变频调速技术用于压铸机的分析

裴玉艳

摘 要：机械加工行业是我国的支柱产业之一，其中压铸机在铸造行业中发挥重要作用，并且其应用比较广泛。假如把变频调速技术与压铸机结合在一起，能够节约电能，产生较大的经济效益。文章首先对变频调速技术进行简单介绍，对压铸机油泵电机的变频节能进行分析，对变频器改造方案进行研究，对变频改造后设备的调试进行探讨，并且对压铸机变频改造前后的参数进行对比。

关键词：变频调速技术；压铸机；节能

1 变频调速技术的介绍

变频调速技术就是在改变电动机定子电源频率的前提下，对同步转速进行调节的一种方法。变频调速技术可以按照负载的变化使得电机完成自动、平滑的增速或者减速，调速大体上保持了异步电机固有转差率小的特征，而且效率高、范围宽、精度高，可以无级调速，其性能的优越性不言而喻，超出任何其他一种交流调速方式，是现阶段在国际上效益最高、性能最好、应用最为广泛的高新技术。变频调速技术选择的是最新微机控制功率电子与电机传动技术完成工业交流电机的无级调速。

变频调速系统是利用变频器来完成对频率的调整。1984年左右，因为第三代功率电子器件，包括GTO、GTR、MOSFET、IGBT等的陆续出现，以及相关控制理论与计算机控制技术的持续发展，在一定程度上改善了变频器的性能，使得交流调速技术不断发展，其出现让调速技术的整体面貌焕然一新。变频调速尤其适用于交流电机拖动风机、泵类负载流量要求不稳定、变化范围较大、需经常调节的场合，因为其改造技术比较简便、运行及维修费比较低而得以迅速地推广应用。图1为变频器内电路组成框图。

图1 变频器内电路组成框图

2 压铸机油泵电机的变频节能

液压转动压铸机的油泵选择的是异步感应电动机，转速和以下三个参数有直接关系，如公式（1）所示。

N=60f（1-s）/p （1）

其中，N是转速；f是电压频率（单位为Hz）；s是转差率；p是电机极对数。

由以上公式能够得知：对电压频率f进行改变能够改变电动机转速。液压转动压铸机在工作时任何一个环节的负载有所不同，会导致s发生微小变化，然而液压转动压铸机对于油泵电机的转速精度要求比较低，所以可忽略s产生的微小变化，以上公式可以分析，忽略s产生的变化之后，能够近似看成N和f成正比，成线性关系，所以如果需要更改压铸机电机的转速N时，也可以对电压频率f进行调整。

3 变频调速技术用于压铸机

3.1变频器改造方案

按照压铸机在各个工作环节所需的油压大小以及流量速度的区别，从压铸机的压力电磁比例阀或者流量电磁比例阀取出信号，经过电信号变送器进行处理，控制变频器设备的输出功率，使油泵电机的转速发生变化，对油泵输出流量Q进行调整，确保压铸机在各个工作环节所需的油压大小与流量速度。进行改造过程中，把变频器接入电机的供电回路，再将比例阀的信号（0～1A），经过一系列变换，成为4～20mA，信号被传送到变频器的相应端口上，如此以来，随着加工过程的变化，液压油的流量也在变化。流量信号一般是用作对变频器频率进行协调的一种控制信号，在进行流量控制信号选取的时候，由于控制信号的协调范围与流量信号相对值变化成正比，尽可能选取流量信号相对值变化较大的信号，如果变频器的频率超出这一限值，可以对变频器的频率增益功能进行设置，促进变频器的频率调整范围进行改变。压铸机使用的变频器是在其上添加0～1A信号转换环节，能够把该信号当作变频器对控制信号进行调整。信号得到调速处理之后，把相应的数据信息利用液压回路元件重返变频器，在显示屏上进行显示，对参数进行观察，以获取调速控制信号调整的作用。针对1450转/分的交流异步电动机，在其间歇过程中，要求变频器的输出频率必须达到10Hz，工作周期中要求变频器的输出频率必须要大于50Hz。

3.2 变频改造后设备的调试

压铸机的参数设置，变频工作过程中压力与流量要比正常工作条件略高，文章对压铸机进行设置，可以理解为是对变频器的参数设置，具体而言，变频器参数设定如下所示：最高操作频率设置为50Hz；加速、减速时间是1s；主频率是外部输入；加减速曲线设置为V/F模式；对输出电压进行设置，必须确保其与控制电机电压相同；低频转矩提升的设置尽量调小；运转指令操作过程中，STOP键功能有效，AVR功能无效；其它参数如无特殊需求，保持出厂默认设置即可。

4 压铸机变频改造前后的参数比较

对液态压铸机进行变频调速相关改造之后，必须对运行情况仔细观察，也要对电机及油泵的温升情况进行测量，如果没有出现任何异常情况，才可保证是改造成功，设备能够正常运作。按照其工作频率的区别，对加速时间进行选择，液态压铸机的变频器启动之后直接开启专用的“S”型曲线模式，这种模式能够完成无极调速的功能需求，能够满足在不同加速时间的要求，以此确保变频器无论在何种工作环境下都能够降低变频器电机由于直接启动而导致电流冲击的出现，以此完成变频器电机在启动过程中的无电流冲击的软启动工作模式。

改造前后参数比较情况见表1、表2。

对比发现，确保油泵出口压力没有变化的基础上，对电机进行改造之后，电流与温升显著下降。

5 结束语

总而言之，变频调速技术在压铸机的应用，一方面能够降低电机启动电流冲击，提升了压铸机的稳定可靠性，减少维护保养的成本；另一方面延长设备寿命、减少设备噪音，促进压铸机工作效率的提升。文章对压铸机变频调速的改造之后参数对比发现，电流与温升显著下降，减少能耗的同时，获得更多的经济效益。文章对有关变频调速技术在压铸机的应用进行研究和探讨，以期对于变频调速的应用水平起到一定的提升作用。

参考文献

[1]许方奎，周健.变频器在企业节能降耗方面的推广应用研究[J].机电信息，2011（30）.

[2]张锦平.变频器应用中的容量选择和噪声抑制[J].电气时代，2011（10）.