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杭州三科針對壓鑄機(jī)運行工藝，設(shè)計生產(chǎn)了相應(yīng)的三科SK系列變頻柜。為了避免在變頻狀態(tài)出故障時不對生產(chǎn)造成影響，三科SK系列變頻柜采用工頻變頻可切換模式，即KM2閉合工作在變頻節(jié)能狀態(tài)，KM1閉合工作在工頻狀態(tài)，一旦變頻部分出現(xiàn)問題時可以很方便地切換到工頻狀態(tài)，這樣不會影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。
一、力勁壓鑄機(jī)工作原理
力勁壓鑄機(jī)通常采用液壓傳動，其結(jié)構(gòu)包含壓射裝置、開合模裝置、液壓傳動裝置和電氣控制裝置，后者的作用是保證壓鑄機(jī)預(yù)定工序的要求和動作程序準(zhǔn)確有效地工作。
力勁壓鑄機(jī)中液壓傳動裝置主要由油泵、液壓控制閥、壓力電磁比例閥、流量電磁比例閥、各種不同的動作油缸、油泵電機(jī)及其它液壓附件和管道組成，液壓傳動系統(tǒng)中的動力由電機(jī)帶動油泵提供。其中，油泵是定量油泵，電動機(jī)提供額定功率和轉(zhuǎn)速，油泵將電動機(jī)所輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?，然后向液壓系統(tǒng)的液壓元件輸送具有一定壓力和流量的液壓油，滿足液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動負(fù)載所需能量的要求。
力勁壓鑄機(jī)成型工藝是一個按照預(yù)定的周期性動作過程，即以合?！鷫荷淝皟δ堋鷫荷洹骸劐N→冷卻→開?！〕鲋破?將被壓鑄件放入模具中—合模等加工工序達(dá)到某件產(chǎn)品成型。各個過程所需的速度和壓力因不同工藝而不同，即所需的液壓油流量不同，因而壓鑄機(jī)整個動作過程對油泵電機(jī)來說是個變負(fù)載過程。在定量泵壓鑄機(jī)液壓系統(tǒng)中，油泵電機(jī)始終以恒定轉(zhuǎn)速提供恒定流量的液壓油，各個動作中相應(yīng)多余的液壓油則通過溢流閥回流，從而造成電能的浪費。此外，壓鑄機(jī)工作中還有節(jié)流損耗和設(shè)計余量損耗。采用變頻節(jié)能柜改造后，可以大量減少以上損耗，實現(xiàn)節(jié)電。因此，對力勁壓鑄機(jī)閥控電液模式進(jìn)行變頻節(jié)能改造很有必要，很有潛力。
二、壓鑄機(jī)變頻改造節(jié)電原理
根據(jù)壓鑄機(jī)的工藝要求,把壓鑄機(jī)工作過程中的各動作的壓力流量模擬信號0-1A加在變頻節(jié)能柜的輸入端作為變頻器的頻率給定信號，變頻器通過對其比例閥壓力流量0-1A信號進(jìn)行實時采樣并計算，使輸出頻率隨比例閥的模擬信號成線形變化，在需要壓力和流量較小的工藝過程中使電機(jī)轉(zhuǎn)速降低，從而降低電機(jī)的輸出功率，在冷卻和半成品置入過程中可以讓電機(jī)停轉(zhuǎn)或低速運轉(zhuǎn)，使電機(jī)在整個負(fù)載范圍內(nèi)的能量損耗達(dá)到最小程度。
三、三科SK系列變頻柜
針對壓鑄機(jī)工作情況，杭州三科設(shè)計生產(chǎn)了三科SK系列變頻柜。為了避免在變頻狀態(tài)出故障時不對生產(chǎn)造成影響，三科SK系列變頻柜采用工頻變頻可切換模式，即KM2閉合工作在變頻節(jié)能狀態(tài)，KM1閉合工作在工頻狀態(tài)，一旦變頻部分出現(xiàn)問題時可以很方便地切換到工頻狀態(tài)，這樣不會影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。在變頻改造的時候，我們不需要改動其原來的電氣線路，只需將三科SK系列變頻柜串進(jìn)電路即可，不用改動1QF、1KM1、KMY和KM△原有星三角啟動電路的元氣件。變頻節(jié)能柜的變頻器的開啟由KM2和KM△的常開控制。
