注塑机交流伺服电机节能改造组件选型指导
2011-11-18 15:30:38 深圳市蓝海华腾技术有限公司供稿一、伺服泵系统的原理
速度N控制流量，当流量建立了压力之后，由PID控制速度，稳定油压（即流量，压力均由速度予以控制）
在油压还没有建立的时候，管路尚有空间，此时，用流量正比与转速的方式运转油泵，管路很快充油。油会受到管路的限制，很快建立油压。当油压建立起来之后，利用PID调整出来的转速N控制，由于PID 的平衡作用原理，油压可以稳定在给定值。
总结为：压力未到，伺服马达速度由流量指令控制；压力到达，伺服马达速度由压力指令和压力反馈差值运算出来的速度控制。
注塑机伺服泵的组件与选型配置计算方法。
二、改造组件
1、当面临一套注塑机伺服系统的时候，我们必须考虑与此相关的电气接口和机械接口，以及相关的配件。
◆新配套的油泵；（大小规格视原系统流量而定）
◆新配套的伺服马达；（大小规格视新油泵排量和系统压力而定）
◆新配套的伺服驱动器；（大小规格视新泵排量，压力，和马达额定转速而定）
◆连接油泵与马达的法兰盘；（大小规格视油泵，马达的机械安装尺寸而定）
◆连接油泵与进出油口的法兰块（压装式或螺栓连接式）；
◆压力传感器及安装口；（统一为1/4PT螺纹。0-10VDC对应0-250BAR）
◆驱动器用制动电阻（大小规格视驱动器而定）
◆驱动器与电机编码器的连接电缆（标准，长度自定）
◆驱动器到马达的功率电缆
◆抗干扰磁环（功率线绕一个大的，信号线各绕一个小的）
◆制动单元
◆0-1A -------0-10V的信号转换板
2、改造普及常识1：
◆在定量泵的年代，一般采用叶片泵，因为噪声比较低，同时由于离心叶片的原理，可以自动补偿流量
◆定量泵一般有日本油研的PV2R系列，威格士V系列，TOKIMEC 的SQP系列
◆为了达到节能的目的，有些地方采用双联泵，判断一个油泵是单联泵还是双联泵，除了可以从型号上分辨之外，最简单的判别方法就是看油口，双联泵一般有2个油口，而单联泵一般只有1个油口。
3、改造普及常识2：
◆由于各种油泵的不容易获得性，故改造绝大部分采用上海诚捷的齿轮泵。
改造系统中，一般会涉及到油泵的机械安装尺寸，特别要注意的是，目前采用英制油泵比较多，因此，推荐采用英制尺寸的油泵。
◆改造的情况下，油泵最高转速一般不超过2000RPM。
◆改造的情况下，必须关注油泵的机械数据：油泵轴径，油泵定位圆（俗称止口）
油泵的安装螺栓过孔，油泵轴长，油泵进出油口连接到油管的法兰
◆必须考虑压力传感器的安装方式，一般安装在出油口
三、油泵的参数选择总则和计算
1、油泵的参数,表征一台油泵，应当有以下数据：
◆连续供油压力（额定压力），单位:MPa
◆峰值压力（壳体能承受的的最高压力）,单位：MPa
◆排量（每旋转一圈，所能排出的油的体积），单位:CC/rev
◆油泵的额定转速，单位RPM
2、油泵选择:
◆假定已知老油泵的排量67CC/R, 和老电机的转速为1460RPM
◆计算老机器的总流量为67CC/R*1460R/min/1000=98L/min
◆假定选择上海诚捷油泵，则按照2000RPM的速度运行，为了满足98L/MIN的流量，则新油泵的排量为98L/min /2000RPM=49CC/R
◆所以选择NT4-50G 的诚捷油泵
四、伺服马达
1、马达设计时以扭矩为原则，而不是功率原则。同一个扭矩下，有4个转速可供选择，即：1350RPM，1500RPM，1700RPM，2000RPM。
2、马达设计时，完全依照油泵的排量和压力决定扭矩，基本上做到一个排量的油泵有一个对应的扭矩
3、马达在小功率一般采用自然冷却，大功率段一般采用风扇强制冷却。
4、马达内置PTC或者KTY温度传感器，可以对马达进行有效保护。
5、从35NM到195NM，均采用相同的安装尺寸。这样可以方便用户进行机械加工。
6、目前设计的马达，可以支持卧式机和立式机。195NM电机可以支持125CC 140KG的压力的系统。
选择伺服电机
◆电机技术参数：
在改造的情况下，我们采用380V，带旋转变压器编码器，带油封的伸轴电机，一般选择额定1500RPM的电机，这样可以尽可能降电流，降低成本速性能：额定1500R的电机，超速到2200RPM,可保持87%的输出扭矩；
选择电机时以扭矩为原则，而不是功率原则。完全依照油泵的排量和压力决定扭矩，基本上做到一个排量的油泵有一个对应的扭矩，因为一个一定排量的油泵要加压到一定的压力决定了电机应当提供的扭矩。
根据液压学原理：电机应当提供的最大扭矩：
Tmax=0.0159*P*q(NM)
其中，P为系统压力-----kgf/cm2，q为油泵排量,cc/rev
◆考虑过载能力：
由于注塑机在一个工作周期中,完全的满负载的情况是极少的.大多数时间工作在高速低压或者高压低速的状况,同时由于电机本身的过载能力比较强,因此,取1.5倍的过载能力是适当的。
故电机的额定扭矩应当为：
Tm=Tmax/1.5
◆计算举例
假定油泵为50CC/REV,系统压力为140kgf/cm2.
则电机的额定扭矩为
Tm=0.0159×50×140/1.5=74NM.
