영구자석 동기 모터는 동적 응답이 좋고 출력 토크가 크며 비동기 모터와 주파수 변환기의 조합으로는 성능과 효율성을 능가할 수 없습니다. 해외, 특히 일본에서는 동기 모터가 전전동 사출성형기에만 사용되는 것이 아니라 일반 사출성형기에서도 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 현재 일본의 Yuken, Daikin, 독일의 BUCHER 등 많은 기업이 전기 유압식 하이브리드 시스템에 대한 연구 개발을 늘려 왔습니다. 중국의 풍부한 희토류 자원으로 인해 모터 생산 비용이 크게 절감되었습니다. 현재 영구 자석 동기 모터와 비동기 모터의 가격은 매우 비슷합니다. 제품 품질과 정밀도에 대한 국내 플라스틱 시장의 요구 사항에 따라 제조업체는 사출 성형기의 제어 정확도도 향상시켰으며, 동기식 모터는 사출 성형기에서 점점 더 많이 사용될 것입니다.
2. 동기 모터와 비동기 모터
비동기 모터(유도 모터)의 작동 원리는 고정자의 회전 자기장을 통해 회전자에 유도 전류를 생성하는 것이며, 따라서 전자기 토크를 생성하지 않습니다. 자기장을 직접 생성하지 않습니다. 따라서 회전자의 회전 속도는 동기 속도보다 낮아야 합니다(이 차이, 즉 슬립이 없으면 회전자 유도 전류가 발생하지 않음). 따라서 비동기 모터라고 합니다. 동기 전동기 회전자 자체는 고정된 방향의 자기장(영구 자석 또는 DC 전류에 의해 발생)을 생성하고, 고정자 회전 자기장은 회전자 자기장(회전자)을 "끌어서" 회전하므로 회전자 속도는 다음과 같아야 합니다. 동기 속도이므로 동기 모터라고 합니다. 영구자석 동기 전동기의 속도 n은 항상 n=60f/p입니다. 여기서 f는 설정 주파수이고 p는 모터의 극 쌍 수입니다.
전력망에서 무효전류를 흡수할 필요가 없고 회전자에 동손이나 철손도 없기 때문에 동기전동기는 넓은 부하범위에서 1에 가까운 역률을 유지할 수 있으며, 동일한 용량의 비동기 전동기는 약 8% 증가하고, 동력지수(θXcosΦ)는 약 18% 증가합니다. 희토류 영구자석 동기 모터의 전력 밀도는 동일한 용량의 비동기 모터보다 약 5% 더 높습니다.
3. 에너지 절약 비교
1. 다양한 부하 조건에서 영구자석 동기 전동기와 비동기 전동기의 작동 효율 비교:
보시다시피 그림에서 보면 영구자석 동기 모터의 작동 효율이 비동기 모터의 작동 효율보다 훨씬 높은 것으로 나타났습니다.
2. 실제 테스트
1) 테스트 조건:
동일한 금형을 사용하여 두 개의 사출 성형에 테스트 샘플(원판 모양 시트)을 주입합니다. 기계.원료는 일반 PP입니다. 두 대의 사출 성형기는 HTF86X1/J2(동기 서보 모터 및 고정 미터 기어 펌프 사용)와 HTF80/J1(비동기 모터 및 가변 펌프 사용)입니다.
2) 영구자석 동기 서보 모터 테스트 전력 곡선(아래 그림 참조)
두 대의 사출 성형기의 테스트 시간은 1시간이며, 사출 성형 주기는 19.0s, 냉각 시간은 3초, 금형 전진 및 후퇴를 위한 정지 시간은 2초입니다. 전기 계량기로 측정한 HTF86X1/J2의 실제 전력 소비량은 2.12kWh이고, HTF80/J1의 전력 소비량은 2.75kWh입니다. HTF86X1/J2는 HTF80/J1에 비해 시간당 0.63도의 전기를 절약하는 것으로 계산할 수 있는데, 이는 전기에너지의 약 22.9%에 해당한다.
