异步电机维修
谈谈注塑机伺服电机如何节能
时间：2011-8-29 8:58:21 来源：西安西玛电机厂 作者： 点击：
油马达、油缸：油马达及油缸分别将液能转回旋转动能及线形动能，来驱动如螺杆的塑化及注射动作。如油泵一样，转换过程中产生了热量，提高了油温。
油管: 压力油在油管内流动，在管接头处转弯，都会与管壁及自相摩擦而降低了压力，产生了热能。廉价的注塑机都会用小的管径来降低成本，但必然便提高了油在管内的流速，摩擦的损失增加，油温便升得更高，便浪费更多的能量。
定量泵为何耗能？
用恒定转速的异步电机来带动定量泵，油泵是输出恒定的流量的，但注塑周期中的各个动作，如开合模、顶出、塑化、注射及保压，甚至待机状态对流量的要求都不同。动作用不着的流量便在当时的设定压力下流回油箱。所需动作越慢，流回油箱的量越多，浪费的能量便越多。同样，设定的压力越大，流回油箱的浪费便越大。浪费了的能量都变为热能，将油温提高。
在注塑周期中，保压所需的油量很低，因螺杆前行的速度只需要足够填补成品冷却时的收缩量，估计不会超过油泵流量的5%，那油泵95%以上的流量便在保压压力下流回油箱。成品壁厚越大，保压时间便越长，浪费的能量便越多。从另一角度看，可以节能的幅度便越大，或节能的额外投资的回本期越短。
一般来讲，当动作的速度离全速越远、动作的时间越长、压力越大，潜在节能的幅度便越大。
变量泵如何变量？
从以上得知，节能的钥匙在于能够改变流量。变量泵能提供从零到最大的流量，而且是在异步电机恒速转动下能提供的。
最常用的变量泵采用斜盘轴向柱塞设计。当斜盘的角度是零（最大），柱塞的排量便是零（最大）。按流量的需要将斜盘的角度改变，从而达到流量的调节。
变频器如何变量？
变频器改变交流电的频率，将市电的50 Hz变为5 ~ 50 Hz，使异步电机的转速在10% ~ 100%中改变。配上定量泵后，油流量便在10% ~ 100%中改变。
由于变频器是一台强电流电子设备，它本身亦消耗电能，故节能效果较变量泵逊色。
异步电机的设计是为了恒速使用的，便没有考虑转子惯性的优化。转子每次加速减速如需要0.1秒，一个周期内不下20次的变速便需要2秒。一般用家都会发觉变频器的使用拖慢了生产率，再降低它的吸引性。
定量泵多数是叶片泵。叶片泵利用离心力将叶片压紧泵壳做成密封，才能将油泵出来。当转速降下来时，离心力也降下来，故在低流量时，内漏增加，油泵的效率下降。
其实变频器只是在注塑机翻新改进时加进去，因只涉及接线的改动，比定量泵改为变量泵的工夫少及简单很多。新购买注塑机时是不会用定量泵配变频器的。
伺服电机
伺服电机是为加速减速优化的。伺服电机如何能在维持扭矩之下降低惯性？原来是利用了以下的物理关系。（∝是代表“正比于”的数学符号。）
扭矩 ∝ 转子直径 （线性比例）
惯性 ∝（转子直径)2 （平方比例）
扭矩 ∝ 转子长度 （线性比例）
平方比例较线性比例提升得快。如转子直径增加20%，（转子直径)2便增加44%（1.22 = 1.44）。
伺服电机的转子设计用小直径来降低惯性，再以长的转子来回复失去的扭矩。伺服电机的外观也明显看见是直径小但长度大的。
某日本供应商采用钕(neodymium)磁铁(是稀土磁铁的一种)来产生转子的磁场，比一般的铁氧体磁铁(ferrite magnet)强，故扭矩便能提高。此供应商更采用了磁阻扭矩(reluctance torque)来产生额外的扭矩。
采用永磁来产生磁场亦比用电磁或电感产生磁场的效率更高，因为就避免了线圈的损失及涡流的损失。
伺服电机从0 rpm速到2000 rpm，只需要0.05 秒。因此，用变速伺服电机来驱动油泵，拖慢生产力的情况只在短于5秒周期时才能察觉。
伺服电机在制动时变了发电机，驱动制动电阻，而动能则在制动电阻上变为热能，散发在大气中。有瑞士注塑机厂在其全电机中采用储能电池吸收了制动的动能，然后释放出来驱动电机。这充分体现了节能的本色：利用额外的设备来节省（在这里应称为回收再用）能源。
全电机
全电机的省电效果是众所周知的。全电机的驱动也是用伺服电机的，只不过它最少用四个伺服电机来直接驱动注射、塑化、开合模及顶出动作。其余的动作如抽芯/旋脱，射台及调模有用伺服电机，亦有用较便宜的电机来驱动。
直接驱动采用螺丝或曲臂将旋转的动能变为线性的动能，或采用皮带或齿轮将高速的旋转动能变为低速的旋转动能。
伺服电机驱动油泵，油流过管道到达油缸或油马达，再转换为动能与全电机比较，直接驱动节省了两个转换过程，估计可节约10%的能量。两者之间的比较，表列于后。
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，从压力油油温可见一班。
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。
本文标签:
【泰富西玛电机集团】西安异步电机有限公司主要经营：大型高压电机、专用直流电机
ZDT2系列制糖压榨专用直流电机、ZSN4系列水泥回转窑专用电机、
ZTP直流铁路机车电机、Y2系列、Y/YR系列、Z2系列小型直流电机、Z4系列、Z系列、交流电机、变频电机、SZY、YLY等产品的经销批发以及各种电机维修、电机修理。
联 系 人： 侯经理
联系电话： 029-81036998
手 机： 180-6682-6603
电子邮箱： simoyibudj@163.com
公司网址： http://www.simoyibu.com http://www.xiansimo.com
详细地址： 西安市金花北路205号西铁工程大厦1001室