Comment sélectionner le système d'alimentation de la machine de moulage par injection (Partie 1)

La charge électrique est le coût le plus important du traitement des produits de moulage par injection, à l'exception des matières premières.Pour la plupart des machines de moulage par injection, l'énergie électrique est d'abord convertie en énergie cinétique via le moteur, puis en énergie hydraulique via la pompe à huile, qui entraîne chaque action du cycle de moulage par injection pour terminer le processus de moulage par injection.Nous connaissons tous la loi de "conservation de l'énergie".L'énergie n'augmentera ni ne diminuera dans le processus de passage d'une forme à une autre, mais en fait, il y a une perte d'énergie dans le processus de conversion, car le processus de conversion produit une énergie de sortie "inutile", telle que l'énergie thermique.L'essence de la conservation de l'énergie est de réduire l'énergie de sortie "inutile".

Pompe à cylindrée constante à moteur asynchrone

Les presses à injecter traditionnelles sont alimentées par des moteurs asynchrones (type cage d'écureuil).Le moteur asynchrone à vitesse constante convertit l'énergie électrique en énergie cinétique.La production d'énergie cinétique "utile" ne représente qu'environ 90% de l'énergie électrique d'entrée (à pleine charge), et le reste devient de l'énergie thermique.Par conséquent, le moteur aura son propre ventilateur pour évacuer l'énergie thermique.

D'une part, le moteur asynchrone entraîne la pompe à cylindrée fixe pour délivrer un débit constant ;D'autre part, chaque action du cycle de moulage par injection, telle que l'ouverture et la fermeture du moule, l'éjection, etc., a des exigences différentes en matière de débit, et le débit qui n'est pas utilisé refluera vers le réservoir d'huile sous la pression de réglage actuelle. .Plus l'action est lente ou plus la pression de réglage est élevée, plus l'énergie retournera au réservoir d'huile et plus l'énergie sera gaspillée.L'énergie gaspillée deviendra de l'énergie thermique, ce qui augmentera la température de l'huile.Par conséquent, d'une manière générale, lorsque la vitesse d'action est plus éloignée de la pleine vitesse, que le temps est plus long et que la pression est plus élevée, l'économie d'énergie potentielle sera plus importante.

Pompe à cylindrée variable de moteur asynchrone

On peut voir d'après ce qui précède que la clé de la conservation de l'énergie est de modifier le débit.La pompe à cylindrée variable peut fournir un débit de zéro au maximum, et elle est fournie sous rotation à vitesse constante du moteur asynchrone.La pompe à cylindrée variable la plus couramment utilisée adopte une conception à piston axial à plateau cyclique.C'est une bonne habitude d'éteindre les lumières en sortant.Lorsque l'interrupteur clair et sombre est largement utilisé, nous pouvons travailler et nous reposer dans une lumière sombre mais suffisante, afin d'économiser de l'énergie.La pompe à cylindrée variable est comme un interrupteur clair et foncé.Il existe également deux dispositifs permettant de réduire le débit : le convertisseur de fréquence et le servomoteur.

Pompe à huile de convertisseur de fréquence de moteur asynchrone

Le convertisseur de fréquence modifie la fréquence CA, de sorte que la vitesse du moteur asynchrone change de 10 à 100 %.Avec une pompe à cylindrée constante, le volume d'huile change de 10 à 100 %.

Cependant, le convertisseur de fréquence est un équipement électronique à courant élevé, qui consomme également de l'électricité, et son effet d'économie d'énergie est inférieur à celui de la pompe à cylindrée variable.De plus, le moteur asynchrone est conçu à vitesse constante, sans tenir compte de l'optimisation de l'inertie du rotor.S'il faut 0,1 seconde pour chaque accélération et décélération du rotor, il faut 2 secondes pour pas moins de 20 changements de vitesse dans un cycle.Généralement, les utilisateurs trouveront que l'utilisation d'un convertisseur de fréquence ralentit la productivité.Enfin, la plupart des pompes à cylindrée constante sont des pompes à palettes.Lorsque la vitesse diminue, la force centrifuge diminue également.Par conséquent, à faible débit, la fuite interne augmente et le rendement de la pompe à huile diminue.

Par conséquent, lorsque la machine de moulage par injection est rénovée et améliorée, il est plus approprié d'utiliser un convertisseur de fréquence et de le connecter à un moteur asynchrone.Parce qu'il n'implique que le changement du fil électrique, cela prend moins de temps et est beaucoup plus simple que de changer une pompe à cylindrée constante en une pompe à cylindrée variable.De plus, c'est une application réussie pour modifier la vitesse de rotation de la vis de l'extrudeuse avec un convertisseur de fréquence.Parce que l'extrudeuse ne fonctionne pas périodiquement, elle n'a pas besoin d'accélérer ou de décélérer fréquemment, et sa vis est entraînée par la boîte de vitesses, elle n'implique donc pas la pompe à huile.