故选择70NM扭矩的电机
由于采用齿轮泵，则最大速度2000RPM,可以使用额定1500RPM的电机超速
故电机全部数据为70NM,1500RPM电机。
五、选择伺服驱动器
1、蓝海华腾伺服泵驱动器命名: V8-H-I0
铭牌上变频器型号一栏用数字和字母表示了产品系列、电源等级、功率等级及软硬件的版本等信息。
2、蓝海华腾伺服驱动器的特点：
◆油泵的广泛适应性。在早期的测试过程中，为了提高油泵的适应性，所测试的油泵采用了国产最差控制特性的油泵。因此可以在现有的油泵体系中，体现最佳的控制特性。
◆可靠的硬件设计，在国内同行业中故障率最低，环境适应性最高。
3、伺服驱动器针对油泵的选型总则：（与前面的油泵，马达连续举例说明）
驱动器应当以电流原则选型，而不是功率匹配原则
当伺服驱动器驱动油泵时，很显然的有以下特点：
◆负载电流正比于油泵的排量，这可以从前面的公式中得到；
◆负载电流正比于油泵的压力，这可以从前面的公式中得到；
◆负载电流反比与马达的额定转速，这可以从电机学中关于扭矩，扭矩系数的描述中得到。
◆实践的参考值：
一台63CC的油泵，采用额定2000RPM的电机，保压到140kgf/cm2时，需要耗用的电流为68A
◆新配置的油泵的保压时的电流应当为：
I=现有油泵排量/63×现有压力/140×现有电机额定转速/2000×68
◆例如：一台50CC的油泵，需要保压到175kg/cm2,采用额定1500RPM的电机
则保压到175kg/cm2时候的电流
I=50/63×175/140×1500/2000×68=50.5A
◆由于蓝海华腾的伺服驱动器，过载1.5倍的时间为1分钟。为了保压1分钟，因此，可以用最大电流除以1.5，从而得到驱动器额定电流；
Ie=50.5/1.5=33A
◆经查：可以使用V8-H-4T18.5
六、连接油泵和马达的法兰盘（机械件）
1、连接油泵的法兰从安装方式来说有两种
◆法兰落地，支撑油泵和马达
◆马达落地，支撑法兰和油泵
2、制作法兰的标准
法兰是一个非常重要的组件，一般对于同心度的要求在50um以内，才能保障系统有较好的效果。如果制作精度不够时，将会导致同心度不好，体现在：
◆机械噪音明显增大，尤其在高速段表现突出（1200RPM以上）；
◆马达的轴承，以及油泵的轴承，油封加剧，降低寿命。
◆机械的震动加剧。
3、制造一个法兰，必须具备油泵的机械尺寸数据和马达的机械尺寸数据：
◆油泵的轴径
◆油泵的轴长
◆油泵的定位圆（俗称止口或凸台）
◆油泵的安装螺栓的过孔的直径
◆油泵安装螺栓的过孔的中心圆直径
◆马达的轴径
◆马达的轴长
◆马达的定位圆（俗称止口或凸台）
◆马达的安装螺栓的过孔的直径
◆马达安装螺栓的过孔的中心圆直径
七、压力传感器的信号与安装
压力传感器也是一个非常重要的部件，当压力传感器线形不好，或者品质稳定性欠佳的
时候，将直接导致伺服系统不能正常工作，甚至可能导致压力直接升高。从而导致爆油管，引发恶性事故。
市面主流的压力传感器品牌：丹麦丹佛斯MB3***系列、瑞士HUBA、美国HONEYWELL、国产百赛PIM系列（东莞松山湖留学创业园）。
压力传感器技术指标：
◆0-250kgf/cm2----------0—10vdc,或1--5VDC，或4-20MA
◆1/4 PT管螺纹，提高密封性
◆插头型接线方式，方便用户接线。
提醒：在改造工程的情况下，一定要注意在出油口的法兰块预留压力传感器的安装口。
八、0----1A DC转0—10VDC的信号转换板（流量和压力）
在定量泵的年代，由于PQ阀组件控制流量和压力，这个PQ阀需要一定的功率才可以被驱动，而这个PQ阀被设计成0-1ADC的信号执行器，因此，在早期PQ阀年代，注塑机电脑被设计成带有两路0---1ADC的模拟输出电路。
在注塑机伺服泵系统中，已经取消了PQ阀，自然不在需要0—1ADC的信号。二是需要0—10VDC的信号。更换电脑板是不太可能的，因此，这个转换板就有存在的必要性。
这个转换板在改造工程中是一个必不可少的部件。
九、制动电阻和制动单元
从V8-H-4T18.5至V8-H-4T75，蓝海华腾的伺服驱动器可以申请内或外置的制动单元。在V8-H-4T15以下，是标准内置了制动单元。制动单元和制动电阻是两个不同的部件。制动单元本质上是提供一条泻放回路，而制动电阻是这个泻放回路的耗能元件。
制动电阻与制动单元的选型表如下：
变频器型号制动单元制动电阻单元
制动转矩%制动电阻数量
V8?H?2T0.4
标准内置70W 200Ω 1 220
V8?H?2T0.7570W 200Ω 1 125 V8?H?2T1.5260W 100Ω 1 125 V8?H?2T2.2 260W 70Ω 1 120 V8?H?4T0.7570W 750Ω 1 130 V8?H?4T1.5260W 400Ω 1 125 V8?H?4T2.2260W 250Ω 1 135 V8?H?4T3.7390W 150Ω 1 135 V8?H?4T5.5520W 100Ω 1 135 V8?H?4T7.5780W 75Ω 1 130 V8?H?4T111040W 50Ω 1 135 V8?H?4T151560W 40Ω 1 125
V8?H?4T18.5
内置可选4800W 32Ω 1 125
V8?H?4T224800W 27.2Ω 1 125 V8?H?4T306000W 20Ω 1 125
V8?H?4T379600W 16Ω 1 125
V8?H?4T459600W 13.6Ω 1 125
V8?H?4T556000W 20Ω 2 135
V8?H?4T759600W 13.6Ω 2 145
十、磁环
磁环为简单部件，起抗电磁干扰作用。
十一、主电缆和编码器电缆
高精度伺服控制设备，使用的导线必须是带屏蔽层的电缆线，根据设备功率匹配电缆的过电流能力。
选型配置方法
在已知注塑机最大需求流量、最高系统压力时，可用下面的方法在油泵/电机/驱动器系列中配型。
第一：根据需求的最大流量，计算油泵理论需求排量。
理论需求排量=最大流量*1000/最高转速
排量单位：毫升/转，流量单位：升/分，转速单位：转/分，最高转速取电机和油泵的最高转速中的较小值。在油泵系列中选择排量大於并最接近理论需求排量的油泵。
第二：由油泵排量和系统最大工作压力，计算电机理论需求力矩，选择电机。
理论需求力矩=（压力*排量*9.55）/机械效率值*60
力矩单位：牛米，压力单位：兆帕，机械效率取值1。
选择电机中额定力矩与理论需求力矩/2相近的电机。
第三：由最大电流选择伺服控制器
最大电流=额定电流*最大压力/持续工作压力
电流单位：安培。选择伺服控制器中峰值电流大於并最接近需求最大电流的控制器。
B. 针对齿轮泵和柱塞泵压力波动的特性，采用噪声消除（Noise Cancellation) 控制方法减小油泵输出压力的波动。上述配型方法遵循力矩两倍超载的原则，一般力矩两倍超载的运行时间为20秒，三倍超载的运行时间为5秒，按比例可以计算出30秒、20秒、10秒对应的力矩超载倍数。
发展方向
伺服电液混合系统：除了用一个伺服电机为注塑机提供总动力外，还可以灵活地用一个电机单独驱动指定的液压部件，或用数个伺服电机实现组合驱动。
带位置传感器的伺服电液系统：通过螺杆行进油缸处的位置传感器，可更直接的对射胶过程进行精确的速度和位置控制，试制品的合格率、质量、精度有会进一步提高。
融合塑料成型工艺技术的伺服电液系统：与上位机配合将注塑成型工艺技术与液压动力系统相配合，可以期望将出现成型工艺技术与伺服控制技术融合起来的产品，以满足高端客户的需求。
多泵合流伺服电液系统：通过CAN汇流排技术，将若乾伺服电液泵相连接形成多泵合流控制，实现大型注塑机液压控制，优化系统提高效率，增加系统的寿命等。
定量泵注塑机节能伺服改造?
注塑机伺服节能改造
注塑机节能控制器，可根据注塑机电脑板给出的压力及流量信号，经处理后，送入驱动器。随着合模、射胶、保压、开模等不同工艺段，输出信号，控制驱动器的运行频率。将注塑过程中多余的能量节省下来，节电效果非常显著。实践表明节电20%~80%。
一、节能原理:
注塑机的电能消耗主要是加热体和油泵。
1、现行的加热方式效果低，有50%的热能不能利用，白白消耗电能。
2、油泵电机全速运转，不需油压时，处于空转状态，消耗电能。
本公司开发的注塑机节能控制系统是针对油泵电机实现变速控制，同步跟踪压力和流量实现不同阶段时的不同转速，从而达到节电目的。也就是说，通过控制器调整油泵电机转速，用以改变普通定量泵的输出功率，使其随着负载的变化而变化，将注塑过程中多余的能量及冷却，等待产品的能量节约下来，所以节电效果十分明显，同时还可以提高功率因素。
经实际检测，本系统在注塑机上的节能效果可达20%~68%，节电效果与注塑机的状态、注塑机容量的多少，注塑周期的长短，注塑的产品及原材料不同，节能效果也不同，同时与工艺也有很大的关系。
二、主要特点及功能:
1、节电效果20%~80%。
2、电机软启动，减少对机械的冲击。
3、动态调节油泵的功率输出。
4、无高压节流能量损失
5、具有欠压、过压、过载、短路、缺相等自动保护。
6、系统为闭环控制，功率与压力和流量同步自动跟踪控制，大大减轻合模、开模振动，稳定生产工艺、提高产品质量，并减少注塑机故障率，延长注塑机寿命
7、本系统可与原有系统共存，操作方式一样，可互相控制，
注塑机伺服节能有什么好处?
