CN1159146C - 变频注塑机的节能装置及其节能方法 - Google Patents

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Abstract

一种变频注塑机的节能装置及其节能方法，其包括注塑机控制器、驱动单元、压力控制单元、变频伺服控制器和管道压力传感器及转速传感器，所述驱动单元又包括电机和能低速转动的油泵，所述的压力控制单元将接收到的压力传感器的系统压力反馈信号与注塑机控制器设定的工艺参数信号比较处理后输入给变频伺服控制器一个相应的控制信号，所述的转速传感器将采集到的电机转速信号输入到变频伺服控制器中，变频伺服控制器根据上述控制信号和转速信号输出相应的控制电机转动的变频信号，电机通过联轴器驱动油泵输出满足工艺要求的流量。本发明的优点在于管路简单，易于实施；且可以输出刚好能满足工况要求的流量，可达到最大限度地节约能源的目的。

Description

变频注塑机的节能装置及其节能方法
技术领域
本发明涉及一种注塑机的节能装置及其节能方法，尤其指带有变频技术的的注塑机节能装置及其节能方法。
背景技术
现有普通注塑机的电机是直接与工频电源相接，而电机容量是根据液压系统中工况所需的最大流量选定，所以在整个生产过程中，电机带动液压泵稳定地输出工况所需的最大流量，但在实际生产时，注塑机的每一个工作循环，各个工况所需的流量是不同的，因此在小流量工况时，多出来的流量就经过比例调节阀中的比例流量阀节流和比例压力阀溢流返回至油箱循环，这就造成了大量的能量浪费。为了减少浪费，人们采用变频技术改造注塑机，即在普通注塑机上加装变频节电装置，这样，电机运行在相应转速下，使油泵输出适应于要求的流量，达到节能的目的，为此有各种方案，如申请号为00132886.7的中国发明专利申请《注塑机节能变频器及节能方法》就是其中的一种，该方案在电机与工频电源之间串有普通变频器，然后用软件或硬件方式增加一个信号处理装置，该装置接收注塑机的工艺参数设置和工作状态信号，计算出变频器的频率值，并用该频率值控制变频器输出到电机的频率。该发明虽然可在非极端情况下，适当降低电机的运转速度，达到节约电能。然而该方案中采用流量阀信号与压力阀信号的线性组合的计算方法，在具体实施中有一定的难度，再者，其节能方式仅仅在电机与电源之间串接有普通变频器，因此，油泵输出的流量仍大于工况所需的流量，所以管路中仍需安装压力流量比例阀，使得仍有一部分多余的流量通过压力流量比例阀返回油箱，以致不能达到最佳节能的目的。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种管路简单、节能效果好的注塑机节能装置。
本发明所要解决的第二个技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种容易实施，并能更大限度节约能量的的注塑机节能方法。
本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：该变频注塑机的节能装置包括注塑机控制器和驱动单元，其特征在于还包括压力控制单元、变频伺服控制器和管道压力传感器及转速传感器，所述的驱动单元又包括电机和能低速转动的油泵，所述的压力控制单元将压力传感器检测的系统压力反馈信号与注塑机控制器设定的工艺参数信号比较处理后输入给变频伺服控制器一个相应的控制信号，所述的转速传感器将采集到的电机转速信号输入到变频伺服控制器中，变频伺服控制器根据上述控制信号和转速信号输出相应的控制电机转动的变频信号，电机通过联轴器驱动油泵。
所述的电机可以为变频电机。
所述的电机可以为永磁同步伺服电机。
所述的油泵可以为带泄漏口的内啮合齿轮泵，所述的泄漏口与油箱相连；也可以是柱塞泵。
所述的压力控制单元还可以接受管道内油温传感器的油温信号。
本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：
①按照工序的要求，在注塑机的控制面板上设定每道工序的压力上限值Pmax和流量上限值Qmax，并通过注塑机控制器处理后传至压力控制单元；
②将压力传感器检测的系统压力反馈信号输入至压力控制单元；
③压力控制单元内将上述系统压力反馈信号与压力上限值Pmax进行叠加补偿后与流量上限值Qmax进行流量/压力转换，转换后的控制信号输入至变频伺服控制器；
④将转速传感器测得的电机的转速信号输入至变频伺服控制器；
⑤变频伺服控制器根据上述得到的控制信号和转速信号输出相应的变频信号，控制电机的转速，使油泵输出满足工艺要求的流量。
所述的压力控制单元还可以根据管道内的油温传感器的油温信号修正油泵因油温上升对输出流量的影响。
与现有技术相比，本发明的优点在于：由于采用上述节能装置后，油泵输出的流量刚好能满足工艺要求，同时还可以通过电机输出不同的扭矩来控制系统所需的压力大小，因此系统中就可以取消了比例流量阀和比例压力阀，并在确保产量的前提下，能量得到了充分的利用，达到了最佳节能的效果；另外，采用转速传感器提高了电机控制响应性能；采用带泄漏口的内啮合齿轮泵，能适应低速转动，且成本低，有较强的抗油污能力。采用上述节能方法后，由于采样信号简单，采用的电子技术较为成熟，所以易于实施，使得在节能的同时，也降低了整机的噪音，减少了齿轮泵、电机的磨损，延长了机器的使用寿命。
附图说明
图1为本发明节能装置框图示意图；
图2为本发明节能方法中压力控制单元的方框图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，本实施例中的节能装置包括注塑机控制器、压力控制单元1、变频伺服控制器、管道压力传感器、转速传感器和驱动单元，所述的驱动单元又包括电机和带泄漏口的内啮合齿轮泵，二者之间采用弹性膜片联轴器进行联接，所述的泄漏口又与油箱相连；所述的电机可以采用永磁同步伺服电机，在本实施例中采用变频电机；所述的压力控制单元1为集成芯片，是注塑机控制器的一部分，压力传感器放置在管路中，探测系统的压力反馈信号，并把该信号反馈给压力控制单元1，所述的管路中还设置有油温传感器，其测的的油温信号也反馈给压力控制单元1，压力控制单元1根据接收到的压力反馈信号、油温信号和注塑机控制器设定的工艺参数信号比较处理后输入给变频伺服控制器一个相应的控制信号；所述的转速传感器安装在电机上，将采集到的电机转速信号输入到变频伺服控制器中，变频伺服控制器根据上述控制信号和转速信号输出相应的控制电机转动的变频信号，电机通过膜片联轴器驱动齿轮泵输出满足工艺要求的流量。
采用上述节能装置的节能方法为：①按照工序的要求，在注塑机的控制面板上设定每道工序的压力上限值Pmax和流量上限值Qmax，并通过注塑机控制器处理后传至压力控制单元1，如图2所示；②将压力传感器检测的系统压力反馈信号输入至压力控制单元1；③压力控制单元1内将上述系统压力反馈信号和压力上限值Pmax分别通过模/数转换器进行转换后，再输入至比较器进行比较、补偿，同时压力控制单元1也将流量上限值Qmax经过其内置的的模/数转换器转换后送至功率放大器中，对油温传感器反馈的油温信号也通过模/数转换、修正油泵因油温上升对输出流量的影响后，送至压力/流量转换器，压力/流量转换器接受上述的比较器、功率放大器输出的信号及油温信号，比较后输出压力或流量控制信号给变频伺服控制器；④将转速传感器测得的变频电机的转速信号输入至变频伺服控制器；⑤变频伺服控制器根据上述得到的压力或流量控制信号和转速信号处理后输出相应的变频信号，控制变频电机的转速，使齿轮泵输出满足工艺要求的流量。
采用上述方法后，压力传感器自动检测系统的实时压力，当压力传感器检测到的系统压力反馈信号小于设定的压力上限值Pmax时，自动调节变频电机的转速，使齿轮泵输出的流量等于设定的流量上限值Qmax，这样齿轮泵输出的流量全部用于做功，即工况需要多少流量，就提供多少流量；当系统压力反馈信号接近设定的压力上限值时，又自动调节变频电机的转速，使齿轮泵输出的流量小于设定的流量上限值Qmax，并进行压力闭环控制，总之，满足齿轮泵输出注量后系统的压力不高于设定的压力上限值Pmax，流量不大于设定的流量上限值Qmax，以达到最大限度节能的目的。

