Cómo seleccionar el sistema de alimentación de la máquina de moldeo por inyección (Parte 1)

La carga eléctrica es el costo más grande del procesamiento de productos de moldeo por inyección, excepto las materias primas.Para la mayoría de las máquinas de moldeo por inyección, la energía eléctrica se convierte primero en energía cinética a través del motor y luego en energía hidráulica a través de la bomba de aceite, que impulsa cada acción en el ciclo de moldeo por inyección para completar el proceso de moldeo por inyección.Todos conocemos la ley de la "conservación de la energía".La energía no aumentará ni disminuirá en el proceso de cambio de una forma a otra, pero de hecho, hay una pérdida de energía en el proceso de conversión, que se debe a que el proceso de conversión produce energía de salida "inútil", como la energía térmica.La esencia de la conservación de energía es reducir la energía de salida "inútil".

Bomba de desplazamiento constante de motor asíncrono

Las máquinas de moldeo por inyección tradicionales funcionan con motores asíncronos (tipo jaula de ardilla).El motor asíncrono de velocidad constante convierte la energía eléctrica en energía cinética.La salida de energía cinética "útil" es solo alrededor del 90% de la energía eléctrica de entrada (cuando está completamente cargada), y el resto se convierte en energía térmica.Por lo tanto, el motor tendrá su propio ventilador para quitarle la energía térmica.

Por un lado, el motor asíncrono acciona la bomba de caudal fijo para dar salida a un caudal constante;Por otro lado, cada acción en el ciclo de moldeo por inyección, como la apertura y el cierre del molde, la eyección, etc., tiene diferentes requisitos de flujo, y el flujo que no se usa fluirá de regreso al tanque de aceite bajo la presión establecida actual. .Cuanto más lenta sea la acción, o cuanto mayor sea la presión establecida, más energía fluirá de regreso al tanque de aceite y más energía se desperdiciará.La energía desperdiciada se convertirá en energía térmica, lo que aumentará la temperatura del aceite.Por lo tanto, en términos generales, cuando la velocidad de acción está más alejada de la velocidad máxima, el tiempo es más largo y la presión es mayor, el ahorro de energía potencial será mayor.

Bomba de caudal variable de motor asíncrono

De lo anterior se puede ver que la clave para la conservación de energía es cambiar el flujo.La bomba de desplazamiento variable puede proporcionar flujo desde cero hasta el máximo, y se proporciona bajo rotación de velocidad constante del motor asíncrono.La bomba de desplazamiento variable más comúnmente utilizada adopta un diseño de émbolo axial de placa oscilante.Es un buen hábito apagar las luces al salir.Cuando el interruptor de luz y oscuridad se usa ampliamente, podemos trabajar y descansar en una luz oscura pero suficiente, para ahorrar energía.La bomba de desplazamiento variable es como un interruptor claro y oscuro.También existen dos dispositivos que pueden reducir el caudal: el convertidor de frecuencia y el servomotor.

Bomba de aceite del convertidor de frecuencia del motor asíncrono

El convertidor de frecuencia cambia la frecuencia de CA, de modo que la velocidad del motor asíncrono cambia en un 10-100%.Con una bomba de desplazamiento constante, el volumen de aceite cambia en un 10-100%.

Sin embargo, el convertidor de frecuencia es un equipo electrónico de alta corriente, que también consume electricidad, y su efecto de ahorro de energía es inferior al de la bomba de desplazamiento variable.Además, el motor asíncrono está diseñado a velocidad constante, sin considerar la optimización de la inercia del rotor.Si toma 0.1 segundos para cada aceleración y desaceleración del rotor, toma 2 segundos para no menos de 20 cambios de velocidad en un ciclo.En general, los usuarios encontrarán que el uso del convertidor de frecuencia ralentiza la productividad.Finalmente, la mayoría de las bombas de desplazamiento constante son bombas de paletas.Cuando la velocidad disminuye, la fuerza centrífuga también disminuye.Por lo tanto, a bajo flujo, la fuga interna aumenta y la eficiencia de la bomba de aceite disminuye.

Por lo tanto, cuando se renueva y mejora la máquina de moldeo por inyección, es más adecuado utilizar un convertidor de frecuencia y conectarlo a un motor asíncrono.Debido a que solo implica el cambio del cable eléctrico, toma menos tiempo y es mucho más simple que cambiar una bomba de caudal constante a una bomba de caudal variable.Además, es una aplicación exitosa para cambiar la velocidad de rotación del tornillo extrusor con un convertidor de frecuencia.Debido a que la extrusora no opera periódicamente, no necesita acelerar o desacelerar con frecuencia, y su tornillo es accionado por la caja de engranajes, por lo que no involucra la bomba de aceite.