当然有效，要不现在注塑机怎么会全部采用伺服电机呢？发展伺服注塑机目的：节约资源、降低成本、提升品质、改善工况！注塑行业正面临着一个飞速发展的机遇，然而在注塑产品的成本的构成中，电费占了相当的比例，依据注塑机设备工艺的需求，传统的注塑机油泵马达耗电占整个设备耗电量比例高达80%-90%。随着能源问题日益受到重视，节能降耗是国家基本国策，降本增效是企业竞争核心。节约能源变得越来越重要，设计与制造新一代“节能型”注塑机，就成为迫切需要关注和解决的问题。目前，伺服节能技术，已成功应用到注塑机上，比普通定量泵注塑机节能最高可达80%，比变量泵节能最高可达50%，同时，提高生产效率10%以上，注塑机制造厂商已经开始批量设产，将迅速成为主场主流产品。对于正在使用的普通注塑机的伺服节能改造，也将刻不容缓，增产、节能、降耗等近乎全电机的优点，注塑机客户将得以为力降低成本，美化工作环境，在其他成本上不断上升的今天，相信会大行其道（节能技术，也是IE改善行动之一）。在注塑机制造和使用的发展过程中，节能是永恒的。
传统的注塑机是开环油路定量泵和异步电机系统；异步电机是开启后不会停止的。注塑机动作是有很多程序，每个程序里面还有分阶段不同的功率，这些动作压力、流量有很大的差距；而电机油泵是定量的，排量永远是最大输出，除了熔胶、射胶保压要比较大的排量外，其它的会或大或小，可电机油泵那么大的功率输出到哪里去了呢？除了给需要的动作之外，全由溢流阀、节流阀流回注塑机油箱了，这样形成了大部分浪费。其次，冷却产品过程中注塑机是没有工作的，可电机油泵还是最大的功率输出，全部由溢流阀、节流阀流回油箱，就等于全是在浪费。而且它是开环控制稳定性也没有闭环控制那么好。
第三，伺服电机系统是闭环系统，注塑机要多少压力流量就给多少压力流量，不会多也不会少，生产产品非常稳定。因为伺服系统是闭环，让动作油直到动作阀，就是说这个动作要多少压力流量，是靠压力传感器和编码器反馈给驱动器来控制伺服电机油泵的多少，这是个明显的节能要点之一。保压时异步电机是要大负荷工作，负荷就是电流大的意思，电流大用电量也就大。而伺服电机刚好相反，伺服电机是疟疾控制用扭矩保压，内齿合齿轮泵是低转数也可以起到高压，所以比起原来的系统和变频控制既不烧坏电机也更节能，这是节能要点之
二。冷却时伺服电机是不用电的，因为注塑机没有工作信号，所以伺服驱动器不会给信号到伺服电机，这是节能要点之三。
例如：具我司技术人员看到贵公司此产品储料的参数为：背压为12，流量为65，冷却时间为2秒左右。可是此注塑机压力为140，流量为99,。这样就明显可以对比，生产此产品只用注塑机功率的50%左右，其它的都是无功消耗，冷却时也是无功消耗。而伺服系统是此产品要65的流量就给65的流量，没有无功消耗，冷却时伺服系统是没有工作也就不用电的。
稳定性开闭环对比：
开环控制系统不能检测误差，也不能校正误差，控制精度和仰制干扰性能都比较差，而且对系统参数的变动很敏感。
闭环系统不管出于什么原因（外部干扰或系统内部变化）只要被控制量偏离规定值，就会产生相应的控制作用去消除偏差。
开环系统没有检测设备，组成简单，选用的原器件严格保证质量要求。
闭环系统具有仰制干扰能力，对原器件特性不敏感，并能改善系统的响应特征。
其次，对于泵，如果由定量、变量等改成伺服，那不仅能减少40%以上的用电量，还能提升产品质量，这是行业认可的。而对炮筒（加热部分）如果使用纳米节能电热圈，同样能节省30%-70%的用电量，还能降低厂房温度，改善工人工作环境，许多厂家首先改造往往是这一部分。干燥机经过改也能节省20%以上用电量。至于冷却可能占比例相对少一些，但改造后同样能节省用电量的20%以上。
Type U301.20.30.94Nm 1.18Nm 2000Rpm 2500Rpm 0.45A 0.57A 0.20Kw 2.30Nm/A 139V/Krpm 133Hz 118.34Ohm 120.80mH -V 370V 0.13mkgm2 2.2kg 2.9kg U301.60.30.95Nm 1.39Nm 6000Rpm 7400Rpm 1.30A 2.00A 0.60Kw 0.48Nm/A 29V/Krpm 400Hz 10.17Ohm 14.53mH -V 372V 0.13mkgm2 2.2kg 2.9kg U302.20.3 2.00Nm 2.48Nm 2000Rpm 2500Rpm 0.98A 1.19A 0.42Kw 2.30Nm/A 139V/Krpm 133Hz 41.30Ohm 59.20mH -V 371V 0.194mkgm2 2.7kg 3.4kg U302.50.3 2.00Nm 2.60Nm 5000Rpm 6000Rpm 2.00A 2.60A 1.05Kw 1.09Nm/A 66V/Krpm 333Hz 8.51Ohm 14.55mH -V 333V 0.194mkgm2 2.7kg 3.4kg U304.10.3 3.90Nm 3.95Nm 1000Rpm 1500Rpm 1.00A 1.10A 0.41Kw 3.95Nm/A 239V/Krpm 67Hz 87.44Ohm 120.36mH -V 380V 0.156mkgm2 4.5kg 5.2kg U304.20.3 4.18Nm 4.91Nm 2000Rpm 2500Rpm 2.00A 2.36A 0.88Kw 2.29Nm/A 139V/Krpm 133Hz 15.85Ohm 29.58mH -V 371V 0.156mkgm2 4.5kg 5.2kg U304.50.2 3.95Nm 4.00Nm 5000Rpm 7500Rpm 10.00A 10.00A 2.07Kw 0.43Nm/A 26V/Krpm 333Hz 0.48Ohm 1.40mH 201V -V 0.156mkgm2 4.5kg 5.2kg U304.50.3 3.95Nm 4.00Nm 5000Rpm 7500Rpm 5.50A 6.10A 2.07Kw 0.73Nm/A 44V/Krpm 333Hz 1.40Ohm 4.10mH -V 344V 0.156mkgm2 4.5kg 5.2kg U503.20.3 3.80Nm 4.42Nm 2000Rpm 2628Rpm 1.65A 1.80A 0.80Kw 2.28Nm/A 138V/Krpm 133Hz 16.88Ohm 63.67mH -V 338V 0.97mkgm2 4.8kg 5.8kg U503.30.3 3.00Nm 3.50Nm 3000Rpm 3200Rpm 2.20A 2.56A 0.94Kw 1.36Nm/A 82V/Krpm 200Hz 7.01Ohm 31.60mH -V 374V 0.97mkgm2 4.8kg 5.8kg U503.40.3 2.80Nm 3.50Nm 4000Rpm 6000Rpm 3.20A 4.30A 1.17Kw 0.93Nm/A 56V/Krpm 267Hz 3.30Ohm 9.00mH -V 375V 0.97mkgm2 4.8kg 5.8kg U503.50.3 2.00Nm 3.50Nm 5000Rpm 5200Rpm 2.20A 3.80A 1.05Kw 1.00Nm/A 61V/Krpm 333Hz 3.14Ohm 14.30mH -V 376V 0.97mkgm2 4.8kg 5.8kg U505.20.3 5.08Nm 5.30Nm 1500Rpm 2244Rpm 2.00A 2.10A 0.80Kw 2.71Nm/A 164V/Krpm 133Hz 13.96Ohm 56.43mH -V 295V 1.13mkgm2 5.7kg 6.7kg U505.30.2 3.50Nm 5.00Nm 3000Rpm 4000Rpm 6.00A 7.00A 1.10Kw 0.65Nm/A 