安川A1000S系列伺服型变频器在油压压力机节能应用

安川A1000S电液伺服系统油压压力机节能应用

前言 液压压力机主要是有机架、液压系统、冷却系统、加压油缸、上模及下模，加压油缸装在机架上端，并与上模联接。加压油缸由主油泵提供动力，来驱使上模的来回运动，工艺过程一般分为空程快速下降、慢速下降、工作加压、保压，卸压回程、浮动压边及顶出等动作，各个动作所需要的工作压力和流量是不同的。在传统定量泵的液压系统中，油泵马达以恒定的转速提供恒定的流量，而工作所需压力和流量大小是靠压力比例阀和流量比例阀来调节的，通过调整压力或流量比例阀的开度来控制压力和流量的大小。多余的液压油通过溢流阀回流，此过程叫高压截流，据统计由高压溢流造成的能量损失高达36％～68％。

电液混合伺服泵技术 2001年由上海派丰KEB公司与宁波海天塑机公司合作开发出第一款伺服电机驱动的定量泵油压系统，电将原有靠比例阀溢流的定量泵-异步电机系统替换为伺服电机和内啮合齿轮泵，靠高动态响应的伺服电机来根据机器实际所需的流量来调节油泵的转速，实现了液压油的按需供给特性，使得新的液压系统几乎没有溢流，从而实现了最高70%的节能效果，一举在注塑机行业终结了对变量泵节能技术的研究。

从技术发展的趋势看，我国的电液伺服发展水平目前还处在一个发展阶段，虽然在常规电液伺服技术方面，我们有了一定的发展。但在电液伺服高端产品及应用技术方面，我们距离国外发达国家的技术水平还有着很大的差距。电液伺服技术是集机械、液压和自动控制于一体的综合性技术，要发展国内的电液伺服技术必须要从机械、液压、自动控制和计算机等各技术领域同步推进

近两年，随着高性价比的伺服驱动器，伺服电机，以及高质量高压力的油泵的出现，油压压力机这种高耗能的设备越来越多的使用了伺服泵系统。

一台装有伺服驱动节能系统的1000kN的油压机每年节省电力6000kWh，每年可以减少6000kg二氧化碳排放，它还以节省150升液压油，而且并不含每年需要定期更换的液压油量；能量损失大幅减少，使得液压油因过高温度而变质的速率减慢，油品寿命可延长3倍。

其构成主要由如下部分：

1.     驱动器： 针对电液伺服特性，驱动器选择必须具备

一、对永磁同步伺服电机以及旋变编码器的控制算法，必须精确自学习电机参数和编码器零相位，

二、必须具备专有的对压力反馈和压力给定，以及流量给定的PID控制算法，才能实现压力、流量快速平稳切换控制，确保在低压大流量、高压大流量、高压小流量的自动灵活切换。

并且驱动器具有大裕量设计，高温环境不运行，安装调试便利等特点。

我司在安川A1000型多功能驱动器基础上开发的的A1000S系列伺服型变频器，开发了安川内部压力传感器反馈和给定的PID差分运算，组合流量参数，在不匹配外部PQ卡的同时实现压力和流量的自由切换，动态响应快，压力过冲小，压力稳定。

日本安川公司在长期的伺服变频器生产中积累了丰富的经验，在稳定性、高性能运算和抗干扰技术上无以伦比。我公司结合压力机注塑机工艺二次开发的软硬件系统灵活配合，组成业内性价比最高，稳定性最好，性能最优的伺服泵驱动系统。

2.     伺服电机

电机选择在质量优先的情况下性能和惯量有很大关系，同样电机的轴承、编码器、磁钢质量是影响电机寿命的最关键因素。电机油泵压力的匹配计算也是影响电机寿命的因素之一。

3.     油泵  伺服泵多年的发展经验，内啮合齿轮泵是最好的选择：噪音低，压力脉动小，自吸性好，结构简单，寿命长。

但是由于压力机压力高，国产一般齿轮泵做不到。同时压力机的频繁启停和正反转对油泵的寿命影响很大，我公司在专门有反转扭矩控制技术，减少反转油泵齿轮间的冲击，提高寿命

其控制技术如下：

安川A1000S高速电机控制算法，高动态PID，以及强大的对电机自学习功能，确保压力机注塑机的压力和流量控制。简单的接线、简单的参数设置，强大的运算能力是安川得以确保高稳定性的条件。

伺服电液压力机的创新特点： 1、泵控技术取代常规阀控技术，消除节流损失，没有溢流损失，节能显著； 2、伺服电机在短时间内可显著过载，实际安装功率仅为理论安装功率的50% 3、油箱容积减小75%，减少液压油的使用量 4、油温显著降低，无需冷却装置，液压部件寿命延长 5、空闲、快下、保压、返程状态下噪音明显下降，改善工作环境 6、伺服电机比普通电机制动速度更快，紧急情况下压力、流量切除快 7、柔性控制，根据所需调整速度和压力，响应及时 8、特定条件下快下和返程最大速度可达200mm/s 9、工进速度可达20mm/s