ISMG1通用伺服電機

合成高分子塑膠材料從問世以來得到瞭廣泛的應用，在取代部分鋼鐵，陶瓷，粉末冶金等各個領域和行業均顯示瞭強大的生命力，因此，相關的塑膠材料的成型技術也一直在人們的研究范圍之內，塑料註射成型技術是一種應用非常廣泛的技術。
註塑機先後經歷瞭手動控制，定量泵PQ控制，變量泵控制，變頻開環流量控制，這些技術一直主導著註塑機液壓控制系統，但是，無一例外，這些系統有著很大的 缺陷，其中，高耗能是一直以來難以克服的問題，也是人們改善註塑機系統時，考慮最多的問題。因此，人們總是在試圖尋找註塑機快速，精確，節能，成本合理的 的優良型控制系統。
註塑機行業經過3-4年的醞釀，在09年得到瞭革命性的發展。先後大規模的出現瞭全新的解決方案，這得益於國內電力電子技術，電機設計制造技術，伺服驅動軟件技術的發展。
電液伺服閉環控制的核心在於完全根據系統需要的流量和壓力，準確，快速的提供系統需要的壓力和流量，實現瞭按需供油。完全滿足瞭塑料成型快速，精確，節能的要求。
深圳匯川技術股份有限公司是國內領先的工業自動化產品解決方案供應商，專註於與客戶客戶建立長期的合作夥伴關系，擁有強大的研發，銷售，制造平臺以及快速響應客戶需求的能力，為客戶提供整體解決方案和產品，提升產業價值。
匯川技術自主研發瞭變頻器，伺服驅動器，電機，高扭矩直驅電機，PLC，一體化控制器，廣泛的應用於電梯，塑料，機床，金屬制品，線纜，印包，電源，冶金，石油，化工，造紙，起重，紡織等領域。
匯川技術在深圳，蘇州，沈陽成立瞭匯川控制，蘇州默納克，沈陽匯川，分別專註於工業控制產品，電梯驅動與控制，起重機驅動與控制產品的研發與推廣。匯川技術在全國成立瞭29個辦事處，擁有58傢代理商和合作夥伴，營銷與服務網絡遍及全國。

從2007年開始，匯川技術開始研究註塑機產業的行業特征，基於對註塑機產業與性能技術的深刻理解，先後開發瞭以下的產品：
1：註塑機電液伺服泵系統
這個系統包含瞭IS300系列伺服驅動器和ISMG1系列電機，用於電液混合伺服系統。
系統包含的電機組件從35NM到195NM，適合25CC-125CC的油泵扭矩配置。
系統包含的驅動器組件從15A到150A，相當功率75KW，單泵配置可達160CC。
2：大噸位註塑機自動門控制器
采用直驅永磁同步電機內置編碼器，可以實現低速大力矩，省去異步電機配置下的
減速機，由於內置高精度編碼器，故可以實現註塑機門的直接停靠和自動加減速曲線，因為采用的伺服控制技術具有優良的力矩控制特性，故可以實現註塑機門的防夾反彈功能。使之具有很高的安全特性。
3：電溶膠馬達及驅動器
用於註塑機螺桿直接驅動，實現溶膠與其他動作的同時動作，這種技術由於采用同步
控制，對於大噸位機器的成型周期可以大幅度縮短，從而提高整機效率。
4：臥式雙色機/立式圓盤機的高速定位換模伺服系統。
這種技術借助於匯川技術非常成熟地標準伺服定位控制技術，伺服驅動器內置位
置脈沖查補，脈沖發生器，故可以脫離PLC的脈沖控制，獨立完成高速精確定位換模，即可以顯著降低成本，又簡化瞭系統調試工作，同時減少瞭一個可能的故障器件，因此，在臥式雙色機，立式圓盤機換模中亦得到廣泛的應用。
5：全電動控制技術
全電機註塑機系統一直以來是許多大型工廠，及高精密，高射速用戶的需求，匯川技術依賴研發平臺成熟的CAN網絡技術，高速工業Ethernet網絡，光通訊技術，電機設計技術，伺服驅動技術開發的全新的註塑機系統。
這套系統完全擯棄瞭原來的液壓系統，代之以高精密絲桿，曲柄機構和高精密伺服電機。實現註塑機系統的各個動作。

伺服泵系統的原理

速度N控制流量，當流量建立瞭壓力之後，由PID控制速度，穩定油壓
（即流量，壓力均由速度予以控制）
在油壓還沒有建立的時候，管路尚有空間，此時，用流量正比與轉速的方式運轉油泵，管路很快充油。油會受到管路的限制，很快建立油壓。當油壓建立起來之後，利用PID調整出來的轉速N控制，由於PID 的平衡作用原理，油壓可以穩定在給定值。
總結為：壓力未到，伺服馬達速度由流量指令控制
壓力到達，伺服馬達速度由壓力指令和壓力反饋差值運算出來的速度控制。

