全电& Hybrid 机s | 4分钟阅读

大型注塑机伺服驱动液压的优势

技巧与技巧:伺服驱动液压系统

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随着注塑商继续努力寻找方法来优化其工艺,能源效率仍然是主要关注的领域。对于中小型零件,许多模塑商已改用全电动模塑机,有关这些技术在效率和总体节能方面的显着改进已得到充分证明。

但是,使用高吨位液压机来成型大型零件的成型机面临着严重的问题,试图找到经济有效的方法来实现类似的节能效果。根据驱动器的概念,液压驱动器平均约占机器的48%’的总能耗(见图1)。

该领域的最新进展显示出巨大的希望,那就是使用速度控制的伺服驱动器来代替传统的固定速度三相电动机来驱动液压泵。
无论各种机器轴的需求如何,传统的定速电动机都连续泵送油。多余的抽油量会通过溢流阀排出,这会在油中产生摩擦热,既缩短了油的寿命,又需要油冷却系统提供额外的能量。在较长的夹具保持或冷却时间中,不必要的油量的这种浪费的泵送是最大的。

但是,伺服驱动器会改变泵速—一直到死机,如果合适的话—根据系统’对石油的需求。在大型注塑机上模制较大零件时遇到的更长的周期可特​​别受益于在关闭夹具且螺钉不转动时节流或停止液压泵。不像定速
泵,伺服驱动器可以使泵在成型中断期间完全停止。

伺服驱动液压泵的使用已显示出显着的节能效果—up to 35%—与传统驱动器相比。此外,伺服驱动器有助于延长机器的使用寿命’s液压油,因为它被加热的较少,并且由于平均电动机转速较低,因此降低了机器的总体声音水平。

 

实验验证

在最近的实验中 维特曼·巴滕菲尔德 进行了经济比较,研究了以下三种机器的能源成本差异:

•一台240吨Wittmann Battenfeld HM液压机,采用传统的定速液压马达驱动 博世力士乐 DFEE变量泵。
•一台240吨的Wittmann Battenfeld HM ServoPower液压机,带有伺服驱动的变速液压泵。
•一台240吨的Wittmann Battenfeld EcoPower全电机。

在该实验中,计算了机器基准测试,从而使每台机器在相同的周期(20秒)内运行重达106 g的相同零件。结果
如图2所示。

显然,全电动机器将提供最佳的总体能源效率,同时也很明显,对于液压机器,使用伺服驱动液压泵的模型将比成型机节省更多的能源。使用传统驱动器的模型。

 

更长的循环时间

在高吨位成型机上生产的大型零件通常具有较长的循环时间,在这些情况下,伺服驱动液压泵的优势显而易见。对于用于确定总节能量的相同的240吨机器比较,确定周期时间越长,节能效果越好(图3)。

如图3所示,在15秒的循环时间内,伺服驱动的液压机的能耗为0.39 kWh,而使用传统电动泵的机器的能耗为0.39 kWh。
能源使用量为0.58 kWh,增长了将​​近49%。以25秒为一个周期计算能量使用量时,伺服驱动的机器显示的能耗为0.47 kWh,而传统的
驱动机器的能耗为0.72 kWh,增加了53%,而只有更长的周期才会变得更大。

请注意,该实验是使用240吨机器进行的,主要是因此可以包括全电动机器。但是,高吨位机器的能源使用差异会更大。 维特曼·巴滕菲尔德在其MacroPower大型机器系列(400至1600吨)上采用了新型伺服驱动泵作为选件。

 

这个怎么运作

常规的液压泵由一个定速的三相电动机和一个电动可调可变容积的泵(博世力士乐DFEE型)组成,采用了具有并行功能的模块化三级概念(图4)。这个概念可以显着减少周期时间。

选配速度控制伺服驱动器(水冷)(图5),可以降低能耗和噪音水平。该概念基于高动态伺服电动机,而不是固定速度的三相电动机。

液压泵还是具有可变排量的电动可调轴向柱塞泵。在该系统中,通过马达转速和液压泵的枢转角度来调节供油量。

这样,泵之间的最佳关系’效率等级和电机速度针对每个工作点进行计算,并由机器自动调节’s control system.

维特曼·巴滕菲尔德提供三种不同的伺服驱动泵系统,具体取决于用户’s application:

S1 ServoDrive软件包: 液压泵的调速伺服电机。
S2 ServoDrive软件包: 与S1相同,外加一个带有伺服电机的泵,用于芯拉运动或平行弹出。
S3 ServoDrive软件包: 与S2加液压蓄能器相同,可实现快速喷射。

 

 

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