注塑机伺服泵的应用

同步机驱动器在注塑机上的应用系统实物对照-伺服泵永磁同步电机特点1、低频大转矩——极对数多；

2、节能——转子无励磁，每安培出力大（Kt）；

3、转矩控制精度高——无转差频率；

4、弱磁困难——电压限制，气隙大，一般不超频运行。同步机适应的编码器及汇川PG卡（选件）异步电机可选用的PG卡类型：MD32PG、MD32PGD、UVW型（MD32PG3）

型号供电电压编码器类型最远传输距离分频输出响应速度MD32PG15V开路集电极输出80米无0~80kHzMD32PGD15V开路集电极输出80米4~620~80kHzUVW型（MD32PG3）5V差分输出（ABZ或ABZ+UVW）150米10~80kHz(AB)0~10kHz(UVW)正余弦型5V差分输出（ABZ+SinCos）50米10~80kHz(AB)旋转变压器激励信号＋sincos永磁同步电机可选用的PG卡类型：UVW型、正余弦型、ABZ型、旋转变压器、无编码器（试机）永磁同步机的自学习1、永磁同步机自学习的内容？

电机参数；

编码器零点位置角；

2、永磁同步机自学习的方法？

空载转动学习；

带负载转动学习；

静止学习；注塑机驱动系统－传统液压控制特点：定量泵通过异步机工频运行，高出系统的压力油通过溢流阀回油；油温高；噪音大；液压油泄漏大；用户电费成本很高；但可以提供很高的压力，维护烦；变量泵相对定量泵可以省部分电，但仍避免不了定量泵的缺点注塑机驱动系统－电液混合控制（伺服泵）伺服节能泵型注塑机，配置伺服电机、旋转编码器、高精度压力传感器；时刻对系统的压力和流量进行检测反馈，及时通过改变伺服同步电机的转速和转矩对压力、流量作出响应的调整，最终维持系统的压力快、准、稳达到设定的压力和流量；动态响应高、成品重复精度高、噪音低、最大程度的节省电费；与传统的定量泵和变量泵系统相比，同吨位的注塑机选配的电机功率要小些，安装空间小、设备整体档次提升．可以恒功率超速运行，如电机额定1800rpm,可以超到2000RPM.注塑机驱动系统－全电动控制注塑系统中不含有任何液压油路控制，所有动作都依靠电动执行机构完成；电动注塑机必然清洁；由于是无油机制，意味着不需要冷却，不需要冷却管路的购置、运行和维护费用；成本明显高于液压机，采用伺服、驱动器、高精度传感器等，成形产品高精度；运行噪音降低；节能明显，低能耗，全电动注塑机可节省50%-70%的能源，而且在冷却水利用方面也有类似的效果；在一些需要极长时间闭模和极高的锁模压力加工领域，依然是需要用液压注塑机，全电动替代不了．注塑机油压控制方案汇川－伊士通电液混合控制方案（一）实际压力表显示通讯给定压力和流量两路信号

系统通过注塑机本身主机板中的PID算法控制油泵转速，最终目标使得油泵输出油压快、准、稳达到注塑机操作面板设定压力值．0~10v对应０～２５０MPa汇川－伊士通电液混合控制方案（二）实际压力表显示通讯给定压力和流量两路信号

系统通过驱动器自身的PID算法控制油泵转速，最终目标使得油泵输出油压快、准、稳达到注塑机操作面板设定压力值．0~10v对应０～２５０MPa注塑机伺服系统框图汇川－伊士通电液混合控制油压方案(二）注塑机对驱动的真实需求可以理解为：需要压力控制的时候，压力变化迅速平稳、不超调，如注射阶段不出现飞边，保压阶段满足注射材料的压力要求；需要速度控制的时候，速度上升迅速平稳，如注射阶段保证所有注射料快速均匀，避免出现缺料等情况。对注塑机控制的难点：1、不同工艺阶段对驱动的要求分析

注射阶段：速度上升快，油压限制稳定；

保压阶段：油压限制快速稳定；

工件顶出阶段：不振荡，动作平滑；

其它阶段：速度平滑；

2、油压PI调节实现方式的选择

驱动器实现油压PI调节；

电脑板实现油压PI调节；

汇川－伊士通电液混合控制油压方案(二）客户关注指标： 1）油压控制的快速性和稳定性：我们达到100ms稳定不超调，和业内水平持平，但是需要合适的调节器增益。2）节能指标：以不同油压下电机电流的大小作为衡量的标准，我们变频器基本保持输出电流和油压线性变化，蒙德的驱动器油压高于100Bar后电流比我们的大，是伊士通放弃的主要原因。 3）静音指标：要求电机运行低噪声，和电机、油泵的关系比较大，低速保压阶段，我们驱动器控制声音非常小，电流噪声可以通过增加载波频率减弱。 4）成本指标：应用该系统后消耗用油少，极有可能节省油箱的水冷系统，或者改为简易的可控风扇散热系统，节省注塑机造价成本和运行成本非常可观。注塑机伺服应用需要关注的一些问题1、电机选择和电流计算

