注塑機交流伺服電機節能改造組件選型指導
一、伺服泵系統的原理
速度N控制流量，當流量建立了壓力之后，由PID控制速度，穩定油壓（即流量，壓力均由速度予以控制）
在油壓還沒有建立的時候，管路尚有空間，此時，用流量正比與轉速的方式運轉油泵，管路很快充油。油會受到管路的限制，很快建立油壓。當油壓建立起來之后，利用PID調整出來的轉速N控制，由于PID 的平衡作用原理，油壓可以穩定在給定值。
總結為：壓力未到，伺服馬達速度由流量指令控制；壓力到達，伺服馬達速度由壓力指令和壓力反饋差值運算出來的速度控制。
注塑機伺服泵的組件與選型配置計算方法。
二、改造組件
1、當面臨一套注塑機伺服系統的時候，我們必須考慮與此相關的電氣接口和機械接口，以及相關的配件。
◆ 新配套的油泵；（大小規格視原系統流量而定）
◆ 新配套的伺服馬達；（大小規格視新油泵排量和系統壓力而定）
◆ 新配套的伺服驅動器；（大小規格視新泵排量，壓力，和馬達額定轉速而定）
◆ 連接油泵與馬達的法蘭盤；（大小規格視油泵，馬達的機械安裝尺寸而定）
◆ 連接油泵與進出油口的法蘭塊（壓裝式或螺栓連接式）；
◆ 壓力傳感器及安裝口；（統一為1/4PT螺紋。0-10VDC對應0-250BAR）
◆ 驅動器用制動電阻（大小規格視驅動器而定）
◆ 驅動器與電機編碼器的連接電纜（標準，長度自定）
◆ 驅動器到馬達的功率電纜
◆ 抗干擾磁環（功率線繞一個大的，信號線各繞一個小的）
◆ 制動單元
◆ 0-1A -------0-10V的信號轉換板
2、改造普及常識1：
◆ 在定量泵的年代，一般采用葉片泵，因為噪聲比較低，同時由于離心葉片的原理，可以自動補償流量
◆ 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
◆ 為了達到節能的目的，有些地方采用雙聯泵，判斷一個油泵是單聯泵還是雙聯泵，除了可以從型號上分辨之外，最簡單的判別方法就是看油口，雙聯泵一般有2個油口，而單聯泵一般只有1個油口。
3、改造普及常識2：
◆ 由于各種油泵的不容易獲得性，故改造絕大部分采用上海誠捷的齒輪泵。
改造系統中，一般會涉及到油泵的機械安裝尺寸，特別要注意的是，目前采用英制油泵比較多，因此，推薦采用英制尺寸的油泵。
◆ 改造的情況下，油泵最高轉速一般不超過2000RPM。
◆ 改造的情況下，必須關注油泵的機械數據：油泵軸徑，油泵定位圓（俗稱止口）
油泵的安裝螺栓過孔，油泵軸長，油泵進出油口連接到油管的法蘭
◆ 必須考慮壓力傳感器的安裝方式，一般安裝在出油口
三、油泵的參數選擇總則和計算
1、油泵的參數,表征一臺油泵，應當有以下數據：
◆ 連續供油壓力（額定壓力），單位:MPa
◆ 峰值壓力（殼體能承受的的最高壓力）,單位：MPa
◆ 排量（每旋轉一圈，所能排出的油的體積），單位:CC/rev
◆ 油泵的額定轉速，單位RPM
2、油泵選擇:
◆ 假定已知老油泵的排量67CC/R, 和老電機的轉速為1460RPM
◆ 計算老機器的總流量為 67CC/R*1460R/min/1000=98L/min
◆ 假定選擇上海誠捷油泵，則按照2000RPM的速度運行，為了滿足98L/MIN的流量，則新油泵的排量為98L/min /2000RPM=49CC/R
◆ 所以選擇NT4-50G 的誠捷油泵
四、伺服馬達
1、馬達設計時以扭矩為原則，而不是功率原則。同一個扭矩下，有4個轉速可供選擇，即：1350RPM，1500RPM，1700RPM，2000RPM。
2、馬達設計時，完全依照油泵的排量和壓力決定扭矩，基本上做到一個排量的油泵有一個對應的扭矩
3、馬達在小功率一般采用自然冷卻，大功率段一般采用風扇強制冷卻。
4、馬達內置PTC或者KTY溫度傳感器，可以對馬達進行有效保護。
5、從35NM到195NM，均采用相同的安裝尺寸。這樣可以方便用戶進行機械加工。
6、目前設計的馬達，可以支持臥式機和立式機。195NM電機可以支持125CC 140KG的壓力的系統。
選擇伺服電機
◆ 電機技術參數：
在改造的情況下，我們采用380V，帶旋轉變壓器編碼器，帶油封的伸軸電機 ，一般選擇額定1500RPM的電機，這樣可以盡可能降電流，降低成本 速性能：額定1500R的電機，超速到2200RPM,可保持87%的輸出扭矩；
選擇電機時以扭矩為原則，而不是功率原則。完全依照油泵的排量和壓力決定扭矩，基本上做到一個排量的油泵有一個對應的扭矩，因為一個一定排量的油泵要加壓到一定的壓力決定了電機應當提供的扭矩。
根據液壓學原理： 電機應當提供的最大扭矩：
Tmax=0.0159*P*q(NM)
其中，P為系統壓力-----kgf/cm2，q為油泵排量,cc/rev
◆ 考慮過載能力：
由于注塑機在一個工作周期中,完全的滿負載的情況是極少的.大多數時間工作在高速低壓或者高壓低速的狀況,同時由于電機本身的過載能力比較強,因此,取1.5倍的過載能力是適當的。
故電機的額定扭矩應當為：
Tm=Tmax/1.5
◆ 計算舉例
假定油泵為50CC/REV,系統壓力為140kgf/cm2.
