四方變頻器在壓鑄機(jī)上的改造方案

　　一、力勁壓鑄機(jī)工作原理
　　
　　力勁壓鑄機(jī)通常采用液壓傳動(dòng)，其結(jié)構(gòu)包含壓射裝置、開(kāi)合模裝置、液壓傳動(dòng)裝置和電氣控制裝置，后者的作用是保證壓鑄機(jī)預(yù)定工序的要求和動(dòng)作程序準(zhǔn)確有效地工作。
　　
　　力勁壓鑄機(jī)中液壓傳動(dòng)裝置主要由油泵、液壓控制閥、壓力電磁比例閥、流量電磁比例閥、各種不同的動(dòng)作油缸、油泵電機(jī)及其它液壓附件和管道組成，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的動(dòng)力由電機(jī)帶動(dòng)油泵提供。其中，油泵是定量油泵，電動(dòng)機(jī)提供額定功率和轉(zhuǎn)速，油泵將電動(dòng)機(jī)所輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ埽缓笙蛞簤合到y(tǒng)的液壓元件輸送具有一定壓力和流量的液壓油，滿足液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)負(fù)載所需能量的要求。
　　
　　力勁壓鑄機(jī)成型工藝是一個(gè)按照預(yù)定的周期性動(dòng)作過(guò)程，即以合模壓射前儲(chǔ)能壓射保壓回錘、冷卻開(kāi)模取出制品將被壓鑄件放入模具中—合模等加工工序達(dá)到某件產(chǎn)品成型。各個(gè)過(guò)程所需的速度和壓力因不同工藝而不同，即所需的液壓油流量不同，因而壓鑄機(jī)整個(gè)動(dòng)作過(guò)程對(duì)油泵電機(jī)來(lái)說(shuō)是個(gè)變負(fù)載過(guò)程。在定量泵壓鑄機(jī)液壓系統(tǒng)中，油泵電機(jī)始終以恒定轉(zhuǎn)速提供恒定流量的液壓油，各個(gè)動(dòng)作中相應(yīng)多余的液壓油則通過(guò)溢流閥回流，從而造成電能的浪費(fèi)。此外，壓鑄機(jī)工作中還有節(jié)流損耗和設(shè)計(jì)余量損耗。采用變頻節(jié)能柜改造后，可以大量減少以上損耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)電。因此，對(duì)力勁壓鑄機(jī)閥控電液模式進(jìn)行變頻節(jié)能改造很有必要，很有潛力。
　　
　　二、壓鑄機(jī)變頻改造節(jié)電原理
　　
　　根據(jù)壓鑄機(jī)的工藝要求,把壓鑄機(jī)工作過(guò)程中的各動(dòng)作的壓力流量模擬信號(hào)0-1A加在變頻節(jié)能柜的輸入端作為變頻器的頻率給定信號(hào)，變頻器通過(guò)對(duì)其比例閥壓力流量0-1A信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣并計(jì)算，使輸出頻率隨比例閥的模擬信號(hào)成線形變化，在需要壓力和流量較小的工藝過(guò)程中使電機(jī)轉(zhuǎn)速降低，從而降低電機(jī)的輸出功率，在冷卻和半成品置入過(guò)程中可以讓電機(jī)停轉(zhuǎn)或低速運(yùn)轉(zhuǎn)，使電機(jī)在整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)的能量損耗達(dá)到zui小程度。
　　
　　三、四方E680系列節(jié)電柜
　　
　　針對(duì)壓鑄機(jī)工作情況，我們?cè)O(shè)計(jì)生產(chǎn)了E380變頻節(jié)能柜。為了避免在變頻狀態(tài)出故障時(shí)不對(duì)生產(chǎn)造成影響，E680變頻節(jié)能柜采用工頻變頻可切換模式，即KM2閉合工作在變頻節(jié)能狀態(tài)，KM1閉合工作在工頻狀態(tài)，一旦變頻部分出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)可以很方便地切換到工頻狀態(tài)，這樣不會(huì)影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。在變頻改造的時(shí)候，我們不需要改動(dòng)其原來(lái)的電氣線路，只需將變頻節(jié)能柜串進(jìn)電路即可，不用改動(dòng)1QF、1KM1、KMY和KM△原有星三角啟動(dòng)電路的元?dú)饧Ｗ冾l節(jié)能柜的變頻器的開(kāi)啟由KM2和KM△的常開(kāi)控制。
　　
　　1、主回路電氣圖，如圖一：　　
　　2、E680系列變頻節(jié)能柜控制電路
　　
　　圖二為壓鑄機(jī)E680變頻節(jié)能柜控制電路框圖。圖中，SB1為工頻/節(jié)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，選用三位開(kāi)關(guān)；SB2為變頻器復(fù)位按鈕；控制回路設(shè)置4個(gè)顯示燈，分別顯示電源上電狀態(tài)，工頻運(yùn)行狀況，節(jié)能運(yùn)行狀況，故障狀況。其中故障信號(hào)由變頻器TA、TC輸出；KM2為節(jié)能狀態(tài)運(yùn)行接觸器；KM1為工頻運(yùn)行狀態(tài)接觸器。　　