註塑機伺服泵的組件與選型配置計算方法
1：組件：
當我們麵臨一套註塑機伺服系統的時候，我們必須考慮與此相關的電氣接口和機械接口，以及相關的配件。
1.1：新配套的油泵；（大小規格視原系統流量而定）
1.2：新配套的伺服馬達；（大小規格視新油泵排量和系統壓力而定）
1.3：新配套的伺服驅動器；（大小規格視新泵排量，壓力，和馬達額定轉速而定）
1.4：連接油泵與馬達的法蘭盤；（大小規格視油泵，馬達的機械安裝尺寸而定）
1.5：連接油泵與進出油口的法蘭塊（壓裝式或螺栓連接式）；
1.6：壓力傳感器及安裝口；（統一為1/4PT螺紋。0-10VDC對應0-250BAR）
1.7：驅動器用制動電阻（大小規格視驅動器而定）
1.8：驅動器與電機編碼器的連接電纜（標準，長度自定）
1.9：驅動器到馬達的功率電纜
1.10：抗乾擾磁環（功率線繞一個大的，信號線各繞一個小的）
1.11：制動單元（從IS300T070開始需要配置）
1.12：0-1A -------0-10V的信號轉換板

改造普及常識：
A：在定量泵的年代，一般采用葉片泵，因為噪聲比較低，同時由於離心葉片的原理，可以自動補償流量
B：定量泵一般有日本油研的PV2R系列，威格士V系列，TOKIMEC 的SQP系列
C：為瞭達到節能的目的，有些地方采用雙聯泵，判斷一個油泵是單聯泵還是雙聯泵，除瞭可以從型號上分辨之外，最簡單的判別方法就是看油口，雙聯泵一般有2個油口，而單聯泵一般隻有兩個油口。

改造普及常識
A：由於各種油泵的不容易獲得性，故改造絕大部分采用上海誠捷的齒輪泵。
改造系統中，一般會涉及到油泵的機械安裝尺寸，特別要註意的是，目前采用英制油泵比較多，因此，推薦采用英制尺寸的油泵。

B：改造的情況下，油泵最高轉速一般不超過2000RPM。
C：改造的情況下，必須關註油泵的機械數據：油泵軸徑，油泵定位圓（俗稱止口）
油泵的安裝螺栓過孔，油泵軸長，油泵進出油口連接到油管的法蘭
D：必須考慮壓力傳感器的安裝方式，一般安裝在出油口

油泵的參數，選擇的總則和計算：
2.3.1：油泵的參數,表征一臺油泵，應當有以下數據：
A: 連續供油壓力（額定壓力），單位:MPa
B: 峰值壓力（殼體能承受的的最高壓力）,單位：MPa
C: 排量（每旋轉一圈，所能排出的油的體積），單位:CC/rev
D: 油泵的額定轉速，單位RPM
2.3.2:油泵選擇:
A: 假定已知老油泵的排量67CC/R, 和老電機的轉速為1460RPM
B: 計算老機器的總流量為 67CC/R*1460R/MIN/1000=98L/MIN
C: 假定選擇上海誠捷油泵，則按照2000RPM的速度運行，為瞭滿足98L/MIN的流量，則新油泵的排量為98L/min /2000RPM=49CC/R
D: 所以選擇NT4-50G 的誠捷油泵

伺服馬達

3.1.1：馬達設計時以扭矩為原則，而不是功率原則。同一個扭矩下，有4個轉速可供選擇，即：1350RPM，1500RPM，1700RPM，2000RPM。
3.1.2：馬達設計時，完全依照油泵的排量和壓力決定扭矩，基本上做到一個排量的油泵有一個對應的扭矩
3.1.3：馬達在小功率一般采用自然冷卻，大功率段一般采用風扇強制冷卻。
3.1.4：馬達內置PTC或者KTY溫度傳感器，可以對馬達進行有效保護。
3.1.5：從35NM到195NM，均采用相同的安裝尺寸。這樣可以方便用戶進行機械加工。
3.1.6：目前設計的馬達，可以支持臥式機和立式機。195NM電機可以支持125CC 140KG的壓力的系統。

說明：一般情況下，我們采用380V，帶旋轉變壓器編碼器，帶油封的伸軸電機

A：總共
：每種電機下，有四個額定轉速，1500RPM，1700RPM，2000RPM。
C：改造的情況下，一般選擇額定1500RPM的電機，這樣可以盡可能降
電流，降低成本 速性能：
額定1500R
超速到2200RPM,可保持87%的輸出扭矩；
的電機超速到2200RPM,可以保持95%的輸
超速到2400RPM,可以保持85%的輸出扭矩；
額定2000RPM的電機，超速到2500RPM,可以保持95%的
超速到2700RPM,可以保持85%的輸出扭矩；
E：對於螺桿泵，允許超速到2500RPM運行，故可以選擇額定
定轉速2000RPM的電機； 於齒輪泵，允許超速到2200
定轉速1700RPM的電機； 於柱塞泵，允許超速到1800

