วิธีการเลือกระบบไฟฟ้าของเครื่องฉีดพลาสติก (ตอนที่ 1)

ค่าไฟฟ้าเป็นต้นทุนที่ใหญ่ที่สุดในการประมวลผลผลิตภัณฑ์ฉีดขึ้นรูป ยกเว้นวัตถุดิบสำหรับเครื่องฉีดพลาสติกส่วนใหญ่ พลังงานไฟฟ้าจะถูกแปลงเป็นพลังงานจลน์ผ่านมอเตอร์ก่อน จากนั้นเปลี่ยนเป็นพลังงานไฮดรอลิกผ่านปั้มน้ำมัน ซึ่งขับเคลื่อนแต่ละการกระทำในวงจรการฉีดขึ้นรูปเพื่อให้กระบวนการฉีดขึ้นรูปสมบูรณ์เราทุกคนรู้กฎของ "การอนุรักษ์พลังงาน"พลังงานจะไม่เพิ่มขึ้นหรือลดลงในกระบวนการเปลี่ยนแปลงจากรูปแบบหนึ่งไปสู่อีกรูปแบบหนึ่ง แต่แท้จริงแล้วมีการสูญเสียพลังงานในกระบวนการแปลง ซึ่งเป็นเพราะกระบวนการแปลงสร้างพลังงานเอาต์พุตที่ "ไร้ประโยชน์" เช่น พลังงานความร้อนสาระสำคัญของการอนุรักษ์พลังงานคือการลดพลังงานที่ "ไร้ประโยชน์"

ปั๊มดิสเพลสเมนต์คงที่มอเตอร์แบบอะซิงโครนัส

เครื่องฉีดขึ้นรูปแบบดั้งเดิมขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส (แบบกรงกระรอก)มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสความเร็วคงที่จะแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานจลน์พลังงานจลน์ที่ "มีประโยชน์" ส่งออกเป็นเพียงประมาณ 90% ของพลังงานไฟฟ้าที่ป้อนเข้า (เมื่อโหลดเต็มที่) และส่วนที่เหลือจะกลายเป็นพลังงานความร้อนดังนั้นมอเตอร์จะมีพัดลมของตัวเองเพื่อดึงเอาพลังงานความร้อนออกไป

ในอีกด้านหนึ่ง มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสจะขับเคลื่อนปั๊มดิสเพลสเมนต์คงที่เพื่อส่งออกการไหลคงที่ในทางกลับกัน การทำงานแต่ละอย่างในรอบการฉีดขึ้นรูป เช่น การเปิดและปิดแม่พิมพ์ การดีดออก เป็นต้น มีความต้องการการไหลที่แตกต่างกัน และการไหลที่ไม่ได้ใช้จะไหลกลับไปที่ถังน้ำมันภายใต้แรงดันที่ตั้งไว้ในปัจจุบัน .ยิ่งทำงานช้าหรือแรงดันที่ตั้งไว้สูง พลังงานจะไหลกลับไปที่ถังน้ำมันมากขึ้น และสิ้นเปลืองพลังงานมากขึ้นพลังงานที่เสียไปจะกลายเป็นพลังงานความร้อนซึ่งจะทำให้น้ำมันมีอุณหภูมิสูงขึ้นดังนั้น โดยทั่วไปแล้ว เมื่อความเร็วในการดำเนินการอยู่ห่างจากความเร็วสูงสุด เวลาจะนานขึ้น และแรงดันมากขึ้น การประหยัดพลังงานที่เป็นไปได้ก็จะมากขึ้น

ปั๊มดิสเพลสเมนต์แปรผันของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส

จากข้างต้นจะเห็นได้ว่ากุญแจสำคัญในการอนุรักษ์พลังงานคือการเปลี่ยนกระแสปั๊มดิสเพลสเมนต์แปรผันสามารถให้การไหลจากศูนย์ถึงสูงสุด และมีให้ภายใต้การหมุนความเร็วคงที่ของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสปั๊มดิสเพลสเมนต์แบบแปรผันที่ใช้บ่อยที่สุดใช้การออกแบบลูกสูบตามแนวแกนแบบสวอชเพลทการปิดไฟเมื่อออกไปข้างนอกเป็นนิสัยที่ดีเมื่อใช้สวิตช์ไฟมืดอย่างแพร่หลาย เราสามารถทำงานและพักผ่อนในที่มืดแต่มีแสงสว่างเพียงพอเพื่อประหยัดพลังงานปั๊มดิสเพลสเมนต์แบบแปรผันเป็นเหมือนสวิตช์ไฟมืดนอกจากนี้ยังมีอุปกรณ์สองตัวที่สามารถลดการไหล: ตัวแปลงความถี่และเซอร์โวมอเตอร์

ปั๊มน้ำมันตัวแปลงความถี่มอเตอร์แบบอะซิงโครนัส

ตัวแปลงความถี่เปลี่ยนความถี่ AC เพื่อให้ความเร็วของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสเปลี่ยนแปลงใน 10-100%ด้วยปั๊มดิสเพลสเมนต์คงที่ ปริมาณน้ำมันจะเปลี่ยนไป 10-100%