39V/Krpm 200Hz 0.97Ohm 2.94mH 170V -V 1.13mkgm2 5.7kg 6.7kg U505.40.3 4.00Nm 5.52Nm 4000Rpm 4800Rpm 4.20A 4.30A 1.68Kw 1.36Nm/A 82V/Krpm 267Hz 3.65Ohm 14.05mH -V 372V 1.13mkgm2 5.7kg 6.7kg U506.20.3 6.44Nm 7.34Nm 2000Rpm 2568Rpm 2.90A 3.30A 1.35Kw 2.32Nm/A 141V/Krpm 133Hz 6.92Ohm 31.04mH -V 322V 1.13mkgm2 6.8kg 7.8kg U506.20.2 5.70Nm 7.62Nm 2000Rpm 2500Rpm 4.40A 5.87A 1.19Kw 1.36Nm/A 82V/Krpm 133Hz 2.12Ohm 9.68mH 180V -V 1.13mkgm2 6.8kg 7.8kg U506.30.3 5.50Nm 6.63Nm 3000Rpm 3200Rpm 3.53A 4.24A 1.73Kw 1.56Nm/A 94V/Krpm 200Hz 3.37Ohm 20.60mH -V 349V 1.13mkgm2 6.8kg 7.8kg U506.30.2 5.80Nm 7.62Nm 3000Rpm 4000Rpm 8.53A 13.96A 1.82Kw 0.68Nm/A 41V/Krpm 200Hz 0.65Ohm 2.42mH 175V -V 1.13mkgm2 6.8kg 7.8kg U506.40.3 4.50Nm 5.87Nm 4000Rpm 5000Rpm 3.20A 4.80A 1.88Kw 1.29Nm/A 78V/Krpm 267Hz 2.25Ohm 9.79mH -V 375V 1.13mkgm2 6.8kg 7.8kg U509.30.2 6.60Nm 9.20Nm 3000Rpm 4000Rpm 8.50A 12.40A 2.07Kw 0.85Nm/A 51V/Krpm 200Hz 0.54Ohm 2.03mH 211V -V 1.33mkgm28.8kg 9.8kg U509.20.39.16Nm 10.40Nm 2000Rpm 2378Rpm 3.70A 4.05A 1.92Kw 2.55Nm/A 154V/Krpm 133Hz 4.83Ohm 25.77mH -V 346V 1.33mkgm28.8kg 9.8kg U509.40.3 6.00Nm 9.98Nm 4000Rpm 4200Rpm 4.00A 8.00A 2.51Kw 1.28Nm/A 77V/Krpm 267Hz 1.12Ohm 7.74mH -V 378V 1.33mkgm28.8kg 9.8kg U512.20.311.24Nm 13.18Nm 2000Rpm 2473Rpm 4.80A 5.50A 2.35Kw 2.52Nm/A 153V/Krpm 133Hz 2.97Ohm 17.29mH -V 334V 1.42mkgm210.8kg 11.8kg U512.40.3 6.00Nm 12.84Nm 2500Rpm 4500Rpm 5.00A 11.00A 1.57Kw 1.22Nm/A 74V/Krpm 267Hz 0.80Ohm 5.27mH -V 378V 1.42mkgm210.8kg 11.8kg U710.10.3 6.40Nm 7.80Nm 1000Rpm 1500Rpm 1.50A 1.90A 0.67Kw 4.33Nm/A 262.08V/Krpm 67Hz 18.90Ohm 90.20mH -V 373V 0.73mkgm28.5kg 11.5kg U710.40.39.60Nm 10.50Nm 4000Rpm 4100Rpm 6.70A 6.70A 4.02Kw 1.58Nm/A 95.63V/Krpm 267Hz 1.99Ohm 10.73mH -V 391V 0.73mkgm28.5kg 11.5kg U710.50.3 5.89Nm 8.98Nm 5175Rpm 5300Rpm 5.35A 8.60A 3.19Kw 1.10Nm/A 66.58V/Krpm 333Hz 1.03Ohm 8.10mH -V 375V 0.73mkgm28.5kg 11.5kg U715.35.312.35Nm 12.74Nm 3500Rpm 5000Rpm 7.10A 7.70A 4.53Kw 1.74Nm/A 105.32V/Krpm 233Hz 1.38Ohm 12.08mH -V 394V 1.0mkgm210.2kg 13.2kg U715.50.2 6.00Nm 12.00Nm 4500Rpm 5000Rpm 10.00A 21.60A 2.83Kw 0.62Nm/A 37.53V/Krpm 333Hz 0.14Ohm 1.53mH 174V -V 1.0mkgm210.2kg 13.2kg U720.05.316.80Nm 18.40Nm 500Rpm 800Rpm 2.00A 2.20A 0.88Kw 9.20Nm/A 556.85V/Krpm 33Hz 26.90Ohm 193.60mH -V 330V 1.3mkgm211.9kg 14.9kg U720.15.317.00Nm 19.00Nm 1500Rpm 1800Rpm 5.73A 6.44A 2.67Kw 3.29Nm/A 199.13V/Krpm 100Hz 2.88Ohm 31.24mH -V 371V 1.3mkgm211.9kg 14.9kg U720.20.311.70Nm 16.00Nm 2000Rpm 2500Rpm 5.09A 6.61A 2.45Kw 2.53Nm/A 153.13V/Krpm 133Hz 2.33Ohm 14.88mH -V 322V 1.3mkgm211.9kg 14.9kg U720.30.216.00Nm 19.00Nm 3000Rpm 4000Rpm 16.50A 20.67A 5.03Kw 0.99Nm/A 59.92V/Krpm 200Hz 0.36Ohm 3.96mH 204V -V 1.3mkgm211.9kg 14.9kg U720.30.316.80Nm 16.80Nm 3000Rpm 3700Rpm 11.80A 11.80A 5.28Kw 1.59Nm/A 95.94V/Krpm 200Hz 0.67Ohm 5.70mH -V 291V 1.3mkgm211.9kg 14.9kg U720.40.312.40Nm 17.79Nm 4000Rpm 4800Rpm 10.50A 15.19A 5.19Kw 1.28Nm/A 77.47V/Krpm 267Hz 0.55Ohm 3.90mH -V 319V 1.3mkgm213.6kg 16.6kg U725.50.214.00Nm 23.16Nm 4500Rpm 5000Rpm 20.00A 37.95A 6.60Kw 0.67Nm/A 40.55V/Krpm 333Hz 0.08Ohm 1.03mH 176V -V 1.6mkgm213.6kg 16.6kg U730.15.322.00Nm 23.80Nm 1500Rpm 2000Rpm 7.50A 8.00A 3.46Kw 3.22Nm/A 194.90V/Krpm 100Hz 2.00Ohm 20.06mH -V 317V 1.9mkgm215.2kg 18.2kg U730.20.322.00Nm 23.00Nm 2000Rpm 2150Rpm 8.50A 9.70A 4.61Kw 2.65Nm/A 160.40V/Krpm 133Hz 2.00Ohm 