注塑机行业变频器改造应用

二：注塑机变频改造接线方式
     2．2．1主回路接线。惠丰变频器ZS系列安装简单,方便。只须将三相输入线(电源至变频器连接线)接在变频器端子R,S,T上。三相输出线(变频器至电机连接线)接U,V,W。接地线接PE端子，接地线截面积不小于功率线的2／3，接地电阻不能大于10欧姆。主回路接线示意图如下。
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原注塑机控制系统图
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改造后的电气接线图
2．2．2信号线接线。将流量，压力比例电磁阀的控制电流信号，串接在信号采样板上，即可实现变频器跟随注塑机所需的压力而自动调速的目的。下图所示为霍尔传感器使用的接线图（图2－1）。
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图2－1
    客户接线说明：注塑机上流量阀电流信号经I1+输入，I1-输出。压力阀电流信号经I2+输入，I2-输出。如果只有一个信号输入则由当前输入信号控制频率。如果有两路信号控制，则由两路信号设定的加权比来决定频率的高低。
流量信号，压力信号采样点及改造方式见图2－2，图2－3．
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2.2.3 控制线的接入
   因注塑机多为改造设备需要与原设备配合。所以预留了OP2,OP3端子（启动信号控制端子）为方向控制端子，需要接注塑机主电机马达控制接触器的三角形切换接触器上的一组独立的常开触点对启动信号进行控制。（即：保证马达接触完全后才可以启动变频器）

三：变频器的调试
  　2.3.1 控制方式设定。接线完成，检查无误后给变频器供电，进行控制方式设定。
根据注塑机的特性设置为端子控制，模拟量调速方式。
2.3.2 加减速时间的设置。 加减速时间的设定可以更好的保证您的生产效率和节电率。推荐时间如下：
变频器功率11／15KW18.5／22KW30－５５KW75KW加速时间（S）11.522减速时间（S）1.522.53

  　2.3.4 信号参数的调整。
    在使用时我们将信号采样器串接到比例流量，压力控制回路中，通过霍尔传感器检测输入电流信号并输出0－10V的实时电压信号（对应于０－2A信号输入）。
因此对于０－１A，０－２A电流信号输入的注塑机需要修改模拟量上限参数（F801） 。即０－１A电流信号输入时，模拟量上限为5V。０－２A输入时模拟量上限为10V。

2.3.5变频器试运行。以上步骤完成后可以进行变频器试运行。控制流量，压力阀给变频器0.1A左右的信号，此时变频器运行在５HZ左右，观察电机的转向。如果反转请调整变频器参数或调整电机接线。
2.3.6变频器运行及整机参数配合。变频器转向正确后可以开始运行试机，观测整个工艺过程中各个工艺阶段的压力，速度，时间。如果时间较长则应修改工艺适当提高压力或流量或稍微降低加，减速时间。注意不能无限制降低，那样变频器会频繁保护影响正常使用。如果压力或速度跟不上可以适当降低模拟量上限的电压值。
2.3.7参数的记录。变频器调试正常后，应该把该模具加工时各工艺段的数据记录下来，以便其他人参考使用。更换模具时，出现时间和工艺不匹配现象请技术人员修改并记录数据。
具体参数设置：
ZS2000系列出厂为注塑机专用参数，只需要调整加减速时间及模拟量上限即可。
端子接线需要接OP1与CM（方向信号），I1+，I1-电流信号。
如果采用电压信号控制需将控制板上J2，J3插接件改为IN－V输入模式。同时模拟量输入上限变为１０V。