則電機的額定扭矩為
Tm=0.0159×50×140/1.5=74NM.
故選擇70NM扭矩的電機
由于采用齒輪泵，則最大速度2000RPM,可以使用額定1500RPM的電機超速
故電機全部數據為70NM,1500RPM電機。
五、選擇伺服驅動器
1、伺服泵驅動器命名: V8-H-I0
銘牌上變頻器型號一欄用數字和字母表示了產品系列、電源等級、功率等級及軟硬件的版本等信息。
2、伺服驅動器的特點：
◆ 油泵的廣泛適應性。在早期的測試過程中，為了提高油泵的適應性，所測試的油泵采用了國產最差控制特性的油泵。因此可以在現有的油泵體系中，體現最佳的控制特性。
◆ 可靠的硬件設計，在國內同行業中故障率最低，環境適應性最高。
3、伺服驅動器針對油泵的選型總則：（與前面的油泵，馬達連續舉例說明）
驅動器應當以電流原則選型，而不是功率匹配原則
當伺服驅動器驅動油泵時，很顯然的有以下特點：
◆ 負載電流正比于油泵的排量，這可以從前面的公式中得到；
◆ 負載電流正比于油泵的壓力，這可以從前面的公式中得到；
◆ 負載電流反比與馬達的額定轉速，這可以從電機學中關于扭矩，扭矩系數的描述中得到。
◆ 實踐的參考值：
一臺63CC的油泵，采用額定2000RPM的電機，保壓到140kgf/cm2時，需要耗用的電流為68A
◆ 新配置的油泵的保壓時的電流應當為：
I=現有油泵排量/63×現有壓力/140×現有電機額定轉速/2000×68
◆ 例如：一臺50CC的油泵，需要保壓到175kg/cm2,采用額定1500RPM的電機
則保壓到175kg/cm2時候的電流
I=50/63×175/140×1500/2000×68=50.5A
◆ 由于藍海華騰的伺服驅動器，過載1.5倍的時間為1分鐘。為了保壓1分鐘，因此，可以用最大電流除以1.5，從而得到驅動器額定電流；
Ie=50.5/1.5=33A
◆ 經查： 可以使用V8-H-4T18.5
六、連接油泵和馬達的法蘭盤（機械件）
1、連接油泵的法蘭從安裝方式來說有兩種
◆ 法蘭落地，支撐油泵和馬達
◆ 馬達落地，支撐法蘭和油泵
2、制作法蘭的標準
法蘭是一個非常重要的組件，一般對于同心度的要求在50um以內，才能保障系統有較好的效果。如果制作精度不夠時，將會導致同心度不好，體現在：
◆ 機械噪音明顯增大，尤其在高速段表現突出（1200RPM以上）；
◆ 馬達的軸承，以及油泵的軸承，油封加劇，降低壽命。
◆ 機械的震動加劇。
3、制造一個法蘭，必須具備油泵的機械尺寸數據和馬達的機械尺寸數據：
◆ 油泵的軸徑
◆ 油泵的軸長
◆ 油泵的定位圓（俗稱止口或凸臺）
◆ 油泵的安裝螺栓的過孔的直徑
◆ 油泵安裝螺栓的過孔的中心圓直徑
◆ 馬達的軸徑
◆ 馬達的軸長
◆ 馬達的定位圓（俗稱止口或凸臺）
◆ 馬達的安裝螺栓的過孔的直徑
◆ 馬達安裝螺栓的過孔的中心圓直徑
七、壓力傳感器的信號與安裝
壓力傳感器也是一個非常重要的部件，當壓力傳感器線形不好，或者品質穩定性欠佳的
時候，將直接導致伺服系統不能正常工作，甚至可能導致壓力直接升高。從而導致爆油
管，引發惡性事故。
市面主流的壓力傳感器品牌：丹麥丹佛斯MB3***系列、瑞士HUBA、美國HONEYWELL、國產百賽 PIM系列 （東莞松山湖留學創業園）。
壓力傳感器技術指標：
◆ 0-250kgf/cm2----------0—10vdc,或1--5VDC，或4-20MA
◆ 1/4 PT管螺紋，提高密封性
◆ 插頭型接線方式，方便用戶接線。
提醒：在改造工程的情況下，一定要注意在出油口的法蘭塊預留壓力傳感器的安裝口。
八、0----1A DC轉0—10VDC的信號轉換板（流量和壓力）
在定量泵的年代，由于PQ閥組件控制流量和壓力，這個PQ閥需要一定的功率才可以被驅動，而這個PQ閥被設計成0-1ADC的信號執行器，因此，在早期PQ閥年代，注塑機電腦被設計成帶有兩路0---1ADC的模擬輸出電路。
在注塑機伺服泵系統中，已經取消了PQ閥，自然不在需要0—1ADC的信號。二是需要0—10VDC的信號。更換電腦板是不太可能的，因此，這個轉換板就有存在的必要性。
這個轉換板在改造工程中是一個必不可少的部件。