23.20mH -V 345V 1.9mkgm215.2kg 18.2kg U730.30.316.90Nm 26.60Nm 3000Rpm 3200Rpm 11.60A 18.90A 5.31Kw 1.52Nm/A 92.00V/Krpm 200Hz 0.38Ohm 3.50mH -V 287V 1.9mkgm215.2kg 18.2kg U740.05.324.00Nm 42.00Nm 500Rpm 800Rpm 2.50A 5.23A 1.26Kw 9.00Nm/A 544.74V/Krpm 33Hz 10.30Ohm 96.50mH -V 314V 2.4mkgm218.5kg 21.5kg U740.20.324.00Nm 34.00Nm 2000Rpm 2180Rpm 7.08A 13.48A 5.03Kw 2.72Nm/A 164.63V/Krpm 133Hz 0.80Ohm 8.04mH -V 327V 2.4mkgm218.5kg 21.5kg U740.30.321.80Nm 33.00Nm 3000Rpm 3200Rpm 14.00A 21.70A 6.85Kw 1.63Nm/A 98.66V/Krpm 200Hz 0.29Ohm 3.00mH -V 304V 2.4mkgm218.5kg 21.5kg We reserve the right to make technical changes. ULTRACT III Stand-still Weight (without Nominal Inductance Max Nominal Torque power Frequency Constant still speed torque brake)phase Weight (with brake)current Winding Stand-Back EMF between Nominal torque Nominal current Nominal speed Winding Resistance Rotor Inertia 400VAC Nominal Voltage (Supply Voltage)230VAC
伺服节能注塑机简介 通用伺服节能注塑机系列机型配备了高性能的伺服变速动力控制系统，并配了旋转编码器和动力传感器分别对流量和压力进行反馈，高性能的同步伺服电机通过改变转速和转矩做出相应的流量压力调整，对压力流量进行精确的闭环控制，实现伺服电机对注塑机能量需求的最佳匹配和自动调整。实现了精密的速度和压力控制（锁模、注射、顶出全机闭回路伺服控制极大提高响应速度，重复性精度在1%以内；保压动作持续测试10秒，压力误差不超过10Kg）。相比传统注塑机重复精度更好，响应速度更快，节能效果更明显，可节电20%—80%，对保压时间长及后壁、高精度的产品，效果更显著。经济效益至为明显。响应快速、性能稳定的伺服电机控制系统，配备了高精度高灵敏的压力反馈装臵，形成闭环压力精密控制，能为客户提供良好的产品稳定性。伺服节能注塑机达到最大输出量仅需0.05S,相比传统的注塑机响应速度明显加快，有效缩短周期，提高生产效率。此外机器发热量的降低，进一步降低液压油温，可以减少冷却水30%左右的用量，降低机器周围的噪音，加强机器的稳定性，增加油路液压油和密封件的使用寿命，使得机器使用和维护的费用大为减少，同时也符合当前国际严格的环保要求。 产品应用行业广泛：生活用品、玩具、电器配件、机械配件、纺织、汽车配件、化工、医疗器械、建筑、电子配件等行业。 伺服节能注塑机系列机型配备了高性能的伺服驱动控制系统，高性能的同步电机;相比传统注塑机重复精度更好，响应速度更快，可节电20%—80%，对后壁、高精度的产品，效果更显著。产品应用行业 广泛：生活用品、玩具、电器配件、机械配件、纺织、汽车配件、化工、医疗器械、建筑、电子配件等行业。
CT Unidrive M700系列驱动器和菲仕永磁同步伺服马达调试案例●调试技术要求： ?菲仕永磁同步伺服电机闭环 ?上位机罗克韦尔PLC以太网通讯 ●驱动器参数调试步骤： 1.确认驱动器和电机型号、规格等参数： CT Unidrive：M700-03400100A10100AB100+KI-Keypad Phase Motor：U30730A15.3 2.驱动器初始化操作： ?断开STO/使能（T22和T31）或者Pr06.015=＞OFF（初始化准备）； ?Prmm.000=＞1253（50Hz交流电源频率）； ?Pr00.048=＞RFC-S（运行模式设定）；
?按下红色复位按键（初始化完成）。 ?接通STO/使能（T22和T31）或者Pr06.015=＞ON（驱动器使能待机） 3.更改用户安全级别/访问级别： ?Pr00.049=＞1（所有菜单均允许编辑） 4.编码器相关接线和参数设定： ?菲仕电机编码器为绝对型，和CT驱动器完美兼容，接线图如下图所示： ?Pr03.024=＞0（RFC反馈模式：Feedback）； ?Pr03.026=＞0（电机控制反馈选择：P1 Drive）； ?Pr03.034=＞2500（P1每转旋转脉冲数：2500PPR）； ?Pr03.036=＞0（P1电源电压：5V）； ?Pr03.038=＞3（P1设备类型：AB Servo）； ?Pr03.039=＞1（P1终端选择：AB启用，Z不启用）； ?Pr03.118=＞1（P1热敏电阻类型：KTY84）。 5.电机参数设定和参数自调谐：
?Pr05.007=＞7.4（额定电流：7.4A）； ?Pr05.008=＞1500（额定转速：1500RPM）； ?Pr05.009=＞362（额定转速：1500RPM）； ?Pr05.011=＞8（电机极数：8Poles）； ?Pr05.033=＞224（每1000转电压：224V/1000RPM）； ?Pr05.012=＞2（电机自调谐方式：ROTATING，※电机旋转自调谐务必保证电机 光轴，无负载输出）； ?Pr01.014=＞4（给定选择器：Keypad）； ?按下键盘绿色运行按键，键盘显示Auto Tune，电机旋转自调谐，如果自调谐成 功完成，键盘显示Inhibit。 ?Pr06.015=＞OFF（驱动器使能关闭）； ?Pr06.015=＞ON（驱动器使能打开）； 观察电机参数变化，反复执行上述操作至少3次，直至Pr03.025保持一个恒定值：?Pr05.017=＞？（M1定子阻抗）； ?Pr05.024=＞？（M1Ld）； ?Pr05.072=＞？（M1空载Lq）； ?Pr03.025=＞？（位置反馈相角）； 至此，电机参数自调谐成功调试完毕。 ?保存参数：Prmm.000=＞1000，按下红色复位键（此步骤驱动器掉电之前务必操 做一次否则重新上电参数未保存驱动器E2PROM）。 6.其他参数： ?Pr01.007=＞0（最小给定值：0.0RPM）；
伺服电机计算选择应用实例 1． 选择电机时的计算条件 本节叙述水平运动伺服轴（见下图）的电机选择步骤。 例：工作台和工件的 W ：运动部件（工作台及工件）的重量（kgf ）=1000 kgf 机械规格 μ ：滑动表面的摩擦系数=0.05 π ：驱动系统（包括滚珠丝杠）的效率=0.9 fg ：镶条锁紧力（kgf ）=50 kgf Fc ：由切削力引起的反推力（kgf ）=100 kgf Fcf ：由切削力矩引起的滑动表面上工作台受到的力（kgf ） =30kgf Z1/Z2： 变速比=1/1 例：进给丝杠的（滚珠 Db ：轴径=32 mm 丝杠）的规格 Lb ：轴长=1000 mm P ：节距=8 mm 例：电机轴的运行规格 Ta ：加速力矩（kgf.cm ） Vm :快速移动时的电机速度(mm -1)=3000 mm -1 ta :加速时间(s)=0.10 s Jm :电机的惯量(kgf.cm.sec 2) Jl :负载惯量(kgf.cm.sec 2) ks :伺服的位置回路增益(sec -1)=30 sec -1 1.1 负载力矩和惯量的计算 计算负载力矩 加到电机轴上的负载力矩通常由下式算出: Tm = + Tf Tm :加到电机轴上的负载力矩(Nm) F :沿坐标轴移动一个部件(工作台或刀架)所需的力(kgf) L :电机转一转机床的移动距离=P ×(Z1/Z2)=8 mm Tf :滚珠丝杠螺母或轴承加到电机轴上的摩擦力矩=2Nm F ×L 2πη