力矩计算公式：

N=0.0156

*

V（泵的排量）*

P（最高压力）/Kt

Kt值说明(每安培的转矩值，NM/A)：

Kt=(9550*电机额定功率kW/电机额定转速RPM）/电机额定电流A

2、泵的选择

不同泵的问题：叶片泵，齿轮泵，螺杆泵

泵的效率问题：油压的泄漏导致效率下降，和油压有关。

叶片方式和齿轮方式的油泵存在出油脉动大、低速泻漏大等问题，在该方案中不可用。

注塑机伺服控制调试方法1、旋变的使用

旋变的接线；

旋变的极对数；

旋变的自学习；

2、三种油压控制方式

驱动器实现油压PI调节，模拟量给定油压和流量；

驱动器实现油压PI调节，CAN通讯给定油压和流量；

电脑板实现油压PI调节，驱动器仅作执行结构；

注塑机伺服控制调试方法3、驱动器环路设定

电流环：和电感有关，默认1000，600；

速度环：要求动态性能高，默认60，0.5；

4、油压调节器

油压上升斜率设定：200ms；

最大油压设定；

油压模拟输入设定；

两组油压PI调节器，默认：60，10和60，3；现场试机概况（一）宁波菲仕电机参数I0=48.7A;IN=34.9A;PN=18.8KW;TN=100N;UN=312V;KT=2.9NM/A额定频率＝120Hz;额定转速＝1800rpm;油泵电机:50L/MIN注塑机设计最高油压：140MPa;理论计算公式

L/机器所需流量＝V(泵排量)

*

n(转速)

/1000如果

L

需要放余量，可以乘以一个系数(如1.05)此处计算出来的

N

可以乘以0.8

，因为电机可以过载，

N(泵所需转矩)

＝0.0156

*

V(泵排量)

*

P(系统最高压力)而且系统最高压力使用时间也是很短的

I

=

Nm

/

Kt

Kt

转矩系数(理论计算

Kt

＝（9550*18.8/1800)/34.9=2.86)当140公斤压力时，理论计算驱动器电流为I=(0.0156*50*140)/2.9=38A现场实际测得电流

140公斤时变频器显示电流为45A;压力表显示０压力时，变频器运行到５０Ｈｚ时显示电流４A；将理论计算38A＋零空压力4A＝42A;与实际45A差不多．现场试机概况（二）驱动器端子接线及参数设定（选用自身油压控制，通讯设定压力和流量）

CHCLX1X2COMGNDAI1+24VCAN通讯使能运行注射时对应PID2压力传感器信号０～10v旋变编码器接口DB1:RES＿DB2:RES+DB3:SIN+DB4:SIN_DB5:COS+DB9:COS_功能码功能码说明单位备注Fr-08零点位置角0.1度辨识结果参数F4-13AI最小输入电平0.01V油压输入参数F4-14AI最小输入对应油压的百分比0.1%F4-15AI最大输入电平0.01VF4-16AI最大输入对应油压的百分比0.1%FU-000：非油压控制模式；1：驱动器油压控制（模拟量设定油压）；2：驱动器油压控制（电脑板设定油压）；3：电脑板油压控制；２油压控制模式FU-01最大油压Bar油压控制相关FU-02设定油压BarFU-03油压PI调节器KP１

FU-04油压PI调节器KI1

FU-05油压上升斜率120msFU-06旋变的极对数1旋变参数FU-071表示旋变接反

FU-09XI输入端子状态（X2为注射端子对应F4-01=00）

FU-10油压PI调节器KP2

FU-11油压PI调节器KI2

U1-00转子实时角度0.1度显示参数U1-01设定油压0.1%U1-02实际油压0.1%U1-03旋变实时角度0.1度U1-04油压调节的IT

U1-05实际运行转速RPM现场试机概况（三）示波器显示压力信号状态图1仿真器捕捉设定油压和实际油压信号（上升时间约100ms）我们优势１）调试方便；我们采用CAN通讯控制，尽可能的减少接