3) 에너지 절감 효과 분석:
동일한 상황에서 주파수 변환기를 사용하여 동기 모터를 제어하면 비동기 모터를 제어하는 것보다 전력이 20% 이상 절약됩니다. 가변 펌프 제어에 비해 인버터 제어의 에너지 절약 효과는 주로 유휴 시간과 기계 가동 시간의 비율에 의해 결정됩니다. 주파수 변환 제어 기술의 개발, 제어 방법의 개선 및 제어 정확도의 향상으로 에너지 절약도 더욱 두드러질 것입니다. 위 데이터에 따르면 유휴 시간이 전체 주기의 1/4에 불과할 때 에너지 절약 효과는 이미 매우 분명합니다.
4. 모터 제어
단순히 주파수 변환기와 동기 모터를 사용하면 좋은 제어 결과를 얻을 수 없습니다. 이러한 이유로 Haitian Company의 과학 기술 부서는 주파수 변환기를 개발했습니다. 폐쇄 루프 제어 기능으로 제어하고 특허를 출원했습니다.
그림 3은 이 기술의 일반적인 원리이다. 그림의 유량 신호와 압력 신호는 메인 컨트롤러에서 제공되는 입력 신호입니다. 압력 센서는 시스템 압력의 실제 값을 실시간으로 제어 알고리즘 모듈에 피드백한 후 구동 신호를 주파수 변환기로 출력합니다. 계산. 압력 센서 신호와 압력 신호가 중첩되어 보상되면 유량 신호와 함께 P, Q로 변환됩니다. 작업 중 사출 성형기의 시스템 압력은 주어진 압력보다 높지 않으며 유량은 주어진 유량보다 크지 않습니다.
압력 피드백 신호가 주어진 신호보다 작을 때 출력 흐름은 주어진 흐름 신호와 같습니다. 압력 피드백 신호가 주어진 신호에 가깝고 출력 흐름이 주어진 흐름보다 작으면 압력이 닫힙니다. -루프 제어가 수행됩니다.
이 알고리즘의 제어에 따라 실제 압력은 주어진 압력을 잘 따를 수 있습니다. 동시에 속도와 압력을 사용하여 기계의 작동 프로세스를 동시에 제어함으로써 제어를 더욱 포괄적으로 만들고 전체 기계의 응답 속도와 제어 정확도가 크게 향상되었습니다.
5. 요약
비동기 모터의 제어 기술은 점점 완벽해졌음에도 불구하고 그 자체의 역률, 효율 및 발열 문제는 결코 극복되지 않았습니다. 동기식 모터 기술은 점점 더 성숙해지고 있으며, 제조 비용은 비동기식 모터의 비용에 가까워지고 있으며 점점 더 많은 경우에 비동기식 모터를 대체하고 있습니다. 전력 자원이 점점 부족해짐에 따라 정부와 기업에서는 환경 친화적이고 에너지 절약적인 제품의 개발과 홍보에 점점 더 많은 관심을 기울이고 있으며, 사출 성형기에 동기 모터를 적용하는 것이 추세가 될 것입니다.
AC 비동기 모터는 구조가 간단하고 가격이 저렴하며 다양한 산업 조건에 대한 적응성으로 인해 다양한 산업 생산 분야에서 널리 사용됩니다. 주파수 변환기의 출현으로 비동기식 모터가 무단계 속도 조절을 수행할 수 없는 상황이 타파되고 사용 효과가 향상되었습니다. 그러나 가변 주파수 속도 조절은 낮은 효율, 저속에서 작동할 때 작은 토크, 큰 고조파 손실, 큰 속도 변화율 및 열악한 동적 성능과 같은 비동기 모터의 단점으로 인해 여전히 제한됩니다. 더욱이 비동기 모터의 낮은 효율, 작은 역률, 저속 발열 등의 문제도 여전히 개선되지 못하고 있다.