无论是否在切削，是垂直轴还是水平轴，F值取决于工作台的重量， 摩擦系数。若坐标轴是垂直轴，F值还与平衡锤有关。对于水平工 作台，F值可按下列公式计算： 不切削时： F = μ（W+fg） 例如： F=0.05×(1000+50)=52.5 (kgf) Tm = (52.5×0.8) / (2×μ×0.9)+2=9.4(kgf.cm) = 0.9(Nm) 切削时: F = Fc+μ(W+fg+Fcf) 例如: F=100+0.05×(1000+50+30)=154(kgf) Tmc=(154×0.8) / (2×μ×0.9)+2=21.8(kgf.cm) =2.1(Nm) 为了满足条件1，应根据数据单选择电机，其负载力矩在不切削时 应大于0.9（Nm），最高转速应高于3000（min-1）。考虑到加/减速， 可选择α2/3000（其静止时的额定转矩为2.0 Nm）。 ·注计算力矩时，要注意以下几点： 。考虑由镶条锁紧力（fg）引起的摩擦力矩 根据运动部件的重量和摩擦系数计算的力矩通常相当小。镶条 锁紧力和滑动表面的质量对力矩有很大影响。 。滚珠丝杠的轴承和螺母的预加负荷，丝杠的预应力及其它一些因 素有可能使得滚动接触的Fc相当大。小型和轻型机床其摩擦力矩 会大大影响电机的承受的力矩。 。考虑由切削力引起的滑动表面摩擦力（Fcf）的增加。切削力和驱 动力通常并不作用在一个公共点上如下图所示。当切削力很大时， 造成的力矩会增加滑动表面的负载。 当计算切削时的力矩时要考虑由负载引起的摩擦力矩。 。进给速度会使摩擦力矩变化很大。欲得到精确的摩擦力矩值，应 仔细研究速度变化，工作台支撑结构（滑动接触，滚动接触和静压 力等），滑动表面材料，润滑情况和其它因素对摩擦力的影响。 。机床的装配情况，环境温度，润滑状况对一台机床的摩擦力矩影 响也很大。大量搜集同一型号机床的数据可以较为精确的计算其负
西门子伺服电机选择手册，SINAMICS S120是一种集V/F、矢量控制和伺服控制于一体的新型驱动控制系统。普通异步电动机不能控制转矩，也不能控制三相异步电动机。 S120系列驱动与伺服电机选型手册第1部分：典型结构的多轴驱动控制单元电机模块与通用直流母线电源模块。带起动机（或scout）和SIMATIC manager软件或s7-300400的书本式柜式PC典型配置图，SIMOTION O/D/P 24 V DL说明：1：主控制模块cu320 2：电源模块SIM 或ALM+24 V电源3：单轴电机模块4：两轴电机模块234电源线终端模块驱动Cliq编码器反馈信号线选项板电抗器功率滤波器传感器模块无编码器电机运动控制，带drivc Cliq接口西门子（中国）自动化传动集团有限公司生产机械SINAMICS S120系列，选自《S120驱动与伺服电机选型手册》第1章多轴传动概述。Sinamics120是一种集V/F、矢量控制和伺服控制于一体的新型驱动控制系统。它不仅可以控制普通的三相异步电动机，还可以控制步进电动机、转矩电动机和直线电动机。其强大的定位功能将实现进给轴的绝对和相对定位。2007年6月发布的DCC（drive control chart）功能将实现逻辑、计算和简单处理功能。SINAMICS S120产品包括：用于普通直流母线的DCAC逆变器和用于单轴的ACAC逆变器。具有公共直流母
线的DC/AC逆变器也称为多轴驱动。它的结构是电源模块和机器模块分开。电源模块将三个交流电整流成540V或600DC，并将电机模块（一个或多个）连接到直流母线。特别适用于多轴控制，特别适用于造纸、包装、纺织、印刷、钢铁等行业。优点是电机轴间能量共享，接线方便简单●单轴控制交流变频器，俗称单轴交流传动，其结构是功率模块和电机模块的组合，特别适合单轴速度和定位控制。本书第一部分包括第1至4章，主要介绍多轴交流传动。第二部分包括第五章至第八章，主要介绍单轴交流传动。第三部分包括第九章，主要介绍电机电缆和信号电缆。第四部分包括第10章，介绍了同步和异步伺服电机的指令数据。第五部分，包括第11章，简要介绍了运动控制系统的指令数据。这本书中的技术资料基本上是英文的。详情请参阅英文原文。西门子（中国）有限公司自动化与传动集团运动控制部生产的机械系列S120系列，源自《S120驱动与伺服电机选型手册》第二章。功率模块是我们通常所说的整流器或整流器/反馈单元。它将三相交流电整流成直流电，并为每个抑制模块（通常称为逆变器）供电。具有反馈功能的模块还可以向电网提供直流电。根据是否有反馈功能和反馈方式，将功率模块分为以下三类：基本线路模块：整流单元，但无反馈功能。智
坚达注塑机节能改造方案 1．注塑机的优点 深圳坚达机械有限公司生产80克-2452克注射量，80吨-550吨锁模力的卧式注塑机。机器由肘杆式锁模机构、往复螺杆式注射装置，液压系统和电气控制系统组成。经优化设计的肘杆机构有较大的功效系数，运动平稳，速度快；重要零件采用优质材料，由加工中心生产，强度高、刚性大、耐磨损。低速大扭矩液压马达直接驱动的平衡式塑化注射装置，受力合理，结构紧凑，传动效率高。满足不同品种塑料要求的氮化螺杆，熔胶筒塑化能力强，使用寿命长。电气控制系统有可编程序控制器和多种电脑控制系统，被控功能多，可靠性高，可供不同用户选择。我们的产品是将热塑性塑料制成各种塑料制品的主要设备，能满足世界各地的用户需要，广泛地用在家电、建筑、玩具、电子、五金、文体、交通、运输、通讯、钟表、摄影、化妆等多种行业。 2．注塑机的缺点 1.冷却时，电机仍在转动，无功功率未能消除，节能效果不理想。 2.由于是开环系统，生产稳定性难以保证。 3.采用鼠笼式感应异步电机，转动惯量大，系统响应慢。 4.噪声较大，工作环境得不到改善。 5.机器油温较高，机器稳定运行受影响，机器使用寿命缩短，需冷却设备要求高 3．改造的目的 注塑机在注塑产品的成本中，电费占了相当大的比例，依据注塑机设备工艺的需求，传统的注塑机油泵马达耗电占了整个设备耗电量比例高达80％－90％；随着能源问题的日益受到重视，国家大力发展节能减排的政策，开发具有伺服电机的新一代注塑机是一种趋势，而传统注塑机进行改造伺服电机节能系统势在必行。莱普乐伺服电机节能系统，主要是针对传统注塑机耗电量高的缺陷，自主研发的节能系统节能可以达到35％－91.7％，让您更省钱，同时也更具市场竞争力；高效使注塑产品成型时间缩短，提高生产效率；稳定使注塑产品不良率减少50%-80%左右，耐用使注塑机和伺服系统寿命更长，减噪让工作环境更舒适等特点，是目前国内最具竞争力的伺服电机节能系统的厂家。 4．改造后的效果 更节能、更稳定、更高效、更耐用、更环保、更省钱、噪声低。 5．改造后是否有不良影响 对注塑机没有任何影响,给注塑带来以下好处: 公司已完成上万台传统注塑机的改造，根据注塑机的吨位差异不同，节能效果没有低于35％，个别注塑机节能特例达到不可思议的效果，节能91.7％，改造后的注塑机节能率普遍可以达到50％－80％。 1、节能 采用莱普乐公司伺服系统的注塑机，系统压力、流量双闭环，液压系统按照实际需要的流量和压力来供油，克服了普通定量泵系统高压溢流产生的高能耗，在储料、合模、射胶等高流量工作阶段电机按照设定的转速工作，在保压、冷却等低流量工作阶段降低了电机转速，油泵电机实际能耗降低了50%--80%； 2、响应迅速，生产效率高 伺服系统响应速度快，压力上升时间和流量上升时间快至30ms，提高了液压系统的响应速度，减少了动作转换时间，加快了整机的运行节拍；注塑机液压系统自动运行时，当有阀门打开时，系统压力会瞬间下降，伺服系统可以在30ms以内迅速补充油量，恢复压力至设定值； 3、压力稳定精密
