Como selecionar o sistema de alimentação da máquina de moldagem por injeção (parte 1)

A carga elétrica é o maior custo de processamento de produtos de moldagem por injeção, exceto para matérias-primas.Para a maioria das máquinas de moldagem por injeção, a energia elétrica é primeiro convertida em energia cinética por meio do motor e depois em energia hidráulica por meio da bomba de óleo, que aciona cada ação no ciclo de moldagem por injeção para concluir o processo de moldagem por injeção.Todos nós conhecemos a lei da "conservação de energia".A energia não aumentará ou diminuirá no processo de mudança de uma forma para outra, mas, de fato, há uma perda de energia no processo de conversão, porque o processo de conversão produz energia de saída "inútil", como energia térmica.A essência da conservação de energia é reduzir a energia de saída "inútil".

Bomba de deslocamento constante do motor assíncrono

As máquinas de moldagem por injeção tradicionais são alimentadas por motores assíncronos (tipo gaiola de esquilo).O motor assíncrono de velocidade constante converte energia elétrica em energia cinética.A saída de energia cinética "útil" é apenas cerca de 90% da energia elétrica de entrada (quando totalmente carregada), e o restante se torna energia térmica.Portanto, o motor terá seu próprio ventilador para retirar a energia térmica.

Por um lado, o motor assíncrono aciona a bomba de deslocamento fixo para produzir um fluxo constante;Por outro lado, cada ação no ciclo de moldagem por injeção, como abertura e fechamento do molde, ejeção etc. .Quanto mais lenta for a ação ou quanto maior for a pressão definida, mais energia fluirá de volta para o tanque de óleo e mais energia será desperdiçada.A energia desperdiçada se tornará energia térmica, o que aumentará a temperatura do óleo.Portanto, de um modo geral, quando a velocidade de ação está mais longe da velocidade total, o tempo é maior e a pressão é maior, o potencial de economia de energia será maior.

Bomba de deslocamento variável do motor assíncrono

Pode ser visto acima que a chave para a conservação de energia é mudar o fluxo.A bomba de deslocamento variável pode fornecer fluxo de zero ao máximo e é fornecida sob rotação de velocidade constante do motor assíncrono.A bomba de deslocamento variável mais comumente usada adota um projeto de êmbolo axial com placa oscilante.É um bom hábito desligar as luzes ao sair.Quando o interruptor claro escuro é amplamente utilizado, podemos trabalhar e descansar em um escuro, mas com luz suficiente, de modo a economizar energia.A bomba de deslocamento variável é como um interruptor claro e escuro.Existem também dois dispositivos que podem reduzir o fluxo: conversor de frequência e servo motor.

Bomba de óleo do conversor de frequência do motor assíncrono

O conversor de frequência altera a frequência CA, de modo que a velocidade do motor assíncrono mude em 10-100%.Com uma bomba de deslocamento constante, o volume de óleo muda em 10-100%.

No entanto, o conversor de frequência é um equipamento eletrônico de alta corrente, que também consome eletricidade, e seu efeito de economia de energia é inferior ao da bomba de deslocamento variável.Além disso, o motor assíncrono é projetado em velocidade constante, sem considerar a otimização da inércia do rotor.Se leva 0,1 segundos para cada aceleração e desaceleração do rotor, leva 2 segundos para nada menos que 20 mudanças de velocidade em um ciclo.Geralmente, os usuários descobrirão que o uso do conversor de frequência diminui a produtividade.Finalmente, a maioria das bombas de deslocamento constante são bombas de palhetas.Quando a velocidade diminui, a força centrífuga também diminui.Portanto, em baixa vazão, o vazamento interno aumenta e a eficiência da bomba de óleo diminui.

Portanto, quando a máquina de moldagem por injeção é renovada e aprimorada, é mais adequado usar um conversor de frequência e conectá-lo a um motor assíncrono.Por envolver apenas a troca do fio elétrico, leva menos tempo e é muito mais simples do que trocar uma bomba de deslocamento constante por uma bomba de deslocamento variável.Além disso, é uma aplicação bem-sucedida para alterar a velocidade de rotação da rosca da extrusora com um conversor de frequência.Como a extrusora não opera periodicamente, não precisa acelerar ou desacelerar com frequência, e sua rosca é acionada pela caixa de engrenagens, portanto não envolve a bomba de óleo.