選用電機的總則：
3.5.1電機選擇的總則是油泵的排量和系統壓力，因為一個一定排量的油泵要加壓到一定的壓力決定瞭電機應當提供的扭矩。
根據液壓學原理： 電機應當提供的最大扭矩
Tmax=0.0159*P*q(NM)
其中，P為系統壓力-----kgf/cm2，q為油泵排量,cc/rev
3.5.2:工作制與過載
由於註塑機在一個工作周期中,完全的滿負載的情況是極少的.大多數時間工作在高速低壓或者高壓低速的狀況,同時由於電機本身的過載能力比較強,因此,取1.5倍的過載能力是適當的。
故電機的額定扭矩應當為：
Tm=Tmax/1.5
3.5.3:計算舉例
假定油泵為50CC/REV,系統壓力為140kgf/cm2.
則電機的額定扭矩為
Tm=0.0159×50×140/1.5=74NM.
故選擇70NM扭矩的電機
由於采用齒輪泵，則最大速度2000RPM,可以使用額定1500RPM的電機超速
故電機全部數據為70NM,1500RPM電機。

4: 伺服驅動器
4.1：匯川的伺服泵驅動器命名
IS300 T 015 C R
R：代表旋變
C:CAN通訊功能支持
電流等級
T:三相380V
產品系列號
註意：電流等級為：015，020，030，040，050，070，100，150

匯川伺服驅動器的特點：
4.3.1：油泵的廣泛適應性。在早期的測試過程中，為瞭提高油泵的適應性，所測試的油泵采用瞭國產最差控制特性的油泵。因此可以在現有的油泵體系中，體現最佳的控制特性
4.3.2：內置直流電抗器，不僅可以減小直流母線的紋波，加長整流橋的壽命。同時，由於電抗器還可以消除一部分來自UVW的乾擾。可以在一些場合不再使用濾波器。
4.3.3：內置的伺服驅動程序，可以廣泛的驅動第三方電機。
4.3.4：內置CAN通訊，這可以方便的提供合流/分流必須使用的硬件。
4.3.4：標準機器內置合流/分流的軟件。上位機隻需要簡單的邏輯控制，就可以完成合流/分流功能，顯著提高大噸位機器的效率。
4.3.5：可靠的硬件設計，在國內同行業中故障率最低，環境適應性最高。
4.4：伺服驅動器針對油泵的選型總則：（與前麵的油泵，馬達連續舉例說明）
驅動器應當以電流原則選型，而不是功率匹配原則
當伺服驅動器驅動油泵時，很顯然的有以下特點：
4.4.1：負載電流正比於油泵的排量，這可以從前麵的公式中得到；
4.4.2：負載電流正比於油泵的壓力，這可以從前麵的公式中得到；
4.4.3：負載電流反比與馬達的額定轉速，這可以從電機學中關於扭矩，扭矩系數的描述中得到
4.4.4：實踐的參考值：
一臺63CC的油泵，采用額定2000RPM的電機，保壓到140kgf/cm2時，需要耗用的電流為68A
4.4.5: 新配置的油泵的保壓時的電流應當為：
I=現有油泵排量/63×現有壓力/140×現有電機額定轉速/2000×68
4.4.6：例如：一臺50CC的油泵，需要保壓到175kg/cm2,采用額定1500RPM的電機
則保壓到175kg/cm2時候的電流
I=50/63×175/140×1500/2000×68=50.5A
4.4.7: 由於匯川的伺服驅動器，過載1.5倍的時間為1分鐘。為瞭保壓1分鐘，因此，可以用最大電流除以1.5，從而得到驅動器額定電流；
Ie=50.5/1.5=33A
4.4.8: 經查： 可以使用IS300T030CR.
5：連接油泵和馬達的法蘭盤（機械件）
連接油泵的法蘭從安裝方式來說有兩種
5.1：法蘭落地，支撐油泵和馬達
5.2：馬達落地，支撐法蘭和油泵