อย่างไรก็ตาม ตัวแปลงความถี่เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้กระแสไฟฟ้าสูง ซึ่งใช้พลังงานไฟฟ้าเช่นกัน และผลการประหยัดพลังงานนั้นด้อยกว่าปั๊มแบบแปรผันนอกจากนี้ มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสได้รับการออกแบบที่ความเร็วคงที่ โดยไม่คำนึงถึงการปรับความเฉื่อยของโรเตอร์ให้เหมาะสมหากใช้เวลา 0.1 วินาทีสำหรับการเร่งความเร็วและการลดความเร็วของโรเตอร์แต่ละครั้ง จะใช้เวลา 2 วินาทีสำหรับการเปลี่ยนแปลงความเร็วไม่น้อยกว่า 20 ครั้งในรอบโดยทั่วไป ผู้ใช้จะพบว่าการใช้ตัวแปลงความถี่ทำให้ผลผลิตช้าลงประการสุดท้าย ปั๊มแบบเคลื่อนที่คงที่ส่วนใหญ่เป็นปั๊มแบบใบพัดเมื่อความเร็วลดลงแรงเหวี่ยงก็จะลดลงด้วยดังนั้นที่การไหลต่ำ การรั่วไหลภายในจะเพิ่มขึ้นและประสิทธิภาพของปั้มน้ำมันจะลดลง

ดังนั้นเมื่อมีการปรับปรุงและปรับปรุงเครื่องฉีดพลาสติก จึงเหมาะสมกว่าที่จะใช้ตัวแปลงความถี่และเชื่อมต่อกับมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสเนื่องจากเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนสายไฟเท่านั้น จึงใช้เวลาน้อยกว่าและง่ายกว่าการเปลี่ยนปั๊มดิสเพลสเมนต์คงที่เป็นปั๊มดิสเพลสเมนต์แบบแปรผันนอกจากนี้ยังเป็นแอปพลิเคชั่นที่ประสบความสำเร็จในการเปลี่ยนความเร็วรอบของสกรูเครื่องอัดรีดด้วยตัวแปลงความถี่เนื่องจากเครื่องอัดรีดไม่ทำงานเป็นระยะ จึงไม่จำเป็นต้องเร่งความเร็วหรือลดความเร็วบ่อยครั้ง และสกรูของมันถูกขับเคลื่อนโดยกระปุกเกียร์ ดังนั้นจึงไม่เกี่ยวข้องกับปั้มน้ำมัน

ปั้มน้ำมันเซอร์โวมอเตอร์

เซอร์โวมอเตอร์สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการเร่งความเร็วและการลดความเร็วโรเตอร์ใช้เส้นผ่านศูนย์กลางเล็กเพื่อลดแรงเฉื่อย จากนั้นใช้โรเตอร์ยาวเพื่อกู้คืนแรงบิดที่สูญเสียไปแน่นอน ความเฉื่อยยังเพิ่มขึ้นตามความยาวของโรเตอร์ แต่จะเป็นเชิงเส้นเท่านั้นนอกจากนี้ยังเห็นได้ชัดจากรูปลักษณ์ของเซอร์โวมอเตอร์ว่าเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กแต่ความยาวใหญ่เซอร์โวมอเตอร์ใช้เวลาเพียง 0.05 วินาทีในการเปลี่ยนจาก 0-2,000 รอบต่อนาทีดังนั้นจึงใช้เซอร์โวมอเตอร์แบบปรับความเร็วได้เพื่อขับเคลื่อนปั๊มน้ำมัน ซึ่งจะทำให้ผลผลิตช้าลงเมื่อรอบน้อยกว่า 5 วินาทีเท่านั้นแม่เหล็กถาวรใช้เพื่อสร้างสนามแม่เหล็กของโรเตอร์ ซึ่งช่วยป้องกันการสูญเสียทองแดงและการสูญเสียธาตุเหล็กของโรเตอร์

ความเร็วตัวแปรของเซอร์โวมอเตอร์นั้นรับรู้โดยตัวควบคุมด้วยหลักการของการแปลงความถี่กระแสสลับ 50Hz หรือ 60Hz จะถูกแปลงเป็นกระแสสลับตามความถี่ที่ต้องการหลังจากการแก้ไขเพื่อขับเคลื่อนเซอร์โวมอเตอร์ดังนั้นตราบใดที่แรงดันไฟฟ้าเหมาะสมในพื้นที่ที่มีความถี่ต่างกัน ก็จะไม่ส่งผลกระทบซึ่งแตกต่างจากมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสความเร็วในการหมุนของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสที่ 60Hz จะเร็วกว่าความเร็วที่ 50Hz ถึง 20%คอนโทรลเลอร์ยังมีการควบคุมแรงดันและความเร็วแบบป้อนกลับ และการควบคุม PID ของแรงดันและการไหลขึ้นและลง

