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安迪ADSD-AS交流伺服系統(tǒng)在塑膠機械的應用
一、伺服技術
交流伺服系統(tǒng)按其采用的驅動電動機的類型來分，主要由兩大類：交流永磁同步伺服驅動系統(tǒng)及交流異步伺服驅動系統(tǒng)。交流異步伺服驅動系統(tǒng)由于所采用的感應式異步電動機結構堅固、能夠適應較差環(huán)境、制造成本相對低廉。因此，具有更好的發(fā)展前景，是未來伺服技術的發(fā)展方向之一。
隨著市場競爭的日趨激烈，用戶對所需產(chǎn)品提出了更高的技術和更合理的性能價格比的要求。伺服系統(tǒng)以其出色的性能完成了對產(chǎn)品的加工過程、加工工藝和綜合性能的改造，目前在工業(yè)領域中得到了廣泛應用。
二、技術進步造就了效率提高和能源的節(jié)省
大連安迪數(shù)控技術有限公司07年創(chuàng)立，是由留日海歸博士和國內自動化學者共同投資組建的高新技術企業(yè)。公司位于大連市高新園區(qū)海外學子創(chuàng)業(yè)園。是一家專門從事于交流永磁同步伺服系統(tǒng)和交流異步伺服系統(tǒng)研發(fā)、制造、銷售和服務為一體的自動化控制企業(yè)。公司為客戶提供完美的解決方案。現(xiàn)已將交流異步伺服控制器產(chǎn)品，成功推廣、應用到機床、油田機械、電梯、塑料機械等行業(yè)，為客戶贏取了顯著經(jīng)濟效益。
在產(chǎn)品的推廣過程中，我們深切體會到，企業(yè)效益升級的根本來自于其自身產(chǎn)品技術含量的提升。安迪伺服解決方案為用戶產(chǎn)品提高了技術含量，并充分帶動了客戶產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、系統(tǒng)傳動效率和原材料使用效率，帶來了對產(chǎn)品安裝、調試、維護的節(jié)省，以及最終用戶能耗成本支出的節(jié)省。
三、塑料機械行業(yè)應用案例
螺旋擠出機械對電機系統(tǒng)的要求是低轉速、大扭矩輸出。然而，目前螺旋擠出機械普遍采用的電機系統(tǒng)是由電機、變頻器及減速機構組成，存在效率低、調速范圍小、耗電大等缺點。安迪數(shù)控技術有限公司采用交流異步電機的伺服控制技術，對塑料吹膜機的螺旋擠出電機系統(tǒng)進行了改造，彌補了變頻器低速性能的不足，為此類機械的產(chǎn)品升級換代提供了一種創(chuàng)新的思路和解決方案。
（一）螺桿擠出電機系統(tǒng)的結構
安迪伺服電機系統(tǒng)采用低速、大扭矩電機和安迪伺服控制器取代原有的電機和變頻器，取消了原有傳動機構中的減速機，使系統(tǒng)機械結構得到簡化。
（二）技術創(chuàng)新點
1．塑料螺旋擠出機械的主軸轉速較低，一般在0~160rpm左右。使用普通電機，需要1:10以上的減速機構。安迪公司特別研發(fā)的低速大扭矩電機采用增加電機極數(shù)、降低電機基頻的方法，使電機的額定轉速降到200rpm以下，而電機的輸出轉矩大幅度提高，因而可以減小或取消減速機。為防止故障堵轉損壞電機，保留了一級皮帶或鏈條傳動。
2．變頻器調速在電機的基頻點是效率和輸出轉矩的最高點，根據(jù)其特征曲線，在基頻以下輸出轉矩和效率都在下降，因此為在低速時保證足夠的輸出轉矩，必須加大電機功率。而安迪伺服控制器在電機基頻以下保持恒轉矩輸出，具有三倍額定以上轉矩的過載能力。因而安迪的伺服控制系統(tǒng)可以以較低的額定轉速到零轉速之間都保證輸出轉矩不小于額定轉矩。根據(jù)變頻器控制低速時電機的轉矩下降曲線，伺服控制器可以將電機功率減小到變頻控制的1/2~2/5。