Bomba de aceite de servomotor

El servomotor puede optimizar la aceleración y la desaceleración.Su rotor usa un diámetro pequeño para reducir la inercia y luego usa un rotor largo para recuperar el par perdido.Por supuesto, la inercia también aumenta con la longitud del rotor, pero solo de forma lineal.También es obvio por la apariencia del servomotor que su diámetro es pequeño pero su longitud es grande.El servomotor tarda solo 0,05 segundos en cambiar de 0 a 2000 rpm.Por lo tanto, el servomotor de velocidad variable se utiliza para accionar la bomba de aceite, lo que ralentiza la productividad solo cuando el ciclo es inferior a 5 segundos.El imán permanente se utiliza para generar el campo magnético del rotor, lo que también evita la pérdida de cobre y la pérdida de hierro del rotor.

La velocidad variable del servomotor es realizada por el controlador con el principio de conversión de frecuencia.La corriente alterna de 50 Hz o 60 Hz se convertirá en corriente alterna de la frecuencia requerida después de la rectificación para accionar el servomotor.Por lo tanto, mientras el voltaje sea apropiado en áreas con diferentes frecuencias, no afectará.Esto es diferente del motor asíncrono.La velocidad de rotación del motor asíncrono a 60 Hz es un 20 % más rápida que a 50 Hz.El controlador también tiene control de retroalimentación de presión y velocidad, y control PID de aumento y disminución de presión y flujo.

El servomotor no es diferente del generador.Qué función jugar depende de cómo manejarlo.Si se suministra alimentación trifásica, es un motor;Si se suministra energía para hacer girar su eje principal, es un generador.Cuando se frena el servomotor (como cuando se abre y se detiene el molde), se convierte en un generador.La inercia (energía cinética) de la plantilla móvil y la plantilla móvil impulsan el cilindro de bloqueo del molde y luego impulsan la bomba de aceite (en este momento, la bomba de aceite se convierte en un motor de aceite), que impulsa el eje principal del "generador". para generar voltaje.Después de pasar por la resistencia del freno, se convierte en corriente y luego en energía térmica, que se distribuye en la atmósfera.Aunque esta energía no se recupera, también sirve para un frenado rápido y preciso.

Bomba de engranajes o bomba de émbolo

Hay dos tipos de bombas de aceite que se utilizan con los servomotores, a saber, la bomba de engranajes cuantitativa y la bomba de émbolo variable.La bomba de desplazamiento constante para la máquina de moldeo por inyección es principalmente una bomba de paletas.La fuerza centrífuga de la bomba de paletas disminuye a baja velocidad y aumenta la fuga interna, por lo que no es adecuada para servomotores de velocidad variable.

La eficiencia volumétrica de la bomba de engranajes es inferior al 90%, la estructura es relativamente simple, el costo no es alto, el ruido no es grande y la tolerancia a la contaminación por aceite es grande.La eficiencia volumétrica de la bomba de émbolo es de aproximadamente 95%, la estructura es precisa, la tolerancia a la contaminación por aceite no es alta y el ruido es grande.Sin embargo, sus características variables se pueden utilizar para reducir la carga de torsión en el servomotor, reducir la corriente y el calor, de modo que el tiempo de mantenimiento de la presión pueda ser mayor.Esto se ha puesto en juego en el diseño de desplazamiento dual de la empresa de investigación petrolera.

El flujo requerido para el mantenimiento de la presión y el cierre del molde a alta presión es bajo pero la presión es alta, lo que puede convertir la bomba de desplazamiento variable en un desplazamiento pequeño, reduciendo el calor generado por la gran corriente del servomotor a baja velocidad.Esta función ni siquiera está disponible para todos los motores.Si no se usa el doble desplazamiento, el mantenimiento de la presión y el cierre del molde a alta presión excederán el rango de flujo de presión del desplazamiento original, pero aún dentro del rango de sobrecarga, y pueden usarse para el mantenimiento temporal de la presión y el cierre del molde a alta presión.Si el método de bloqueo del molde adopta la bisagra de la máquina, el cierre del molde de alta presión es, naturalmente, de corta duración.Si la fuerza de bloqueo del molde de presión directa no está bloqueada por la válvula unidireccional, la bomba de aceite del motor debe funcionar continuamente para mantener la fuerza de bloqueo del molde.La bomba de aceite de doble desplazamiento puede verse como una transmisión de doble engranaje de un automóvil.La marcha baja se utiliza cuando se conduce lentamente al subir.Aunque la velocidad del motor no ha disminuido mucho, la fuerza motriz del automóvil ha mejorado.