菲仕伺服电机原理 一、产品简介 菲仕伺服电机与国内外同类产品相比具有很高的力矩/体积和功率比，低速时具有最好的稳定性，从面克服机械传动装置的诸多限制，使众多的应用场合采用直接驱动技术，满足高端机械设备对精度、速度和效率的要求，满足了用户对节能和环保的苛刻要求。菲仕系列产品，设计额定力矩从1N.M到10000N.M，额定功率从100W到5MW，将势必成为中国功率规格系列最全的高性能伺服系统产品，并可以直接和全面地取代进口伺服系统产品。 二、电机产品系列化定型研制工艺流程 三、工作原理 交流伺服电动机在没有控制电压时，伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电在定子内绕组形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。 四、设计参数的选取及设备结构 伺服电机主要由定子铁芯及绕组、永磁体转子模块、高精度轴承及轴承支架、电气插头及接线盒等附件组成，如下图所示：
1、定子铁芯 1）、矽钢冲片采用高速冲床进行，冲片和叠片在冲压过程中一次完成，大大的提高了生产效率。高速冲片代替以往的粉末冶金制造铁芯使铁芯的电磁特性不再受粉末成分和烧结条件的影响，使铁芯的电磁特性得以稳定。在组装和总装过程中也不会因操作不慎而使铁芯缺角少肉而影响质量，使操作过程得以简化； 2）、我们对比了高速冲片与低速冲片对电机的性能的影响，数据表明高速冲片制作的铁芯，电机的漏磁及涡流损耗大大减少，电机整体发热量大大降低，故选用了从英国进口过来的高速冲床及长寿命模具，来保证矽钢冲片的稳定性及低损耗性。 3）、我们对比了0。5MM高速冲片与0。3MM高速冲片对电机的性能的影响，数据表明0。3MM高速冲片制作的电机的漏磁及涡流损耗更进一步减少，电机整体发热量也进一步降低，故选用了0。3MM矽钢片的模具。 2、定子绕组 电机所采用的力矩绕组设计是一种具有特殊Ke和Kt常数的绕组，可适用于无齿轮传动的低速场合和直接驱动。取消减速机构可以增强力矩和刚性以及获得低速下的良好的运动平稳性。而且绕组采用符合DIN530标准的H级，保证了电机能在很高的温度情况下正常运行；特殊的高频绕组设计，适合于长配线时的高频PWM波形。 3、永磁体转子组件 1）具有设计专利技术的转子模块扣套设计保证了磁钢的机械固定，而
伺服电机原理及选型规则
2011-8-4 8:00:00 来源：
［摘要］：是在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装 置。伺服电机是可以连续旋转的电－机械转换器。作为液压阀控制器的伺服电机，属 于功率很小的微特电机，以永磁式直流伺服电机和并激式直流伺服电机最为常用。 ［关键词］：伺服系统 发动机 马达 变速装置 伺服电机 什么是伺服电机？ 伺服电机：是在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装 置。伺服电机是可以连续旋转的电－机械转换器。作为液压阀控制器的伺服电机，属 于功率很小的微特电机，以永磁式直流伺服电机和并激式直流伺服电机最为常用。 伺服电机的作用：伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确。 伺服电机的分类：直流伺服电机和交流伺服电机。 直流伺服电机的输出转速与输入电压成正比，并能实现正反向速度控制。具有起动转 矩大，调速范围宽，机械特性和调节特性的线性度好，控制方便等优点，但换向电刷 的磨损和易产生火花会影响其使用寿命。 近年来出现的无刷直流伺服电机避免了电刷 摩擦和换向干扰， 因此灵敏度高， 死区小， 噪声低， 寿命长， 对周围电子设备干扰小。 直流伺服电机的输出转速/输入电压的传递函数可近似视为一阶迟后环节，其机 电时间常数一般大约在十几毫秒到几十毫秒之间。而某些低惯量直流伺服电机（如空 心杯转子型、印刷绕组型、无槽型）的时间常数仅为几毫秒到二十毫秒。 小功率规格的直流伺服电机的额定转速在 3000r/min 以上，甚至大于 10000r/min。因此作为液压阀的控制器需配用高速比的减速器。而直流力矩伺服电机 （即低速直流伺服电机）可在几十转/分的低速下，甚至在长期堵转的条件下工作， 故可直接驱动被控件而不需减速。 直流伺服电机分为有刷和无刷电机。 有刷电机成本低，结构简单，启动转矩大，调速范围宽，控制容易，需要维护， 但维护方便（换碳刷），产生电磁干扰，对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感 的普通工业和民用场合。 无刷电机体积小，重量轻，出力大，响应快，速度高，惯量小，转动平滑，力矩 稳定。控制复杂，容易实现智能化，其电子换相方式灵活，可以方波换相或正弦波换 相。 电机免维护， 效率很高， 运行温度低， 电磁辐射很小， 长寿命， 可用于各种环境。 交流伺服电机也是无刷电机，分为同步和异步电机，目前运动控制中一般都用同 步电机，它的功率范围大，可以做到很大的功率。大惯量，最高转动速度低，且随着 功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。 交流伺服电机的工作原理 伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的 U/V/W 三相电形成电磁场，转子 在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈 值与目标值进行比较， 调整转子转动的角度。 伺服电机的精度决定于编码器的精度 （线
第一章综述 1.1技术特点 伟创SF81注塑机异步伺服驱动器相比同步伺服来说，不需安装压力传感器、编码器，不需更换油泵、电机。安装调试便捷、维护简单、性价比高。其主要优势是：1) 响应速度快 使用SF81伺服系统控制油泵后，响应时间能够达到0.3s（0～压力最大输出量）。 0.3s（0～流量最大输出量）相比传统油压动力控制系统响应速度明显加快，有效缩短工作周期，提高生产效率。 2) 精度高 使用SF81伺服系统控制油泵后的重复精度能够达到3%。相比传统油压动力控制系统重复精度更高，有效保证产品的稳定性，减少次品率。 3) 节能 节电率在25%～70%之间,节电率主要取决于模具工艺参数。模具工艺参数的速度值(0～99%)和节能关系最大，速度值越小节电率越高。如果模具的速度值在0～30%之间，节电率就能够达到70%左右；如果模具的射胶和熔胶速度值在90%以上，又没有净冷却时间（熔胶完成就开模），节电率也能够达到25%左右。 4) 运行噪音小 运行噪音大幅减小，低速运行更宁静。理想状态下低于70分贝。 5) 设备运行温度低 电机比例输出液压油，避免了多余热量产生。液压油温升低，甚至不需冷却，可大量节约冷却水。 6) 维护方便 当SF81异步伺服驱动器需要维护时，将节电/市电旋钮打到市电状态，不影响注塑机的正常生产。