Bomba de óleo do servo motor

O servo motor pode otimizar a aceleração e desaceleração.Seu rotor usa um diâmetro pequeno para reduzir a inércia e, em seguida, usa um rotor longo para recuperar o torque perdido.Obviamente, a inércia também aumenta com o comprimento do rotor, mas apenas linearmente.Também é óbvio pela aparência do servo motor que seu diâmetro é pequeno, mas seu comprimento é grande.Leva apenas 0,05 segundos para o servo motor mudar de 0-2000 rpm.Portanto, o servo motor de velocidade variável é usado para acionar a bomba de óleo, o que diminui a produtividade apenas quando o ciclo é inferior a 5 segundos.O ímã permanente é usado para gerar o campo magnético do rotor, o que também evita a perda de cobre e perda de ferro do rotor.

A velocidade variável do servo motor é realizada pelo controlador com o princípio da conversão de frequência.A corrente alternada de 50 Hz ou 60 Hz será convertida em corrente alternada da frequência necessária após a retificação para acionar o servo motor.Portanto, desde que a tensão seja apropriada em áreas com frequências diferentes, isso não afetará.Isso é diferente do motor assíncrono.A velocidade de rotação do motor assíncrono a 60 Hz é 20% mais rápida do que a 50 Hz.O controlador também possui controle de feedback de pressão e velocidade e controle PID de pressão e aumento e queda de fluxo.

O servo motor não é diferente do gerador.Qual função desempenhar depende de como conduzi-lo.Se for fornecida energia trifásica, é um motor;Se for fornecida energia para girar seu eixo principal, é um gerador.Quando o servomotor é freado (como quando o molde é aberto e parado), ele se torna um gerador.A inércia (energia cinética) do gabarito móvel e do gabarito móvel aciona o cilindro de travamento do molde e, em seguida, aciona a bomba de óleo (neste momento, a bomba de óleo se torna um motor a óleo), que aciona o eixo principal do "gerador" para gerar tensão.Depois de passar pela resistência do freio, torna-se corrente e, em seguida, torna-se energia térmica, que é distribuída na atmosfera.Embora essa energia não seja recuperada, ela também serve para uma frenagem rápida e precisa.

Bomba de engrenagem ou bomba de êmbolo

Existem dois tipos de bombas de óleo usadas com servomotores, ou seja, bomba de engrenagem quantitativa e bomba de êmbolo variável.A bomba de deslocamento constante para máquina de moldagem por injeção é principalmente bomba de palhetas.A força centrífuga da bomba de palhetas diminui em baixa velocidade e o vazamento interno aumenta, por isso não é adequado para servo motor de velocidade variável.

A eficiência volumétrica da bomba de engrenagem é inferior a 90%, a estrutura é relativamente simples, o custo não é alto, o ruído não é grande e a tolerância à poluição por óleo é grande.A eficiência volumétrica da bomba de êmbolo é de cerca de 95%, a estrutura é precisa, a tolerância à contaminação por óleo não é alta e o ruído é grande.No entanto, suas características variáveis ​​podem ser usadas para reduzir a carga de torque no servomotor, reduzir a corrente e o calor, de modo que o tempo de retenção da pressão possa ser maior.Isso foi levado em consideração no projeto de deslocamento duplo da empresa de pesquisa de petróleo.

O fluxo necessário para manter a pressão e fechar o molde de alta pressão é baixo, mas a pressão é alta, o que pode converter a bomba de deslocamento variável em um pequeno deslocamento, reduzindo o calor gerado pela grande corrente do servomotor em baixa velocidade.Esta função nem sequer está disponível para todos os motores.Se o deslocamento duplo não for usado, a manutenção da pressão e o fechamento do molde de alta pressão excederão a faixa de fluxo de pressão do deslocamento original, mas ainda dentro da faixa de sobrecarga, e podem ser usados ​​para manutenção temporária da pressão e fechamento do molde de alta pressão.Se o método de travamento do molde adotar a dobradiça da máquina, o fechamento do molde de alta pressão é naturalmente de curta duração.Se a força de travamento do molde de pressão direta não for travada pela válvula unidirecional, a bomba de óleo do motor deve funcionar continuamente para manter a força de travamento do molde.A bomba de óleo de deslocamento duplo pode ser vista como uma transmissão de engrenagem dupla de um carro.A marcha baixa é usada ao dirigir devagar ao subir.Embora a velocidade do motor não tenha diminuído muito, a força motriz do carro melhorou.