1）主回路電氣圖，如圖一：
圖一 主回路電氣圖
2、三科SK系列變頻柜控制電路
圖二為壓鑄機(jī)三科SK系列變頻柜控制電路框圖。圖中，SB1為工頻/節(jié)能轉(zhuǎn)換開關(guān)，選用三位開關(guān)；SB2為變頻器復(fù)位按鈕；控制回路設(shè)置4個顯示燈，分別顯示電源上電狀態(tài)，工頻運行狀況，節(jié)能運行狀況，故障狀況。其中故障信號由變頻器TA、TC輸出；KM2為節(jié)能狀態(tài)運行接觸器；KM1為工頻運行狀態(tài)接觸器。
圖二 壓鑄機(jī)三科SK系列變頻柜控制電路框圖
3、改造后壓鑄機(jī)和三科SK系列變頻柜信號線連接，如圖三。
圖三改造后壓鑄機(jī)和三科SK系列變頻柜信號線連接圖
4、變頻節(jié)能柜還有輸入電抗器、直流電抗器和輸出電抗器可以選配。
a、輸入電抗器的作用；用來限制電網(wǎng)電壓突變和操作過電壓引起的電流沖擊，平滑電源電壓中包含的尖峰脈沖，或平滑橋式整流電路換相時產(chǎn)生的電壓缺陷, 有效地保護(hù)變頻器和改善功率因數(shù)，它既能阻止來自電網(wǎng)的干擾，又能減少整流單元產(chǎn)生的諧波電流對電網(wǎng)的污染。
b、直流電抗器的作用：直流電抗器接在變頻系統(tǒng)的直流整流環(huán)節(jié)與逆變環(huán)節(jié)之間，主要用途是將疊加在直流電流上的交流分量限定在某一規(guī)定值,保持整流電流連續(xù)，減小電流脈沖值,使逆變環(huán)節(jié)運行更穩(wěn)定及改善變頻器的功率因數(shù)。
c、輸出電抗器的作用：輸出電抗器主要作用是補(bǔ)償長線分布電容的影響，并能抑制輸出諧波電流，提高輸出高頻阻抗,有效抑制dv/dt.減低高頻漏電流,起到保護(hù)變頻器,減小設(shè)備噪聲的作用。電容器在補(bǔ)償功率的時候，往往會受到諧波電壓和諧波電流的沖擊，造成電容器損壞和功率因數(shù)降低，為此，需要在補(bǔ)償?shù)臅r候進(jìn)行諧波治理。
四．壓鑄機(jī)變頻節(jié)能改造后的效果
1. 變頻器與壓鑄機(jī)同步運行，調(diào)試完成投用后無需任何調(diào)節(jié)，即使更換模具和改變加工參數(shù)，均無需對變頻節(jié)能控制器進(jìn)行調(diào)整；并且出現(xiàn)故障隨時進(jìn)行工頻/變頻互相切換。
2. 對電動機(jī)有多種智能保護(hù)功能：如：過流、過載、過壓、欠壓、缺相等。
3. 改善電網(wǎng)功率因素，降低無功損耗；避免油泵馬達(dá)的強(qiáng)沖擊電流起動，限制其起動電流在馬達(dá)額定電流以內(nèi)，極大地延長液壓油泵馬達(dá)與油泵的使用壽命。
4. 根據(jù)其成型工藝的要求，將其電液壓力比例與流量比例控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為實時的負(fù)荷跟蹤，實現(xiàn)節(jié)電。
5. 改造后壓鑄機(jī)液壓油發(fā)熱明顯降低，一般比改造前平均油溫降低15℃以上，液壓油使用壽命可得到延長；壓鑄機(jī)冷卻用水量可節(jié)省20％以上，延長密封件的使用壽命；智能壓力控制，可有效防止機(jī)械沖擊，延長設(shè)備和模具使用壽命和機(jī)械精度。
五．投資回報分析
通過三科變頻柜對原有壓鑄機(jī)改造后，現(xiàn)壓鑄機(jī)一個月工作26天用電量約18.5KW，平均每天工作20小時，平均運行電流為33A：平均節(jié)電率按15%估算 ，電費按1元計算，每月每臺壓鑄機(jī)節(jié)能改造后節(jié)省電費1440元。一年可以節(jié)省電費17280元。
