交流伺服电动机应用案例.doc

交流伺服电动机应用案例 姓名： 学号： 年级： 摘 要：交流伺服电动机驱动液压泵系统具备节能高效的特性，越来越广泛使用于注塑机。 研究了交流伺服电动机与六种不同类型的泵组合的动力驱动源的性能特点及应用范围；研究了交流伺服电动机驱动液压泵系统与整机性能设计之间的特点；研究了交流伺服电动机驱动液压泵系统与三相交流异步电动机驱动液压泵系统之间的注射性能的不同点。 根据交流伺服电动机是一个多变量、强耦合、非线性、变参数的特点，开发现代非线性控制方法应用于注塑机上的研究，是提高注射成型控制性能的迫切需要解决的课题。 根据注射成形特点，开发交流伺服控制器的控制性能。 举例说明了交流伺服电动机驱动液压泵系统设计应用及需注意的问题。 关键词：注塑机 交流伺服系统 液压泵 节能 性能 设计 应用 研究 0 引 言 　　交流伺服电动机驱动液压泵系统应用于注塑机是近年发展的一种先进的高性能及高效节能系统， 越来越广泛使用于注塑机。尽管异步电动机的控制技术也日渐完善，但其自身的功率因数、效率以及发热问题始终无法克服。 交流伺服电动机技术越来越成熟，制造成本上也与异步电动机越来越接近，正在越来越多的场合取代异步电动机。三相异步电动机驱动液压泵的液压动力驱动改型为交流永磁同步伺服电动机驱动液压泵的动力驱动，是一个必然的技术发展趋势。 　　实际应用中，由于对交流伺服电动机驱动液压泵系统的特性认识不足，性能开发不够，应用中出现一些问题，影响了交流伺服电动机驱动液压泵系统性能的发挥和推广应用。本文根据作者对注塑机节能的液压动力驱动系统开发研究的一些成果,进行进一步的探讨，并对注塑机节能液压动力驱动系统的科技进步,提出一些观点。 1 交流伺服电动机驱动液压泵系统应用于注塑机的性能特点 1.1 提高注射成形性能 交流伺服电动机驱动液压泵系统是一种高性能的伺服变速动力控制系统，体现在注塑机方面的主要性能特点是：①比异步电动机的调速范围更宽。惯量小，电动机加减速的动态相应时间短，提高了成形速度及压力变化的灵敏度。②交流伺服电动机正弦波控制，转矩脉动小，运行平稳，噪声小，与低噪声液压泵组成一个低噪声泵源系统。③在极低频率下也能旋转运行，提高了注射成形的低塑性能及低速稳定性。④交流伺服电动机与直流伺服电动机相比，它没有机械换向器，特别是它没有了碳刷， 完全排除了换向时产生火花对机械造成的磨损，工作可靠，对维护和保养要求低。 1.2 高效节能 节能的本质在于减少浪费。 交流伺服电动机在很宽的负载范围内保持接近于1的功率因数,效率同比同容量的异步电动机高 8%,实现了伺服电动机在注射成形冷却阶段的零转速、零能耗，降低液压油温，减少冷却水的使用场合甚至完全不需水冷。在待机状态时也具有显著的节能，异步电动机驱动变量泵在待机状态时是恒速转动但没有流量的，但在一台 11kW 的注塑机上测出电动机的电流是 7A，对11kW 电动机的 24A 额定电流是一个大的比例29%。伺服电动机驱动变量泵在待机状态时是不转动的，虚耗的只是伺服电动机（电子）驱动器的能量，以11kW伺服电动机为例，电流不到1A。交流伺服电动机驱动液压泵系统，比异步电动机+定量泵节电 30%～80%，比异步电动机+变量泵节电 30%～50%。 2 交流伺服电动机驱动液压泵系统型式的研究 　　注塑机主动力源、液压泵与伺服系统的良好匹配对其整机性能及节能效果至关重要。注塑机伺服电动机驱动的液压泵的高性能要求主要是：①液压泵的动态性能良好，同样在最短时间内从最高转速降到很低的转速，并且过程越短越好。②液压泵在高低速转换的过程中脉动越少越好，低速内泄量小。③低噪声、高效、高寿命。④液压泵运转噪声不影响环境噪声。 注塑液压动力源的最大问题是噪声,噪声随着液压泵的转速提高而增强, 特别是伺服电动机驱动的液压泵系统,为充分发挥其伺服电动机的高速运转的性能,提高性价比, 液压泵的额定转速需达到 2500r/min，甚至于达到4000r/min，在这种工况下,液压泵的高速噪声问题显的特别突出。目前适用于伺服系统的液压泵主要有齿轮泵、柱塞泵和螺杆泵，特性各有不同，根据注射成型的要求，伺服系统适配液压泵，并优化参数设置。 2.1 交流伺服电动机驱动螺杆泵系统 　　螺杆泵利用螺杆之间转动啮合，形成连续的吸油、排油，无流量的脉动，压力脉动量小于 1%，油压控制最精确，低噪声。可以低速，对油质的黏稠度要求也不高。高速运转可达 3000r/min，噪声很低。寿命长。 螺杆泵容积效率较齿轮泵低，节能效果高于齿轮泵系统，低于变量柱塞泵系统。低速运转时泄漏量同比于其它泵较大，降低了能量利用率。螺杆泵伺服系统的控制精度及响应速度与各种定量泵或开环变量泵系统相同。意大利SETTIMA TIPO SAEB-T 系列螺杆泵应用于伺服电