Cách Chọn Hệ Thống Điện Máy Ép Phun (Phần 1)

Phí điện là chi phí lớn nhất trong quá trình xử lý sản phẩm ép phun ngoại trừ nguyên liệu thô.Đối với hầu hết các máy ép phun, năng lượng điện đầu tiên được chuyển đổi thành động năng thông qua động cơ, sau đó thành năng lượng thủy lực thông qua bơm dầu, điều khiển từng hành động trong chu kỳ ép phun để hoàn thành quy trình ép phun.Chúng ta đều biết định luật "bảo toàn năng lượng".Năng lượng sẽ không tăng hoặc giảm trong quá trình chuyển đổi từ dạng này sang dạng khác, nhưng trên thực tế, có sự mất mát năng lượng trong quá trình chuyển đổi, đó là do quá trình chuyển đổi tạo ra năng lượng đầu ra "vô dụng", chẳng hạn như năng lượng nhiệt.Bản chất của bảo tồn năng lượng là giảm năng lượng đầu ra "vô ích".

Bơm định lượng động cơ không đồng bộ

Máy ép phun truyền thống được cung cấp bởi động cơ không đồng bộ (kiểu lồng sóc).Động cơ không đồng bộ tốc độ không đổi chuyển đổi năng lượng điện thành động năng.Động năng "hữu ích" đầu ra chỉ bằng khoảng 90% năng lượng điện đầu vào (khi được nạp đầy đủ), và phần còn lại trở thành nhiệt năng.Do đó, động cơ sẽ có quạt riêng để lấy đi nhiệt năng.

Một mặt, động cơ không đồng bộ điều khiển bơm thể tích cố định để tạo ra lưu lượng không đổi;Mặt khác, mỗi hành động trong chu kỳ ép phun, chẳng hạn như mở và đóng khuôn, đẩy ra, v.v., có các yêu cầu khác nhau đối với dòng chảy và dòng chảy không được sử dụng sẽ chảy trở lại thùng dầu dưới áp suất đặt hiện tại .Hành động càng chậm hoặc áp suất cài đặt càng cao thì càng nhiều năng lượng quay trở lại thùng dầu và càng lãng phí nhiều năng lượng.Năng lượng lãng phí sẽ trở thành năng lượng nhiệt, làm tăng nhiệt độ dầu.Do đó, nói chung, khi tốc độ hành động xa hơn tốc độ tối đa, thời gian dài hơn và áp suất lớn hơn, khả năng tiết kiệm năng lượng sẽ lớn hơn.

Bơm biến thiên của động cơ không đồng bộ

Từ những điều trên có thể thấy rằng chìa khóa để bảo tồn năng lượng là thay đổi dòng chảy.Bơm biến thiên có thể cung cấp lưu lượng từ 0 đến tối đa, và nó được cung cấp dưới tốc độ quay không đổi của động cơ không đồng bộ.Máy bơm biến thiên được sử dụng phổ biến nhất sử dụng thiết kế pít tông hướng trục swashplate.Tắt đèn khi ra ngoài là một thói quen tốt.Khi công tắc sáng tối được sử dụng rộng rãi, chúng ta có thể làm việc và nghỉ ngơi trong bóng tối nhưng đủ ánh sáng để tiết kiệm năng lượng.Bơm biến thiên giống như công tắc sáng tối.Ngoài ra còn có hai thiết bị có thể giảm lưu lượng: bộ biến tần và động cơ servo.

Bơm dầu chuyển đổi tần số động cơ không đồng bộ

Bộ biến tần thay đổi tần số AC, do đó tốc độ của động cơ không đồng bộ thay đổi trong 10-100%.Với bơm thể tích không đổi, thể tích dầu thay đổi từ 10-100%.

Tuy nhiên, bộ biến tần là một thiết bị điện tử dòng điện cao, cũng tiêu thụ điện và hiệu quả tiết kiệm năng lượng của nó kém hơn so với máy bơm biến áp.Ngoài ra, động cơ không đồng bộ được thiết kế ở tốc độ không đổi mà không tính đến việc tối ưu hóa quán tính rôto.Nếu mỗi lần tăng giảm tốc của rôto mất 0,1 giây thì mất 2 giây cho không dưới 20 lần thay đổi tốc độ trong một chu kỳ.Nói chung, người dùng sẽ thấy rằng việc sử dụng bộ biến tần làm chậm năng suất.Cuối cùng, hầu hết các máy bơm thể tích không đổi là máy bơm cánh gạt.Khi tốc độ giảm, lực ly tâm cũng giảm.Do đó, ở lưu lượng thấp, rò rỉ bên trong tăng lên và hiệu quả của bơm dầu giảm.

Do đó, khi máy ép phun được đổi mới và cải tiến, việc sử dụng bộ biến tần và kết nối nó với động cơ không đồng bộ sẽ phù hợp hơn.Bởi vì nó chỉ liên quan đến việc thay đổi dây điện, nên sẽ mất ít thời gian hơn và đơn giản hơn nhiều so với việc thay đổi máy bơm thể tích không đổi sang máy bơm thể tích thay đổi.Ngoài ra, nó là một ứng dụng thành công để thay đổi tốc độ quay của trục vít máy đùn bằng bộ biến tần.Do máy đùn không hoạt động định kỳ nên nó không cần tăng tốc hoặc giảm tốc thường xuyên và trục vít của nó được dẫn động bởi hộp số nên không liên quan đến bơm dầu.

