Пластмассы и резина
Литьевые машины
Модернизация привода ТПА: Внедрение сервогидравлической системы с векторным управлением
Обновлено: 2026-02-10
Инженерные условия эксплуатации
Топология: Централизованное управление
Отклик: Пассивное демпфирование
Определение Проблемы
Проблемы Отрасли
- 01 Высокая удельная энергоемкость процесса литья (кВт*ч/кг) на машинах с насосами постоянной производительности
- 02 Необходимость снижения реактивной мощности и гармонических искажений в заводской сети
- 03 Тепловая деградация гидравлического масла из-за дросселирования потока
Конкретные Болевые Точки
- Потребление электроэнергии в фазах охлаждения и паузы (холостой ход двигателя)
- Низкая динамика разгона/торможения шнека, влияющая на время цикла
- Перегрев силовых шкафов управления из-за устаревшей компоновки силовой электроники
Анализ Текущего Состояния
"Использование асинхронных двигателей с пластинчатыми насосами без частотного регулирования Отсутствие обратной связи по скорости вращения вала двигателя КПД гидравлической системы в режиме удержания давления ниже 40%"
Влияние на производительность
Коэффициент Мощности (Cos Φ)
≥ 0.95
Снижение Энергопотребления
≥ 40% (в зависимости от времени цикла)
Время Отклика Системы (0 100% Потока)
≤ 50 мс
Перегрузочная Способность Инвертора
200% в течение 3 с
Частота Шим
4-8 кГц (оптимизация тепловых потерь)
Тип Управления
Векторное управление потоком (FOC) с обратной связью
Интерфейс Связи
EtherCAT / CANopen / Profinet (в зависимости от ЧПУ ТПА)
Инженерная Проверка
Это решение было проверено Техническая команда Atlamech на соответствие следующим стандартам:
ПодробнееТехнический Объем
- Замена асинхронного двигателя на синхронный серводвигатель (PMSM) с постоянными магнитами
- Установка специализированного преобразователя частоты (инвертора) с прошивкой для управления насосными группами
- Интеграция датчика давления и энкодера в контур управления инвертора (Closed Loop)
- Модернизация системы охлаждения силового шкафа для отвода тепла от IGBT-модулей
Стандарты Соответствия
EN 201:2009 (Безопасность машин для литья под давлением)
IEC 61800-3 (ЭМС систем электропривода, категории C2/C3)
IEC 60034-30 (Классы энергоэффективности двигателей IE4/IE5)
Стратегия реализации
Неделя 1: Аудит цикла литья и регистрация профиля нагрузки (Power Analyzer). Неделя 2-3: Подбор пары 'Серводвигатель-Инвертор' и проектирование переходных фланцев. Неделя 4: Демонтаж старого оборудования, монтаж сервопривода и датчиков. Неделя 5: Пусконаладка, автотюнинг инвертора, оптимизация рамп разгона/торможения.
Ключевые Результаты
Функционирующая сервогидравлическая система с экономией ЭЭ ≥ 30%
Комплект скорректированных электросхем (EPLAN/AutoCAD)
Протокол настройки ПИД-регуляторов инвертора для режимов впрыска и выдержки
Заметки Консультации
При проектировании силовой части критически важно рассчитать тепловой баланс шкафа управления. Для инверторов высокой мощности (свыше 55 кВт) рекомендуется использовать модели с выносным радиатором (push-through mounting) или организовать разделение воздушных потоков, чтобы исключить циркуляцию горячего воздуха внутри шкафа.
Настройка ПИД: Особое внимание уделить коэффициентам пропорциональности и интегральной составляющей при переходе от контроля скорости (поток) к контролю момента (давление). Некорректная настройка может привести к колебаниям давления впрыска и браку изделий.
Безопасность: Функция STO (Safe Torque Off) инвертора должна быть интегрирована в цепь безопасности ТПА согласно SIL2/PLd.
Настройка ПИД: Особое внимание уделить коэффициентам пропорциональности и интегральной составляющей при переходе от контроля скорости (поток) к контролю момента (давление). Некорректная настройка может привести к колебаниям давления впрыска и браку изделий.
Безопасность: Функция STO (Safe Torque Off) инвертора должна быть интегрирована в цепь безопасности ТПА согласно SIL2/PLd.
Инфраструктурная Таксономия
Синхронные серводвигатели (PMSM) с высоким крутящим моментом
Тормозные резисторы / Модули рекуперации энергии в сеть
Сетевые дроссели и ЭМС-фильтры
Типовые шаблоны применения:
Ретрофит гидравлического ТПА 250 тонн: замена двигателя 37 кВт на сервопривод 28 кВт
Внедрение системы Multi-Pump Control (Master-Slave) для крупных литьевых машин
Установка активных выпрямителей (AFE) для снижения гармоник THDi
Сводка инженерных связей
Используемые технические компоненты
Синхронный серводвигатель с постоянными магнитами, Датчик давления и энкодер
Инженерные ограничения
Тепловой баланс шкафа управления
Основная логика оптимизации
Векторное управление с обратной связью, Настройка коэффициентов ПИД-регулятора
Сводка реализованных кейсов
Краткое описание проекта
Модернизация привода ТПА: сервогидравлическая система с векторным управлением
Масштаб системы
Замена асинхронных двигателей на синхронные серводвигатели (PMSM) с установкой специализированных инверторов в замкнутом контуре управления.
Условия эксплуатации
Циклический режим нагрузки с длительными фазами охлаждения и паузы; высокие требования к динамике разгона/торможения шнека.
Инженерные ограничения
Необходимость обеспечения времени отклика системы ≤ 50 мс и соблюдения стандартов ЭМС (IEC 61800-3) в условиях ограниченного пространства силовых шкафов.
Кластер технических знаний
Технологии литья под давлением для полимеров
Технический анализ конструкций литьевых машин для полимеров с акцентом на стандарты привода (гидравлический, электрический, гибридный), включая параметры давления, точности и энергоэффективности согласно ISO и IEC.
Термопластавтоматы с гидравлическим приводом
Конструкция гидравлических систем с давлением до 2500 бар и управлением по стандарту IEC 61131-3.
Энергоэффективная модернизация приводов термопластавтоматов (ТПА)
Технический кластер, охватывающий инженерные аспекты перехода с постоянных гидравлических насосов на сервогидравлические системы. Основной фокус на снижении энергопотребления, повышении точности литья через P/Q-регулирование и продлении ресурса оборудования.
Готовы к Спецификации?
Технический Помощник
ФОКУС НА VFD / МОТОР / НАСОСИнженерная Помощь
Нужна помощь в выборе правильного оборудования? Наш ИИ-помощник поможет вам с техническими спецификациями для ЧРП, двигателей и насосов.