เซอร์โวมอเตอร์ไม่ต่างจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าฟังก์ชั่นใดที่จะเล่นขึ้นอยู่กับวิธีการขับหากจ่ายไฟสามเฟส แสดงว่าเป็นมอเตอร์หากจ่ายพลังงานเพื่อหมุนเพลาหลัก แสดงว่าเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเมื่อเซอร์โวมอเตอร์ถูกเบรก (เช่น เมื่อแม่พิมพ์ถูกเปิดและหยุดทำงาน) มันจะกลายเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าความเฉื่อย (พลังงานจลน์) ของแม่แบบเคลื่อนที่และแม่แบบเคลื่อนที่จะขับเคลื่อนกระบอกล็อคแม่พิมพ์ จากนั้นจึงขับเคลื่อนปั๊มน้ำมัน (ในขณะนี้ ปั๊มน้ำมันกลายเป็นมอเตอร์น้ำมัน) ซึ่งขับเคลื่อนเพลาหลักของ "เครื่องกำเนิดไฟฟ้า" เพื่อสร้างแรงดันไฟฟ้าหลังจากผ่านแรงต้านทานเบรกแล้ว มันจะกลายเป็นกระแสและกลายเป็นพลังงานความร้อนซึ่งกระจายอยู่ในชั้นบรรยากาศแม้ว่าพลังงานนี้จะไม่ถูกกู้คืน แต่ก็มีจุดประสงค์เพื่อการเบรกที่รวดเร็วและแม่นยำ

ปั๊มเกียร์หรือปั๊มลูกสูบ

ปั๊มน้ำมันที่ใช้กับเซอร์โวมอเตอร์มี 2 ประเภท ได้แก่ ปั๊มเกียร์เชิงปริมาณและปั๊มลูกสูบแปรผันปั๊มเคลื่อนที่คงที่สำหรับเครื่องฉีดพลาสติกส่วนใหญ่เป็นปั๊มใบพัดแรงเหวี่ยงของปั๊มใบพัดจะลดลงที่ความเร็วต่ำ และการรั่วไหลภายในจะเพิ่มขึ้น ดังนั้นจึงไม่เหมาะสำหรับเซอร์โวมอเตอร์แบบปรับความเร็วได้

ประสิทธิภาพเชิงปริมาตรของปั๊มเกียร์ต่ำกว่า 90% โครงสร้างค่อนข้างง่าย ต้นทุนไม่สูง เสียงไม่ใหญ่ และความทนทานต่อมลพิษจากน้ำมันมีมากประสิทธิภาพเชิงปริมาตรของปั๊มลูกสูบอยู่ที่ประมาณ 95% โครงสร้างแม่นยำ ความทนทานต่อการปนเปื้อนของน้ำมันไม่สูง และเสียงดังมากอย่างไรก็ตาม คุณลักษณะที่แปรผันได้สามารถใช้เพื่อลดภาระแรงบิดบนเซอร์โวมอเตอร์ ลดกระแสไฟและความร้อน เพื่อให้มีเวลาในการกักเก็บแรงดันได้นานขึ้นสิ่งนี้ถูกนำมาใช้ในการออกแบบรางคู่ของบริษัทวิจัยน้ำมัน

การไหลที่จำเป็นสำหรับการรักษาความดันและการปิดแม่พิมพ์ความดันสูงนั้นต่ำแต่ความดันสูง ซึ่งสามารถเปลี่ยนปั๊มดิสเพลสเมนต์แปรผันให้เป็นดิสเพลสเมนต์ขนาดเล็ก ลดความร้อนที่เกิดจากกระแสขนาดใหญ่ของเซอร์โวมอเตอร์ที่ความเร็วต่ำฟังก์ชันนี้ไม่สามารถใช้ได้กับมอเตอร์ทั้งหมดด้วยซ้ำหากไม่ได้ใช้รางเลื่อนคู่ การรักษาแรงดันและการปิดแม่พิมพ์แรงดันสูงจะเกินช่วงการไหลของแรงดันของการกระจัดเดิม แต่ยังคงอยู่ในช่วงโอเวอร์โหลด และสามารถใช้สำหรับการรักษาแรงดันชั่วคราวและการปิดแม่พิมพ์แรงดันสูงหากวิธีการล็อคแม่พิมพ์ใช้บานพับของเครื่องจักร การปิดแม่พิมพ์แรงดันสูงจะมีอายุสั้นโดยธรรมชาติหากแรงล็อคแม่พิมพ์แรงดันตรงไม่ถูกล็อคโดยวาล์วทางเดียว ปั๊มน้ำมันเครื่องจะต้องทำงานอย่างต่อเนื่องเพื่อรักษาแรงล็อคแม่พิมพ์ปั้มน้ำมันรางคู่สามารถมองได้ว่าเป็นเกียร์คู่ของรถยนต์เกียร์ต่ำจะใช้เมื่อขับช้าๆ เมื่อขึ้นเขาแม้ว่าความเร็วรอบเครื่องยนต์จะไม่ลดลงมากนัก แต่แรงขับเคลื่อนของรถก็ดีขึ้น