如有异常请按以下参数设置。（有两种控制方式）
（一）１．F200=1,F208=0
２．F204=3
3．F408=13(正转.如果设为反转将F408设为14)
建议:更改电机运行方向时通过调整电机接线实现，因为F408的出厂值定义为正转，恢复出厂时参数直接变更为13．
４．F800,F801用于调整模拟量的上下限.
端子接线：
OP1作为运行命令的给定可直接和ＣＭ短接，上电变频器直接运行．
（二）
１。F204＝3，F139＝1。
２．F114，F115根据现场情况决定加减速时间。
３．F207根据电机转向决定是否更改，0为正向，１为反向。
４．根据实际情况决定模拟量输入偏移量F801，模拟量输入下限F800。
５．如果客户需要底线频率请设置F807为您需要的频率。
（三）
ZS2000注塑一体机也可以按照以上方式进行设置。但是一体机切换控制方式时，必须停止电机。停止模拟量信号输入。
第三章：变频器改造后的常见问题及解决方案
一：生产效率问题。变频器的启动（加速）、停机（减速）均须一定的时间，这样势必会影响生产的效率。可以通过改进生产工艺的方式使生产效率接近于工频运转。
二：信号干扰。变频器作为干扰源容易干扰别的设备，同时作为精密设备又容易被别的设备干扰。
例如静电干扰保护。如原注塑机没有可靠的接地系统，建议重新设计接地回路，以保证注塑机、电机、变频器以及其他需接地的电路有良好的接地回路。接地系统的设计请参考有关资料，这是抑制干扰，防止静电的关键措施。
三：温度信号受干扰的问题
对于某些品牌的注塑机，在经过变频改造后会发生温度信号受干扰的现象，温度信号大幅度偏移。不仅如此，改造后的注塑机还会对邻近的一定距离内的其他注塑机产生干扰，影响温度控制。
经过实际观察与测试，在有可靠接地系统的情况下，改造后的注塑机只对本身的温度信号有干扰，而对于邻近的其他注塑机不会造成干扰。这说明，良好的接地系统可以吸收掉来自同一电网内其他用电设备对其本身的干扰。
安装变频器后，温度控制受干扰的解决方式大致有三种：
一， 在变频器输出端加装输出电抗器来减小变频器对周围环境的影响。
推荐电抗器型号见表3－1。
二，如果控制加热线圈的功率器件为固态继电器，而非接触器。固态继电器的控制信号极易受到变频器的干扰，具体处理办法为可以在固态继电器的控制端加装阻容吸收电路（阻容吸收推荐参数：电容－0.1uF～1.5uF／耐压大于50V；电阻几欧姆～几十欧姆／功率1～5W）。
三，注塑机温感探头的型号，在早期的产品中，其外壳（屏蔽层）与信号的负端“－”是接在一起的，极容易受到外界的干扰。在注塑机变频改造后如温度控制受到干扰，可采取如下的办法：
a． 将温感探头更换为屏蔽层与接地线完全分开的型号，几路温感探头的“－”端共同与大地相连。或将原来的普通热电偶更换为绝缘型热电偶会有明显的效果。
ｂ． 在温控仪及电脑的电源侧加装输出滤波器。
变频器功率11／１５KW18.5／22KW30KW37KW电抗器型号NF323A36NF323A50NF323A80NF323A80变频器功率45KW55KW75KW90KW电抗器型号NF323A100NF323A100NF323A150NF323A200

表3－1
四：注塑机电机的振动问题。
电机振动问题一般由两种原因引起。第一：电动机的机械共振，当电机在某一频率附近共振比较严重时可以通过设置共振频率回避点来解决。惠丰变频器提供了两个共振频率回避点，完全可以避免由于机械原因引起的共振现象。第二：变频器频率的快速波动引起电机转速突变，导致油泵，油管振动。可以根据3.2.1提供的措施解决。如果以上措施仍不能解决请于本公司联系或更换变频专用电机。
五：电机发热的问题
由于变频改造后，电机运行在低频段的时间较长，电机温升会比原来升高5－6℃属于正常情况，建议加装脱离电机而独立工作大风量冷却风机，以加强电机的散热效果。
六：高次谐波问题。高次谐波的产生是变频器不可避免的问题，一般都不会影响电网的质量，对于电网供电质量有特殊要求的企业可以加装交流输入电抗器以及直流平波电抗器。
推荐交流输入电抗器型号见表3－2。

变频器功率11／15KW18.5／22KW30KW37KW电抗器型号NF311C36NF311C50NF311C80NF311C80变频器功率45KW55KW75KW90KW电抗器型号NF311C100NF311C100NF311C150NF311C200

　　表3－2
推荐直流平波电抗器型号见表3－3。

变频器功率11／15KW18.5／22KW30KW37KW电抗器型号K424-051K424-059K424-059K424-081变频器功率45KW55KW75KW90KW电抗器型号K424-081K424-081K425-007K425-008

表3－3
七：工，变频控制系统
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需要工频，变频切换时，可采用转换开关，控制输出端接触器在变频器维护时手动进行变频 工频切换。也可以利用变频器提供的报警继电器在变频器维护时自动进行变频 工频切换。 变频器及其它所需元器件可统一封装在一个电气控制柜内，控制柜依据现场实际情况确定尺寸大小。电控柜原理图如上图（仅供参考）。

第四章：成功案例及测试数据

一：宏达塑业有限公司
     宏达塑业公司使用欧亚注塑机，生产PVC管材。注塑机采用单通道流量信号（０－１A）控制。调试过程中发现当流量信号低于１A时，油泵输油管抖动。例如０。６A时变频器工作频率应该在30HZ，而实际上变频器在28－31HZ快速，反复波动。把频率固定没有出现电机抖动现象。经测试流量阀输出流量信号发现其发出的波形为3.8ｍS为周期的锯齿波，导致变频器模拟量采样也跟着频繁变化。输出量的变化引起电机转速变化，造成油泵抖动。经调整变频器滤波时间，采用在5ｍS内取有效值的方式后一切正常。实际电流波形如图４－１。

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设备资料:

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