频率。此时就可以直接利用理论角度的知识解决实际操作频率问题。液压泵流量与转速为正比关系，轴功率与转速立方同样也是正比关系。2变频液压研究现状国内对变频技术的研究主要在于改造原有系统。当前国内已经有很多厂家可以专门生产注塑节能变频器，实现了注塑机能耗的有效控制。而欧美国家则将目光放在了电液复合注塑机的研究。欧盟就将电压注塑机作为基本研究项目，并利用变频驱动进行了注塑机试验与研制。通过采样试验得出，单工作循环中变频驱动电液注塑机效率可以达到50%以上，该效率远超普通注

10、塑机一倍以上。2.1 控制方式总共包含3种变频模式：第一种不加编码器的VVVF方式完成调速与变频，也就是变频变压调速变频。第二种应用编码器闭环泛用矢量完成调速变频。第三种编码器闭环纯矢量完成调速变频。经过不断实验得出第三种方式得到的节能效果与响应特性最好，能够让电动机即便处于低速运行条件情*兄时同样得到大转矩。在相同流量与压力的条件下，响应性能则得到了大幅度提升。种种优势为注塑机工作效率提供了有利的保障。2.2 驱动原理其动力源有两种驱动原理:第一种普通电动机在变量泵和变频调速的共同作用下形成动力源。第二种高响应伺服电动机通过驱动定量泵形成动力源。第一种方法进行流量控制时，如果流量小则应用改变

11、泵排量方式控制。如果此时流量超过界限，就会自行改变电机转速控制。该工作模式最突出的优势便是噪声很低，不过突出问题是响应速度相对较慢。第二种原理虽然电机有着较高的成本，不过泵成本则相对较低。此外其最大优点在于电机流量、压力都可以改变电机转速，该模式电机过载能力高、响应速度快。不论是哪一种运作模式节能效果都非常突出。欧美对上述两种模式都进行了大量实验，得出了大量的数据，这为注塑机节能的研究和发展提供了重要的帮助。3变频液压优点3.1 节能应用变频液压这项技术，能够从起始阶段就有效解决功率匹配节能需求。当注塑机处于无负载、轻载、中载的情况时，变频动力系统本题的工作能力会远远超出传统控制系统。其能够有

12、效减少注塑机的能量损失，环节溢流损失、无节流损失等问题。注塑机变频应用定量泵，定量泵工作效率超过变量泵，因此还有着较高的回路效率。相较于传统阀控节流，变频液压的节能能力可以达到30%60%.此外还能改善电功率，在降低无功电流的同时，缓解了线路损耗问题。3.2 安全可靠注塑机液压系统非常复杂,这源自于注塑成型本身就有着非常复杂的工艺和范围比较大的压力变化。此外不论是速度还是位置方面，注塑机变化都非常的大。变频技术能够全面升级、优化调速系统，使调速系统更切合实际需求。转矩闭环矢量控制在速度传感器的作用与影响下，可以很好的满足工艺使用要求。3.3 噪声小注塑机中应用变频液压技术能够实现准确、高效、完

13、美的计算机控制。此时只需应用检测手段就可以得知执行器运算速度，利用对比方式比较给定速度，掌握二者偏差。该偏差能够邦助工作人员得到真实、准确的变频控制信号。目前常用变频器的配置几乎都可以满足注塑机矢量控制需要。变频技术在使用中能够根据相关工艺以及注塑机实况自动、合理地选择所需算法。所以注塑机能够更好地达成产品质量控制要求。3.4 油温低注塑机变频系统的定量泵选择大多会选择系统要求低、系统相对可靠的变量泵，以此替换成本高、系统要求高的设备。必须强调的是，电机与变量泵大部分情况下的速度都在基础速度之下。所以可以有效减少系统声音大小和液压泵磨损情况。延长了设备寿命，提升了系统可靠性。4注塑机变频系统问

14、题4.1 低速稳定如果泵速过低，就会出现自吸力下降的问题，进而引发不充分吸油情况，出现很强烈的噪音与严重的流量脉动，这些因素都会影响速度稳定性。此外异步电机低频运行与低频力矩不足时的不稳定和逆变器的贮能元件、滤波能量转换会引发谐振现象，种种因素都是转速不稳定发生的真实原因。为解决稳定性要求，可通过选择性能更好的变频器与泵完成解决。但这种方式成本相对较高。为了控制成本一般会选择优化控制算法与控制结构，利用软件补偿优化系统的方式改善稳定性和系统动态品质。4.2 控制精度对调速精度来说，速度刚度的影响是非常突出的。速度刚度指的是执行器速度不随负载变化的能力2。此外系统慢时变特性同样也是一项比较重要的

15、原因。比如液压系统泄漏量、油液粘性、油液温度都会在时间变化的过程中出现变化，这些因素都会影响系统输出与调速精度。为了减少这类问题带给系统输出的不良影响，就必须从两个角度进行考虑。第一个角度保障电机转速在负载变化的过程中不会出现变化。第二个角度为通过减少或是消除液压系统慢时变特性的方式，缓解甚至是消除其对系统带来的输出影响。4.3 响应速度系统响应速度对注塑制品生产效率、生产质量的影响是非常突出的。所以响应速度是注塑机系统中最重要的一项性能指标。通过改变电机转速的方式完成液压系统流量的控制。因为电机转动惯量与变频器过载能力非常有限，而这两点因素都会影响极速性能，所以变频控制系统有些时候甚至比传统控制系统响应速度要更低。为了改善这一情况可以选择性能出众的变频器提高响应速度。高响应电机取代异步电机能够有效提升响应速度。利用变频控制系统节能突出、调速范围大的优势，保留阀控马达有着响应快的特点组成复合调速系统能够有效保障注塑快速性要求。5结语在电机技术、变频技术日益成熟的今天，液压控制这项技术获得了快速发展。通过计算机控制的方式，注塑机生产质量和效率将会得到良好的控制。高响应伺服电动机与矢量变频器性能的提高会让其价格逐渐降低，最终得到广泛的普及。电动控制与变频控制的注塑机之争最终会让二者融为一体，这已经成为今后的注塑机发