Pompe à huile servomoteur

Le servomoteur peut optimiser l'accélération et la décélération.Son rotor utilise un petit diamètre pour réduire l'inertie, puis utilise un long rotor pour récupérer le couple perdu.Bien entendu, l'inertie augmente également avec la longueur du rotor, mais uniquement de manière linéaire.Il ressort également de l'apparence du servomoteur que son diamètre est petit mais sa longueur est grande.Il ne faut que 0,05 seconde pour que le servomoteur passe de 0 à 2000 tr/min.Par conséquent, le servomoteur à vitesse variable est utilisé pour entraîner la pompe à huile, ce qui ralentit la productivité uniquement lorsque le cycle est inférieur à 5 secondes.L'aimant permanent est utilisé pour générer le champ magnétique du rotor, ce qui évite également la perte de cuivre et la perte de fer du rotor.

La vitesse variable du servomoteur est réalisée par le contrôleur avec le principe de conversion de fréquence.Le courant alternatif 50 Hz ou 60 Hz sera converti en courant alternatif de la fréquence requise après rectification pour entraîner le servomoteur.Par conséquent, tant que la tension est appropriée dans des zones avec des fréquences différentes, cela n'aura pas d'incidence.Ceci est différent du moteur asynchrone.La vitesse de rotation du moteur asynchrone à 60Hz est 20% plus rapide qu'à 50Hz.Le contrôleur dispose également d'un contrôle de rétroaction de la pression et de la vitesse, et d'un contrôle PID de la montée et de la descente de la pression et du débit.

Le servomoteur n'est pas différent du générateur.La fonction à jouer dépend de la façon de la conduire.Si une alimentation triphasée est fournie, il s'agit d'un moteur ;Si l'alimentation est fournie pour faire tourner son arbre principal, il s'agit d'un générateur.Lorsque le servomoteur est freiné (comme lorsque le moule est ouvert et arrêté), il devient un générateur.L'inertie (énergie cinétique) du gabarit mobile et du gabarit mobile entraîne le cylindre de verrouillage du moule, puis entraîne la pompe à huile (à ce moment, la pompe à huile devient un moteur à huile), qui entraîne l'arbre principal du "générateur" pour générer de la tension.Après avoir traversé la résistance de freinage, il devient courant, puis devient énergie thermique, qui est distribuée dans l'atmosphère.Bien que cette énergie ne soit pas récupérée, elle sert également à un freinage rapide et précis.

Pompe à engrenage ou pompe à piston

Il existe deux types de pompes à huile utilisées avec les servomoteurs, à savoir la pompe à engrenages quantitative et la pompe à piston variable.La pompe à cylindrée constante pour machine de moulage par injection est principalement une pompe à palettes.La force centrifuge de la pompe à palettes diminue à basse vitesse et la fuite interne augmente, elle ne convient donc pas aux servomoteurs à vitesse variable.

L'efficacité volumétrique de la pompe à engrenages est inférieure à 90%, la structure est relativement simple, le coût n'est pas élevé, le bruit n'est pas important et la tolérance à la pollution par les hydrocarbures est grande.L'efficacité volumétrique de la pompe à piston est d'environ 95%, la structure est précise, la tolérance à la contamination par l'huile n'est pas élevée et le bruit est important.Cependant, ses caractéristiques variables peuvent être utilisées pour réduire la charge de couple sur le servomoteur, réduire le courant et la chaleur, de sorte que le temps de maintien de la pression peut être plus long.Cela a été mis en jeu dans la conception à double déplacement de la société de recherche pétrolière.

Le débit requis pour le maintien de la pression et la fermeture du moule à haute pression est faible mais la pression est élevée, ce qui peut convertir la pompe à cylindrée variable en une petite cylindrée, réduisant la chaleur générée par le courant important du servomoteur à basse vitesse.Cette fonction n'est même pas disponible pour tous les moteurs.Si le double déplacement n'est pas utilisé, le maintien de la pression et la fermeture du moule à haute pression dépasseront la plage de débit de pression du déplacement d'origine, mais toujours dans la plage de surcharge, et peuvent être utilisés pour le maintien temporaire de la pression et la fermeture du moule à haute pression.Si la méthode de verrouillage du moule adopte une charnière de machine, la fermeture du moule à haute pression est naturellement de courte durée.Si la force de verrouillage du moule à pression directe n'est pas verrouillée par la vanne unidirectionnelle, la pompe à huile moteur doit fonctionner en continu pour maintenir la force de verrouillage du moule.La pompe à huile à double cylindrée peut être considérée comme une transmission à double engrenage d'une voiture.La petite vitesse est utilisée lorsque vous conduisez lentement en montée.Bien que le régime moteur n'ait pas beaucoup diminué, la force motrice de la voiture s'est améliorée.