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高效節能伺服液壓機

一、高效節能伺服液壓機的效果
1.節電效果明顯(實(shí)踐證明平均節電30%~70%),改善電網(wǎng)功率因素,降低無(wú)功損耗;
2.使用簡(jiǎn)單,工頻/變頻雙回路安全設計,確保系統無(wú)故障,不影響生產(chǎn);
3.可有效防止模具及其他部件的機械沖擊,延長(cháng)模具的使用壽命。降低故障停機率,節約維護維修費用,減少停產(chǎn)損失;
4.程序化自動(dòng)控制,自動(dòng)檢測負載變化并同時(shí)調整油泵的工作狀態(tài),對電動(dòng)機有多種智能保護功能,延長(cháng)液壓泵,密封件的使用壽命;
5.操作簡(jiǎn)易,與液壓機同步運行,無(wú)須任何調節
6.變頻開(kāi)機,減小鎖模震動(dòng),減輕噪音,改善工作環(huán)境,系統發(fā)熱明顯減少,油溫穩定,冷卻水量可節省20%以上。

二、改造節電前設備存在問(wèn)題
1.液壓機的電能消耗主要表現在液壓系統油泵的電能消耗,液壓油泵的用電量占整個(gè)液壓機用電量的97%以上,所以降低其耗電量是液壓機節能的關(guān)鍵。液壓機在快速下行、慢時(shí)下行、保壓、泄壓回程、液壓墊頂出、液壓墊退回、緩沖缸頂出等階段所需壓力和流量都是變化的,當液壓機的油量需求發(fā)生變化時(shí),由設在油泵出口的溢流閥來(lái)調節負載壓力和流量,而電機的輸出功率不變,因而造成能量浪費。
2.變頻調速裝置由整流電路、濾波電路、逆變電路和控制電路組成,其功能是通過(guò)整流環(huán)節將交流電能經(jīng)過(guò)整流、濾波為直流電能,又通過(guò)逆變環(huán)節轉變成不同頻率的交流電能輸出給電機。于是可讓液壓油泵電機在不同的轉速下工作。另外,根據油泵的理論,油泵的輸出流量Q的計算公式為:
Q=2[π(R2-r2)-(R-r)S×Z/COSθ]B×N10-6
式中:R-葉片的半徑r-定子的短半徑
S-葉片的厚度B-轉子的軸向寬度
Z-葉片數目θ-葉片相對半徑方向的傾角
3.由上式公式中可得出改變油泵電機轉子的轉速N也就改變輸出流量Q,即油泵油流量與油泵電機的轉速成正比,而改變油泵電機轉子的轉速N是通過(guò)液壓機的同步信號自動(dòng)控制變頻節能調速裝置的輸出頻率來(lái)實(shí)現,油泵電機的耗電與其轉速近似成三次方關(guān)系,即油泵電機的耗電功率P=P`(N`/N)3,如液壓機油泵電機額定功率為55KW,則當轉速下降到原轉速的4/5時(shí),其耗電量用28.16KW,省電48.8%;當轉速下降到原轉速的1/2時(shí),其耗電量?jì)H用6.875KW,省電87.5%,從而使油泵負載具有明顯的節電效果(其中:P`=55KW,N`/N=4/5和N`/N=1/2)。
4.液壓機機不盡相同,但液壓機的工作流程基本是相同。大致可分為十套工序:?jiǎn)?dòng)、滑塊快速下行、滑塊慢速下行、滑塊保壓延時(shí)、滑塊泄壓延時(shí)、滑塊回程、頂出缸活塞頂出、頂出缸活塞退出、緩沖缸頂出、停止,依次每一道工序都需要用不同的工作壓力和流量,除快速下行和頂缸頂出用高壓外,其它工序都工作在很小壓力下,其壓力和流量是靠壓力比例閥和流量比例閥來(lái)調節,通過(guò)調節壓力比例閥和流量比例閥的開(kāi)啟度來(lái)控制壓力和流量大小。

三、液壓機變頻節能改造方案
1.針對上訴壓機油泵電機出現的電量浪費問(wèn)題

我公司針對貴司液壓機設計了一套伺服節能系統,它在對控制設備的運行數據采集基礎上,主要采用PLC與人機界面節電智能控制程序,建立能耗最佳運行模式,自動(dòng)跟蹤設備負荷變化,實(shí)現動(dòng)態(tài)預測、提前調整、同步優(yōu)化,最終通過(guò)原有系統的設定數據,實(shí)現對設備的溫度、壓力、流量等數據自動(dòng)的控制。在保證設備工藝要求的情況下使運行功率最大限度接近實(shí)際負荷需求功率,通過(guò)智能化的控制,真正意義的實(shí)現了提高效率,提高管理。達到最大化的節能效果,消除貴公司的壓機空載輕載浪費。
2.節能產(chǎn)品功能特點(diǎn):
1)自動(dòng)控制節電設備控制要點(diǎn):
?原有工頻與節電線(xiàn)路互鎖。
?系統不改變原有操作模式。
?實(shí)現一套節能系統對一臺設備實(shí)現能量控制。
?準確檢測系統各段運行工序和相應壓力和計算出流量數據。
?節能設備實(shí)現最大化的節電效果。
3.節電控制柜系統功能要點(diǎn)
?節電系統人機界面上有“工頻/節電”選擇開(kāi)關(guān),當選擇“工頻”時(shí),節電線(xiàn)路被封鎖;當選擇“節電”時(shí),工頻線(xiàn)路被封鎖;更方便測試系統節能效果,當一套系統出現故障時(shí)可及時(shí)切換。
?節能系統對各個(gè)工步實(shí)現同步采集,對所設壓力數據進(jìn)行同步采集(但必須要求甲方提供數據接口,和通信協(xié)議)。以此來(lái)滿(mǎn)足整個(gè)節能系統同步的先決條件。
?系統具有自動(dòng)同步響應,同步輸出和同步反饋,實(shí)現最大化的節能。
?設備以PLC通訊的方式傳輸數據,用高速運算控制系統實(shí)現同步控制。在保證原有工藝滿(mǎn)足的情況下實(shí)現最大節能。
?節能系統對設備運行狀況更同步運行,當設備出現故障時(shí)同時(shí)響應。
?在節約有功的同時(shí)還可節約大量無(wú)功
?大幅度降低維修費用,液壓泵轉速的降低,液壓泵運行磨損減少,具有延長(cháng)液壓泵壽命的效果;同時(shí)減少了油溫發(fā)熱量,能使液壓油的粘度保持穩定,這對于夏天高溫環(huán)境下,設備液壓管路的泄漏大為減少,減輕了對環(huán)境污染的壓力。
?滿(mǎn)足液壓機在各個(gè)工作階段中所需的油壓大小和流量速度,將傳統的定量泵無(wú)形中轉變?yōu)榱俗兞勘?,節能效率高達20%~50%。

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