制作法蘭的標準
法蘭是一個非常重要的組件，制作精度不夠時，將會導致同心度不好，體現在：
5.3.1：機械噪音明顯增大，尤其在高速段表現突出（1200RPM以上）；
5.3.2：馬達的軸承，以及油泵的軸承，油封加劇，降低壽命。
5.3.3：機械的震動加劇。
一般對於同心度的要求在50um以內，可以保障系統有較好的效果。
5.4：制造一個法蘭，必須具備油泵的機械尺寸數據和馬達的機械尺寸數據：
5.4.1：油泵的軸徑
5.4.2：油泵的軸長
5.4.3：油泵的定位圓（俗稱止口或凸臺）
5.4.4：油泵的安裝螺栓的過孔的直徑
5.4.5：油泵安裝螺栓的過孔的中心圓直徑
5.4.6：馬達的軸徑
5.4.7：馬達的軸長
5.4.8：馬達的定位圓（俗稱止口或凸臺）
5.4.9：馬達的安裝螺栓的過孔的直徑
5.4.10：馬達安裝螺栓的過孔的中心圓直徑

壓力傳感器的信號與安裝：
壓力傳感器也是一個非常重要的部件，當壓力傳感器線形不好，或者品質穩定性欠佳的
時候，將直接導致伺服系統不能正常工作，甚至可能導致壓力直接升高。從而導致爆油
管，引發惡性事故。
市麵主流的壓力傳感器品牌：
丹麥丹佛斯MB3***系列
瑞士HUBA
美國HONEYWELL
國產百賽 PIM系列 （東莞松山湖留學創業園）
我們推薦那些經過瞭匯川公司驗證過的傳感器。大部分情況下，這些公稱的性能指標都差
不多。其中百賽的壓力傳感器以供貨迅速，服務快捷，價格合理而贏得瞭許多客戶。
一些指標：
7.1：0-250kgf/cm2----------0—10vdc,或1--5VDC，或4-20MA
7.2：1/4 PT管螺紋，提高密封性
7.3：插頭型接線方式，方便用戶接線。
提醒：在改造工程的情況下，一定要註意在出油口的法蘭塊預留壓力傳感器的安裝口。
8：0----1A DC轉0—10VDC的信號轉換板。（流量和壓力）
在定量泵的年代，由於PQ閥組件控制流量和壓力，這個PQ閥需要一定的功率才可以被
驅動，而這個PQ閥被設計成0-1ADC的信號執行器，因此，在早期PQ閥年代，註塑機電腦被設計成帶有兩路0---1ADC的模擬輸出電路。
在註塑機伺服泵系統中，已經取消瞭PQ閥，自然不在需要0—1ADC的信號。二是需要0—10VDC的信號。更換電腦板是不太可能的，因此，這個轉換板就有存在的必要性。

這個轉換板在改造工程中是一個必不可少的部件。
註意：這個轉換板在新機中並不需要。同時，這個板件有專門的人在生產制作。公司為瞭廣大合作夥伴的需要，已經與生產這些板件的供應商達成一些共識。在需要的時候可以向我們優先供貨。
9：制動電阻和制動單元
從IS300T070開始，匯川的伺服驅動器采用瞭外置的制動單元。在070以下，標準內置瞭制動單元。制動單元和制動電阻是兩個不同的部件。制動單元本質上是提供一條瀉放回路。
而制動電阻是這個瀉放回路的耗能元件
制動電阻與制動單元的選型表如下：
10：磁環：簡單部件，略：但公司為瞭廣大客戶與合作夥伴，提供應急通道購買磁環
11：編碼器電纜：略：公司為瞭廣大客戶與合作夥伴方便，自制瞭一批電纜，作為標準件提供，但在應急狀況下，可以根據前麵所描述的自行制作。

多泵合流與分流技術
合流技術產生的背景，在於大噸位機器的控制，由於受到油泵或者馬達的限制，單泵已
遠遠不能滿足流量的要求，這要求必須有一種技術，可以將多個油泵進行並聯，以獲得大
流量，一般說來，單泵能夠提供最大250L/MIN的流量，大於此流量的機器必須合流。
分流技術產生的背景，在於大噸位機器中，為瞭縮短用戶的制品工藝周期，提高生產率，在一套液壓系統中，同時完成兩個或以上的動作。由於單回路的液壓系統在一個時刻隻能著合流技術。因此，有分必有合。
多泵合流的原理圖
多泵合流控制技術
1：適合於大噸位機器，多泵組合形成大流量
2：合流完全由伺服驅動器本身完成，無需電腦板參與控制
3：可以大小泵組合，或者相等排量泵組合。
4：主泵，從泵之間采用高速CAN 總線通訊，數據傳送精確。比模擬量傳輸不易受乾擾.
5：保壓時，完全可以切除從泵，小泵保壓更加節能，穩定

多泵分流控制技術
1： 除適合大噸位機器的大流量之外，為瞭減少制品周期，完成諸如同步頂針，同步溶膠動作最大限度節約周期時間，提高效率。
2： 各閥之間采用單向閥和切換閥組合隔離油路
3： 可以大小泵組合
4： 周期中有幾個同步動作，就需要幾個壓力傳感器。
5： 可以合並，可以分離，最大限度降低系統成本

新手教學

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