Claims (7)

1、一种变频注塑机的节能装置，其包括注塑机控制器和驱动单元，其特征在于还包括压力控制单元、变频伺服控制器和管道压力传感器及转速传感器，所述的驱动单元又包括电机和能低速转动的油泵，所述的压力控制单元将压力传感器检测的系统压力反馈信号与注塑机控制器设定的工艺参数信号比较处理后输入给变频伺服控制器一个相应的控制信号，所述的转速传感器将采集到的电机转速信号输入到变频伺服控制器中，变频伺服控制器根据上述控制信号和转速信号输出相应的控制电机转动的变频信号，电机通过联轴器驱动油泵。
2、根据权利要求1所述的变频注塑机的节能装置，其特征在于所述的电机为变频电机。
3、根据权利要求1所述的变频注塑机的节能装置，其特征在于所述的电机为永磁同步伺服电机。
4、根据权利要求1所述的变频注塑机的节能装置，其特征在于所述的油泵为带泄漏口的内啮合齿轮泵，所述的泄漏口与油箱相连。
5、根据权利要求1至4任一所述的变频注塑机的节能装置，其特征在于所述的压力控制单元还接受管道内油温传感器的油温信号。
6、一种如权利要求1所述的变频注塑机的节能方法，其特征在于：
①按照工序的要求，在注塑机的控制面板上设定每道工序的压力上限值Pmax和流量上限值Qmax，并通过注塑机控制器处理后传至压力控制单元；
②将压力传感器检测的系统压力反馈信号输入至压力控制单元；
③压力控制单元内将上述系统压力反馈信号与压力上限值Pmax进行叠加补偿后与流量上限值Qmax进行流量/压力转换，转换后的控制信号输入至变频伺服控制器；
④将转速传感器测得的电机的转速信号输入至变频伺服控制器；
⑤变频伺服控制器根据上述得到的控制信号和转速信号输出相应的变频信号，控制电机的转速，使油泵输出满足工艺要求的流量。
7、根据权利要求6所述的变频注塑机的节能方法，其特征在于所述的压力控制单元还根据管道内的油温传感器的油温信号修正油泵因油温上升对输出流量的影响。
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