3．如果使用變頻器驅動低速大扭矩電機，由于其調速范圍小，低速轉矩不足，在低頻時工作狀態(tài)不良。在低于8Hz的情況下，力矩明顯不足。而安迪伺服控制器具有0~400Hz的調速范圍，且低頻力矩特性良好，可在低速時平穩(wěn)精確的控制電機。對于吹膜機等對薄膜厚度有嚴格要求的設備，可以精確控制電機的轉速，從而達到膜的厚度均勻一致。與變頻器相比具有很大的技術優(yōu)勢。
（三）經(jīng)濟及社會效益分析
1.通過廣泛比較，安迪伺服控制系統(tǒng)的成本與所取代的系統(tǒng)成本基本持平或略高。
2.由于取消了減速機，節(jié)約了鋼鐵材料、減少了鑄造和機加工工序、減化了安裝調試過程、降低了機械的維護成本。
3.節(jié)約能源，節(jié)電率達30-40%，節(jié)電的費用對于產(chǎn)品的最終用戶有較大的吸引力。按上述改造案例進行成本分析，電機功率減小7.5kw，按耗電量減少5kw計算，每小時5度（kwh）電，一天節(jié)電120度（此類機械需要預加熱過程，故連續(xù)生產(chǎn)最為經(jīng)濟）。按工業(yè)用電0.75元/度計算，一天節(jié)電費用90元；一個月按25天計算，每月節(jié)電費用2250元。一個月的節(jié)電費用已完全可以收回因采用伺服控制的電機系統(tǒng)所增加的成本，以后的節(jié)電費用便可以大大降低用戶的生產(chǎn)成本。
（四）結論
1.電機功率減小，節(jié)約電能效果明顯，用戶的使用成本降低。
2.機械結構簡化，節(jié)省了金屬材料；操作簡化，降低了維修成本。
3.控制范圍增大，控制精度提高，控制電機效率提高。
4.產(chǎn)品質量得到穩(wěn)定控制，提高塑料擠出機械的產(chǎn)品檔次。。
四、注塑機(中空成型機、橡膠機械等)傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)改造案例
采用全電機驅動以及變頻、伺服、PLC控制技術，相比傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)，控制更加精密、生產(chǎn)更加高效、能源更加節(jié)省，而且環(huán)保。已經(jīng)成為未來的一種趨勢。
優(yōu)點：
創(chuàng)新： 全新伺服驅動理念配備旋轉編碼器與壓力傳感器，分別對流量與壓力進行監(jiān)控與反饋，依據(jù)反饋信息，高性能同步伺服電機通過改變轉速和扭矩對流量與壓力進行相應調整，從而確保產(chǎn)品質量與精度。
穩(wěn)定： 全閉環(huán)控制
經(jīng)濟: 與傳統(tǒng)液壓機相比，節(jié)能率達到20-60%
人性化: 可通過LCD 顯示屏實時監(jiān)測生產(chǎn)進程，并顯示各種故障診斷，提高自動化程度及縮短了單位生產(chǎn)周期。
響應速度快: 永磁交流伺服電機僅需0.05秒即可達到最大輸出量。
噪音低:可使設備處于低噪音運行狀態(tài)，在低速運行時，效果更為明顯。
產(chǎn)品質量穩(wěn)定、降低廢品率：響應快速、性能穩(wěn)定的全電動壓力控制系統(tǒng)，配備了精度高、反應靈敏的壓力反饋裝置，形成高精密閉環(huán)控制，有效保證了生產(chǎn)制品的穩(wěn)定性與重復度。
提高生產(chǎn)效率:驅動系統(tǒng)響應靈敏迅速，僅需0.05秒即可達到最大輸出量，響應速度遠快于傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)，從而顯著地縮短了成型周期，生產(chǎn)效率得到大幅度提高。
節(jié)能與綠色環(huán)保：全電動驅動取代液壓驅動，可大幅降低機器能耗，全電機驅動無漏油及油氣污染，綠色環(huán)保。
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