　　3、改造后壓鑄機(jī)和E680變頻節(jié)電柜信號(hào)線連接，如圖三。　　4、E680變頻節(jié)能柜還有輸入電抗器、直流電抗器和輸出電抗器可以選配。
　　
　　輸入電抗器的作用；用來(lái)限制電網(wǎng)電壓突變和操作過(guò)電壓引起的電流沖擊，平滑電源電壓中包含的尖峰脈沖，或平滑橋式整流電路換相時(shí)產(chǎn)生的電壓缺陷,有效地保護(hù)變頻器和改善功率因數(shù)，它既能阻止來(lái)自電網(wǎng)的干擾，又能減少整流單元產(chǎn)生的諧波電流對(duì)電網(wǎng)的污染。
　　
　　直流電抗器的作用：直流電抗器接在變頻系統(tǒng)的直流整流環(huán)節(jié)與逆變環(huán)節(jié)之間，主要用途是將疊加在直流電流上的交流分量限定在某一規(guī)定值,保持整流電流連續(xù)，減小電流脈沖值,使逆變環(huán)節(jié)運(yùn)行更穩(wěn)定及改善變頻器的功率因數(shù)。
　　
　　輸出電抗器的作用：輸出電抗器主要作用是補(bǔ)償長(zhǎng)線分布電容的影響，并能抑制輸出諧波電流，提高輸出高頻阻抗,有效抑制dv/dt.減低高頻漏電流,起到保護(hù)變頻器,減小設(shè)備噪聲的作用。電容器在補(bǔ)償功率的時(shí)候，往往會(huì)受到諧波電壓和諧波電流的沖擊，造成電容器損壞和功率因數(shù)降低，為此，需要在補(bǔ)償?shù)臅r(shí)候進(jìn)行諧波治理。
　　
　　四、壓鑄機(jī)變頻節(jié)能柜改造后的效果
　　
　　對(duì)電動(dòng)機(jī)有多種智能保護(hù)功能：如：過(guò)流、過(guò)載、過(guò)壓、欠壓、缺相等。
　　
　　變頻器與壓鑄機(jī)同步運(yùn)行，調(diào)試完成投用后無(wú)需任何調(diào)節(jié)，即使更換模具和改變加工參數(shù)，均無(wú)需對(duì)變頻節(jié)能控制器進(jìn)行調(diào)整；并且出現(xiàn)故障隨時(shí)進(jìn)行工頻/變頻互相切換。
　　
　　改善電網(wǎng)功率因素，降低無(wú)功損耗；避免油泵馬達(dá)的強(qiáng)沖擊電流起動(dòng)，限制其起動(dòng)電流在馬達(dá)額定電流以內(nèi)，極大地延長(zhǎng)液壓油泵馬達(dá)與油泵的使用壽命。
　　
　　改造后壓鑄機(jī)液壓油發(fā)熱明顯降低，一般比改造前平均油溫降低15℃以上，液壓油使用壽命可得到延長(zhǎng)；壓鑄機(jī)冷卻用水量可節(jié)省20％以上，延長(zhǎng)密封件的使用壽命；智能壓力控制，可有效防止機(jī)械沖擊，延長(zhǎng)設(shè)備和模具使用壽命和機(jī)械精度。
　　
　　根據(jù)其成型工藝的要求，將其電液壓力比例與流量比例控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為實(shí)時(shí)的負(fù)荷跟蹤，實(shí)現(xiàn)節(jié)電。
　　
　　五、分析
　　
　　1、月用電量180T15KW壓鑄機(jī)一個(gè)月工作26天，平均每天工作20小時(shí)，平均運(yùn)行電流為2：
　　
　　月運(yùn)行電功率=1.732×U×I（加載電流）×COSφ×月運(yùn)行時(shí)間/1000
　　
　　月運(yùn)行電功率=1.732×U×I（加載電流）×COSφ×520小時(shí)/1000
　　
　　=1.732×380×25×0.85×520/1000
　　
　　=7273千瓦/時(shí)
　　
　　平均節(jié)電率按15%估算，電費(fèi)按1元計(jì)算，每月每臺(tái)180T壓鑄機(jī)節(jié)能改造后節(jié)省電費(fèi)1091元。一年可以節(jié)省電費(fèi)13092元。
　　
　　該臺(tái)設(shè)備投資成本=------元。回收期=----元÷1091元=約--個(gè)月
　　
　　2、月用電量280T18.5KW壓鑄機(jī)一個(gè)月工作26天，平均每天工作20小時(shí)，平均運(yùn)行電流為33A：
　　
　　月運(yùn)行電功率=1.732×U×I（加載電流）×COSφ×月運(yùn)行時(shí)間/1000
　　
　　月運(yùn)行電功率=1.732×U×I（加載電流）×COSφ×520小時(shí)/1000
　　
　　=1.732×380×33×0.85×520/1000
　　
　　=9600千瓦/時(shí)
　　
　　平均節(jié)電率按15%估算，電費(fèi)按1元計(jì)算，每月每臺(tái)280T壓鑄機(jī)節(jié)能改造后節(jié)省電費(fèi)1440元。一年可以節(jié)省電費(fèi)17280元。
　　
　　該臺(tái)設(shè)備投資成本=------元。回收期=----元÷1440元=約---個(gè)月