1.2节电原理 注塑机液压油泵大多采用叶片泵、齿轮泵，是典型的容积式油泵。供油量与油泵转速成正比。 在市电50Hz恒速运转下，油泵的供油量是恒定的。而实际注塑机的工作压力和流量是变化的。在实际流量较小时，油泵的供油量远远大于负载实际消耗量，（供大于求）处于高压状态下的富余液压油全部经过溢流阀溢流。高压状态下的液压油经溢流后放出大量热能，这部分耗散的能量实际上是油泵电机从电网吸收电能的一部分。小流量的维持时间较长，所耗散的电能较大。因此，注塑机液压系统存在严重的能源浪费问题。 伟创异步伺服驱动器具有注塑机专用智能控制系统。注塑循环过程中，自动检测来自于注塑机控制系统的工作状态信号，并对这些信息进行分析和计算。根据注塑机当前的工作状态、（开模、合模、射胶、回料、顶针等）工作压力及工作速度要求，自动控制异步伺服输出频率。从而调节油泵的转速，实际供油量与注塑机的流量需求相一致。把定量泵改变成变量泵，消除溢流现象，节省电能消耗。并将驱动器的动态响应及瞬间过流能力强等优点与注塑机完美结合，从而达到油泵马达节电25%～70%的效果。
注塑机伺服节能改造简介 一、注塑机种类与能耗 注塑机根据驱动方式的不同分为如下四种 1．定量泵驱动型 2．变量泵驱动型 3．全电动驱动型 4．电液伺服驱动型 其中电液伺服驱动型就是我们改造完后的产品。几种驱动之间的比较如下： 1〉价格全电动〉电液伺服〉变量泵〉定量泵一台全电动的注塑机价格数倍于其它三种液压驱动的注塑机，具有能耗低，精度高等特点，但由于价格太贵，维护成本高，只在少数精密注塑需求的场合才采用。电液伺服系统比变量泵和定量泵略贵，但相差不大，在10%以内。 2〉产品精度全电动〉电液伺服〉变量泵=定量泵在对精密加工要求很高的场合一般采用全电动，但由于全电动机价格问题，许多厂家采用定量泵和变量泵来做，但加强了检验，产品不合格率较高。而电液伺服系统能较大的提高产品精度，略低于全电动，但相差不多。 3〉能耗全电动〈电液伺服〈变量泵〈定量泵一般定量泵能耗比变量泵要高20-30%左右，变量泵又比电液伺服系统高20-30%，全电动系统又比电液伺服系统低5-10%的能耗。 我们的改造主要针对定量泵和变量泵注塑机。其中，对变量泵注塑机改造来说由于节能效果不是很大，所以除开少数对节能非常重视的客户外，多数都不会有很强的动力去改造，因此，我们改造的绝大部分应该是针对定量泵注塑机。 各种改造方式 针对定量泵注塑机目前有可控硅调压、变频、伺服三种改造方式，三种改造方式比较如下： 1〉可控硅调压成本低，大约400元/KW，节能比例小，约10-15%的样子，回收期较长，不影响生产周期，更换模具对节能效果无影响。改造实施简单。
2〉变频调节成本适中，大约700元/KW，节能率跟产品关系大，约在10-50%之间，会影响产品周期，一般会加长每批产品的生产周期1-3秒，相当于生产率降低2-6%。对于短周期产品节能效果不好，对生产产品精度影响大。一旦更换模具，要重新调解变频器的PID参数，工人操作困难。改造实施简单。3〉伺服改造成本较高，大约2000-2500元/KW，节能率约25-80%之间，不影响产品周期，甚至可以提高产品周期，通常提高生产率约5-20%左右。更换模具对节能无影响，可以提高产品精度，并延长设备寿命。改造实施复杂，不同机型不同方案。 市场容量 最新统计是整个中国市场上约有注塑机100万台，其中广东有30-40万台。其中定量泵占了至少一半的数量。每台改造费用平均约30000-35000元，如果全部改造，广东省总容量约为45-50亿元。全国总容量超过100亿，考虑到有些已经做了变频改造，总容量应该小于此数。 我们本次改造实验结果 本次实验的注塑机背景如下： 1>改造的注塑机品牌为全力发CLF190，原设计压力140吨，配电机为22KW。 2>改造试验的这批产品生产设定数据如下： 一般来说产品冷却保压时间越长，节能空间越大。从上表可以看出，产品冷却保压时间较短，只有2.6秒，属于节能空间比较小的产品。圣鑫公司生产
电机的选择： （1）电机扭矩的计算 负载扭矩是由于驱动系统的摩擦力和切削力所引起的可用下式表达： FL M =π2 式中 M-----电动机轴转距； F------使机械部件沿直线方向移动所需的力； L------电动机转一圈（2πrad ）时，机械移动的距离 2πM 是电动机以扭矩M 转一圈时电动机所作的功，而FL 是以F 力机械移动L 距离时所需的机械功。 实际机床上，由于存在传动效率和摩擦系数因素，滚珠丝杠克服外部载荷P 做等速运动所需力矩，应按下式计算： z z M h h F M B sp SP ao P K 2 11122? ??? ??++=η ππ M 1-----等速运动时的驱动力矩(N.mm) π 2h F sp ao K ---双螺母滚珠丝杠的预紧力矩(N.mm) F ao ------预紧力(N),通常预紧力取最大轴向工作载荷 F max 的1/3，即 F ao = 3 1 F max 当F max 难于计算时，可采用F ao =(0.1~0.12))(N C a ； C a -----滚珠丝杠副的额定载荷，产品样本中可查： h sp -----丝杠导程(mm)； K--------滚珠丝杠预紧力矩系数，取0.1~0.2； P---------加在丝杠轴向的外部载荷(N),W F P μ+=； F---------作用于丝杠轴向的切削力(N)； W--------法向载荷(N),P W W 11+=； W 1-----移动部件重力(N),包括最大承载重力； P 1 -------有夹板夹持时（如主轴箱）的夹板夹持力； μ --------导轨摩擦系数，粘贴聚四氟乙烯板的滑动导轨副09.0=μ，有润滑条件时，05.0~03.0=μ，直线滚动导轨004.0~003.0=μ； η1 -------滚珠丝杠的效率，取0.90~0.95； M B ----支撑轴承的摩擦力矩，即叫启动力矩(N.m),可以从滚珠丝杠专用轴承样本中得到，见表2-6（这里注意，双支撑轴承有M B 之和的问题） z 1 --------齿轮1的齿数 z 2 --------齿轮2的齿数 最后按满足下式的条件选择伺服电机 M M s ≤1 M s -----伺服电机的额定转距
佳明注塑机节能改造方案 1．注塑机的优点 佳明公司是高新技术企业，一直致力于专业注塑机的研发、设计、开发和生产。装配流水生产线，机型覆盖60T-3500T，属下更拥有精良的加工设备和先进的铸造车间；超大型的日本进口三菱CNC，可加工重达30T的零件；铸造车间采用先进的树脂沙工艺，所铸造铸件单件重量达50T，月产量达3000T以上。 佳明公司于2000年通过ISO9001质量认证；2001年通过国家注塑机质量体系认证，同时注塑机全部由国家塑料机械产品检测中心负责质量跟踪与监控；2004年通过国家AAA质量诚信体系认证，多年来一直被国家质协授予“全国注塑机质量过硬放心品牌企业”；2005年通过CE认证，同年佳明生产的注塑机，获得国家质量监督局评定为“国家免检产品”；2008年获得“广东省名牌产品”称号。 2．注塑机的缺点 1.冷却时，电机仍在转动，无功功率未能消除，节能效果不理想。 2.由于是开环系统，生产稳定性难以保证。 3.采用鼠笼式感应异步电机，转动惯量大，系统响应慢。 4.噪声较大，工作环境得不到改善。 5.机器油温较高，机器稳定运行受影响，机器使用寿命缩短，需冷却设备要求高 3．改造的目的 节约资源、降低成本、提升品质、改善工况！注塑行业正面临着一个飞速发展的机遇，然而在注塑产品的成本的构成中，电费占了相当的比例，依据注塑机设备工艺的需求，传统的注塑机油泵马达耗电占整个设备耗电量比例高达80%-90%。随着能源问题日益受到重视，节约能源变得越来越重要，设计与制造新一代“节能型”注塑机，就成为迫切需要关注和解决的问题。 4．改造后的效果 更节能、更稳定、更高效、更耐用、更环保、更省钱、噪声低。 5．改造后是否有不良影响 对注塑机没有任何影响,给注塑带来以下好处: 公司已完成上万台传统注塑机的改造，根据注塑机的吨位差异不同，节能效果没有低于35％，个别注塑机节能特例达到不可思议的效果，节能91.7％，改造后的注塑机节能率普遍可以达到50％－80％。 1、节能 采用莱普乐公司伺服系统的注塑机，系统压力、流量双闭环，液压系统按照实际需要的流量和压力来供油，