提升折彎機變頻節能與泵控節能的解決方案

關(guān)于提升數控折彎機節能高效的思考

隨著(zhù)折彎機設備的廣泛應用，對于使用液壓設備行業(yè)來(lái)說(shuō)，電耗是其生產(chǎn)成本的重要部分，而折彎機是主要能耗設備之一，因此降低折彎機的能耗成為工廠(chǎng)降低成本、提高產(chǎn)品競爭力的有效途徑。

方法一：變頻節能

（1）變頻節能原理

　　折彎機的電能消耗主要表現在液壓系統油泵的電能消耗，

　　液壓油泵的用電量占整個(gè)液壓機用電量的97%以上，所以降低其耗電量是液壓機節能的關(guān)鍵。液壓機在快速下行、慢時(shí)下行、保壓、泄壓回程、活塞頂出、活塞退回、緩沖缸頂出等階段所需壓力和流量都是變化的，當折彎機的油量需求發(fā)生變化時(shí)，由設在油泵出口的溢流閥來(lái)調節負載壓力和流量，而電機的輸出功率不變，因而造成能量浪費。

　　變頻調速裝置由整流電路、濾波電路、逆變電路和控制電路組成，其功能是通過(guò)整流環(huán)節將交流電能經(jīng)過(guò)整流、濾波為直流電能，又通過(guò)逆變環(huán)節轉變成不同頻率的交流電能輸出給電機。于是可讓液壓油泵電機在不同的轉速下工作。另外，根據油泵的理論，油泵的輸出流量Q的計算公式為：

　　Q=2[π(R2-r2)-(R-r)S×Z/COSθ]B×N10-6

　　式中：R-葉片的半徑r-定子的短半徑

　　S-葉片的厚度B-轉子的軸向寬度

　　Z-葉片數目θ-葉片相對半徑方向的傾角

　　由上式公式中可得出改變油泵電機轉子的轉速N也就改變輸出流量Q，即油泵油流量與油泵電機的轉速成正比，而改變油泵電機轉子的轉速N是通過(guò)液壓機的同步信號自動(dòng)控制變頻節能調速裝置的輸出頻率來(lái)實(shí)現，油泵電機的耗電與其轉速近似成三次方關(guān)系，即油泵電機的耗電功率P=P｀(N｀/N)3，若液壓機油泵電機額定功率為55KW，則當轉速下降到原轉速的4/5時(shí)，其耗電量用28.16KW，省電48.8%；當轉速下降到原轉速的1/2時(shí)，其耗電量?jì)H用6.875KW，省電87.5%,從而使油泵負載具有明顯的節電效果(其中：P｀=55KW，N｀/N=4/5和N｀/N=1/2)。

對孕折彎機不盡相同，大致可分為十套工序：?jiǎn)?dòng)、滑塊快速下行、滑塊慢速下行、滑塊保壓延時(shí)、滑塊泄壓延時(shí)、滑塊回程、停止，依次每一道工序都需要用不同的工作壓力和流量，除慢速下行用高壓外，其它工序都工作在很小壓力下，其壓力和流量是靠壓力液壓閥來(lái)調節，但是對于普通類(lèi)折彎機來(lái)說(shuō)，加裝變頻器裝置，只是控制主電機的轉速，以及起到一個(gè)軟啟動(dòng)的作用，只是在折彎機啟動(dòng)、待機過(guò)程中減小能源浪費，在機器運行過(guò)程中，可以減小主電機的運行轉速，實(shí)現扭矩與轉速間的轉換，對能源節能的效果還不是很明顯，特別對于小型折彎機，變頻節能的效果并不是很明顯。

　（2）變頻節能折彎機改造方案

　　折彎機變頻節能改造方案

　　進(jìn)入二十一世紀來(lái)，采用變頻調速的方式對液壓機進(jìn)行節能改造的技術(shù)已得到了較大的應用。傳統的變頻調速控制主要采用將液壓機的高壓信號和低壓信號給變頻節能調速裝置控制，以達到根據工藝需要調節油壓的目的。液壓機某一個(gè)動(dòng)作處于高壓力時(shí)，變頻器就高速運行，處于一低壓是，變頻器就低速運行，來(lái)控制變頻節能調速裝置的輸出頻率，從而改變油泵電機的轉速，來(lái)改變油泵輸出流量Q，節能效率高達20%。