Bơm dầu động cơ servo

Động cơ servo có thể tối ưu hóa khả năng tăng tốc và giảm tốc.Rô-to của nó sử dụng đường kính nhỏ để giảm quán tính, sau đó sử dụng rô-to dài để phục hồi mô-men xoắn bị mất.Tất nhiên, quán tính cũng tăng theo chiều dài cánh quạt, nhưng chỉ là tuyến tính.Rõ ràng là từ sự xuất hiện của động cơ servo, đường kính của nó nhỏ nhưng chiều dài của nó lại lớn.Chỉ mất 0,05 giây để động cơ servo thay đổi từ 0-2000 vòng/phút.Do đó, động cơ servo thay đổi tốc độ được sử dụng để dẫn động bơm dầu làm chậm năng suất chỉ khi chu kỳ dưới 5 giây.Nam châm vĩnh cửu được sử dụng để tạo ra từ trường của rôto, điều này cũng tránh được tổn thất đồng và tổn thất sắt của rôto.

Tốc độ thay đổi của động cơ servo được thực hiện bởi bộ điều khiển với nguyên tắc chuyển đổi tần số.Dòng điện xoay chiều 50Hz hoặc 60Hz sẽ được chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều có tần số yêu cầu sau khi chỉnh lưu để điều khiển động cơ servo.Do đó, miễn là điện áp phù hợp ở các khu vực có tần số khác nhau, nó sẽ không ảnh hưởng.Điều này khác với động cơ không đồng bộ.Tốc độ quay của động cơ không đồng bộ ở 60Hz nhanh hơn 20% so với 50Hz.Bộ điều khiển cũng có điều khiển phản hồi về áp suất và tốc độ, và điều khiển PID về tăng giảm áp suất và lưu lượng.

Động cơ servo không khác gì máy phát điện.Chức năng nào để chơi phụ thuộc vào cách lái nó.Nếu cấp điện ba pha thì là động cơ;Nếu cung cấp năng lượng để quay trục chính của nó thì đó là máy phát điện.Khi hãm động cơ servo (chẳng hạn như khi mở và dừng khuôn), nó sẽ trở thành một máy phát điện.Quán tính (động năng) của khuôn mẫu chuyển động và khuôn mẫu chuyển động truyền động xi lanh khóa khuôn, sau đó truyền động bơm dầu (lúc này bơm dầu trở thành động cơ dầu), truyền động trục chính của "máy phát điện" để tạo ra điện áp.Sau khi đi qua điện trở phanh, nó trở thành dòng điện, sau đó trở thành năng lượng nhiệt, được phân phối trong khí quyển.Mặc dù năng lượng này không được phục hồi nhưng nó cũng phục vụ cho mục đích phanh nhanh và chính xác.

Bơm bánh răng hay bơm pít tông

Có hai loại bơm dầu được sử dụng với động cơ servo, đó là bơm bánh răng định lượng và bơm pít tông biến thiên.Bơm dịch chuyển không đổi cho máy ép phun chủ yếu là bơm cánh gạt.Lực ly tâm của bơm cánh gạt giảm ở tốc độ thấp và rò rỉ bên trong tăng lên, vì vậy nó không phù hợp với động cơ servo tốc độ thay đổi.

Hiệu suất thể tích của bơm bánh răng dưới 90%, cấu trúc tương đối đơn giản, giá thành không cao, tiếng ồn không lớn, khả năng chịu ô nhiễm dầu lớn.Hiệu suất thể tích của bơm pít tông là khoảng 95%, cấu trúc chính xác, khả năng chịu nhiễm dầu không cao và tiếng ồn lớn.Tuy nhiên, các đặc tính thay đổi của nó có thể được sử dụng để giảm tải mô-men xoắn trên động cơ servo, giảm dòng điện và nhiệt, do đó thời gian giữ áp suất có thể lâu hơn.Điều này đã được phát huy trong thiết kế dịch chuyển kép của công ty nghiên cứu dầu mỏ.

Lưu lượng cần thiết để duy trì áp suất và đóng khuôn áp suất cao thấp nhưng áp suất cao, có thể chuyển đổi bơm thể tích thay đổi thành thể tích nhỏ, giảm nhiệt sinh ra bởi dòng điện lớn của động cơ servo ở tốc độ thấp.Chức năng này thậm chí không có sẵn cho tất cả các động cơ.Nếu không sử dụng dịch chuyển kép, việc duy trì áp suất và đóng khuôn áp suất cao sẽ vượt quá phạm vi dòng chảy áp suất của dịch chuyển ban đầu, nhưng vẫn nằm trong phạm vi quá tải và có thể được sử dụng để duy trì áp suất tạm thời và đóng khuôn áp suất cao.Nếu phương pháp khóa khuôn sử dụng bản lề máy, thì việc đóng khuôn áp suất cao đương nhiên chỉ tồn tại trong thời gian ngắn.Nếu lực khóa khuôn áp suất trực tiếp không bị khóa bởi van một chiều, bơm dầu động cơ phải hoạt động liên tục để duy trì lực khóa khuôn.Bơm dầu chuyển kép có thể được coi là hộp số kép của ô tô.Số thấp được sử dụng khi lái xe chậm khi leo dốc.Tốc độ động cơ dù giảm không nhiều nhưng lực truyền động của xe đã được cải thiện.