　　我公司提供的高性能一體化變頻節能調速裝置專(zhuān)為液壓機用戶(hù)節能改造提供的整套解決方案。新一代的產(chǎn)品性能更優(yōu)越，功能更強大，外觀(guān)更精巧。它集變頻節能調速裝置、旁路、柜體等一體化設計，方便了用戶(hù)的使用需求。在系統設計上考慮了變頻節能調速裝置系統的干擾、散熱等因素。是提供給經(jīng)銷(xiāo)商的一個(gè)用戶(hù)端解決方案。也可以根據客戶(hù)要求定制，避免經(jīng)銷(xiāo)商二次集成過(guò)程中的工藝和安裝差異造成的不良因素。

　　（3）變頻節能折彎機特點(diǎn)：

　　1、可以降低能耗：

　　采用折彎機變頻柜將傳統的定量泵改變?yōu)樽兞勘?，采用高壓與低壓雙信號輸入的變頻調速方法，取代以前的閥調速方法，大幅度降低能耗。

　　2、提高生產(chǎn)工藝延長(cháng)設備使用壽命：

　　采用液壓機節能柜裝置采用外部擴展同步控制，任意速度段隨意可調，能方便地滿(mǎn)足液壓工藝要求，使之達到最佳值，使生產(chǎn)工藝比以前有所提高。且能降低系統油溫，延長(cháng)了密封元件壽命，減少了設備維護費用。

　　3、控制操作方便：

　　折彎機節能柜裝置采用先進(jìn)的電腦控制手段，利用液壓機電腦的同步信號，根據折彎機工藝要求自動(dòng)控制油泵馬達，運行安全可靠，生產(chǎn)中不需對液壓機節能柜進(jìn)行調節，控制操作方便、簡(jiǎn)單。

　　4、無(wú)節流能量損失，溢流能量損失大大減小，使系統噪音降低3-5分貝，油管發(fā)熱減小，油溫降低。

　　5、實(shí)現完全意義上的軟啟動(dòng)：

　　液壓機節能柜調速裝置啟動(dòng)電流小大大減輕液壓機工作是能大幅度降低對供電變壓器容量的要求，并提高了電網(wǎng)質(zhì)量，避免了設備本身的沖擊，延長(cháng)了設備和模具的使用壽命。

　　6、高可靠性：

折彎機節能柜調速裝置可實(shí)現工頻/變頻轉換，即使在變頻出現故障的情況下，可轉換至工頻，不會(huì )影響生產(chǎn)進(jìn)度。提升力矩大，動(dòng)態(tài)響應較快，適宜液壓機的突變升速的需要。

7.變頻節能，在節能效果上還是屬于低效、簡(jiǎn)單，但是比較經(jīng)濟，能較小噪音

方法二：泵控節能

（一）  電液伺服混合驅動(dòng)泵控電液伺服數控裝置原理：

 泵控伺服數控折彎機包括與數控系統連接的動(dòng)力源、控制閥組，其特征在于動(dòng)力源包括伺服電機及與伺服電機連接的雙向定量泵、油箱；控制閥組包括梭閥及調節系統壓力的壓力閥、卸荷閥，還包括單向閥、換向閥、背壓閥、提動(dòng)閥、安全閥及充液閥；雙向定量泵的進(jìn)出油口經(jīng)梭閥控制，正向出油口直接接油缸上腔，反向出油口經(jīng)提動(dòng)閥、背壓閥接油缸下腔；雙向定量泵的進(jìn)出油口經(jīng)單向閥、換向閥、充液閥接油箱；充液閥連接控制閥；油箱與油缸下腔之間連接有安全閥。具有高效節能，同步精度高的特點(diǎn)。

   通過(guò)改變雙向變量液壓泵的排量對雙向定量液壓馬達調速。而變量泵的排量調節通過(guò)電液伺服閥和雙桿液壓缸組成的閥控式電液伺服閥機構的位移調節來(lái) 實(shí)現。負載與指令機構間設有測速電動(dòng)機(速度傳感器),從而構成一個(gè)閉環(huán)速度控制系統。當向系統輸入指令信號后,控制液壓源的壓力油經(jīng)電液伺服閥向雙桿液 壓缸供油,使液壓缸驅動(dòng)變量泵的變量機構在一定位置下工作;液壓馬達的輸出速度由測速電機檢測,轉換為反饋信號,與輸入指令信號相比較,得出偏差信號控制 電液伺服閥的閥口開(kāi)度,從而使變量泵的排量保持在設定值附近,最終保證雙向定量液壓馬達在希望的轉速值附近工作。位置傳感器構成內部反饋環(huán)節,用以提高系統的控制精度。