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    一、伺服技術(shù)

　　交流伺服系統(tǒng)按其采用的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的類型來(lái)分，主要由兩大類：交流永磁同步伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及交流異步伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。交流異步伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由于所采用的感應(yīng)式異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、能夠適應(yīng)較差環(huán)境、制造成本相對(duì)低廉。因此，具有更好的發(fā)展前景，是未來(lái)伺服技術(shù)的發(fā)展方向之一。

　　隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，用戶對(duì)所需產(chǎn)品提出了更高的技術(shù)和更合理的性能價(jià)格比的要求。伺服系統(tǒng)以其出色的性能完成了對(duì)產(chǎn)品的加工過(guò)程、加工工藝和綜合性能的改造，目前在工業(yè)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。

    二、技術(shù)進(jìn)步造就了效率提高和能源的節(jié)省

　　大連安迪數(shù)控技術(shù)有限公司07年創(chuàng)立，是由留日海歸博士和國(guó)內(nèi)自動(dòng)化學(xué)者共同投資組建的高新技術(shù)企業(yè)。公司位于大連市高新園區(qū)海外學(xué)子創(chuàng)業(yè)園。是一家專門從事于交流永磁同步伺服系統(tǒng)和交流異步伺服系統(tǒng)研發(fā)、制造、銷售和服務(wù)為一體的自動(dòng)化控制企業(yè)。公司為客戶提供完美的解決方案。現(xiàn)已將交流異步伺服控制器產(chǎn)品，成功推廣、應(yīng)用到機(jī)床、油田機(jī)械、電梯、塑料機(jī)械等行業(yè)，為客戶贏取了顯著經(jīng)濟(jì)效益。

　　在產(chǎn)品的推廣過(guò)程中，我們深切體會(huì)到，企業(yè)效益升級(jí)的根本來(lái)自于其自身產(chǎn)品技術(shù)含量的提升。安迪伺服解決方案為用戶產(chǎn)品提高了技術(shù)含量，并充分帶動(dòng)了客戶產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、系統(tǒng)傳動(dòng)效率和原材料使用效率，帶來(lái)了對(duì)產(chǎn)品安裝、調(diào)試、維護(hù)的節(jié)省，以及最終用戶能耗成本支出的節(jié)省。

    三、塑料機(jī)械行業(yè)應(yīng)用案例

    螺旋擠出機(jī)械對(duì)電機(jī)系統(tǒng)的要求是低轉(zhuǎn)速、大扭矩輸出。然而，目前螺旋擠出機(jī)械普遍采用的電機(jī)系統(tǒng)是由電機(jī)、變頻器及減速機(jī)構(gòu)組成，存在效率低、調(diào)速范圍小、耗電大等缺點(diǎn)。安迪數(shù)控技術(shù)有限公司采用交流異步電機(jī)的伺服控制技術(shù)，對(duì)塑料吹膜機(jī)的螺旋擠出電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了改造，彌補(bǔ)了變頻器低速性能的不足，為此類機(jī)械的產(chǎn)品升級(jí)換代提供了一種創(chuàng)新的思路和解決方案。

    （一）螺桿擠出電機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

　　安迪伺服電機(jī)系統(tǒng)采用低速、大扭矩電機(jī)和安迪伺服控制器取代原有的電機(jī)和變頻器，取消了原有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的減速機(jī)，使系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化。

    （二）技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

　　1．塑料螺旋擠出機(jī)械的主軸轉(zhuǎn)速較低，一般在0~160rpm左右。使用普通電機(jī)，需要1:10以上的減速機(jī)構(gòu)。安迪公司特別研發(fā)的低速大扭矩電機(jī)采用增加電機(jī)極數(shù)、降低電機(jī)基頻的方法，使電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速降到200rpm以下，而電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩大幅度提高，因而可以減小或取消減速機(jī)。為防止故障堵轉(zhuǎn)損壞電機(jī)，保留了一級(jí)皮帶或鏈條傳動(dòng)。

　　2．變頻器調(diào)速在電機(jī)的基頻點(diǎn)是效率和輸出轉(zhuǎn)矩的最高點(diǎn)，根據(jù)其特征曲線，在基頻以下輸出轉(zhuǎn)矩和效率都在下降，因此為在低速時(shí)保證足夠的輸出轉(zhuǎn)矩，必須加大電機(jī)功率。而安迪伺服控制器在電機(jī)基頻以下保持恒轉(zhuǎn)矩輸出，具有三倍額定以上轉(zhuǎn)矩的過(guò)載能力。因而安迪的伺服控制系統(tǒng)可以以較低的額定轉(zhuǎn)速到零轉(zhuǎn)速之間都保證輸出轉(zhuǎn)矩不小于額定轉(zhuǎn)矩。根據(jù)變頻器控制低速時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩下降曲線，伺服控制器可以將電機(jī)功率減小到變頻控制的1/2~2/5。

　　3．如果使用變頻器驅(qū)動(dòng)低速大扭矩電機(jī)，由于其調(diào)速范圍小，低速轉(zhuǎn)矩不足，在低頻時(shí)工作狀態(tài)不良。在低于8Hz的情況下，力矩明顯不足。而安迪伺服控制器具有0~400Hz的調(diào)速范圍，且低頻力矩特性良好，可在低速時(shí)平穩(wěn)精確的控制電機(jī)。對(duì)于吹膜機(jī)等對(duì)薄膜厚度有嚴(yán)格要求的設(shè)備，可以精確控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到膜的厚度均勻一致。與變頻器相比具有很大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

　　（三）經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益分析

　　1.通過(guò)廣泛比較，安迪伺服控制系統(tǒng)的成本與所取代的系統(tǒng)成本基本持平或略高。

　　2.由于取消了減速機(jī)，節(jié)約了鋼鐵材料、減少了鑄造和機(jī)加工工序、減化了安裝調(diào)試過(guò)程、降低了機(jī)械的維護(hù)成本。

　　3.節(jié)約能源，節(jié)電率達(dá)30-40%，節(jié)電的費(fèi)用對(duì)于產(chǎn)品的最終用戶有較大的吸引力。按上述改造案例進(jìn)行成本分析，電機(jī)功率減小7.5kw，按耗電量減少5kw計(jì)算，每小時(shí)5度（kwh）電，一天節(jié)電120度（此類機(jī)械需要預(yù)加熱過(guò)程，故連續(xù)生產(chǎn)最為經(jīng)濟(jì)）。按工業(yè)用電0.75元/度計(jì)算，一天節(jié)電費(fèi)用90元；一個(gè)月按25天計(jì)算，每月節(jié)電費(fèi)用2250元。一個(gè)月的節(jié)電費(fèi)用已完全可以收回因采用伺服控制的電機(jī)系統(tǒng)所增加的成本，以后的節(jié)電費(fèi)用便可以大大降低用戶的生產(chǎn)成本。

　　（四）結(jié)論

　　1.電機(jī)功率減小，節(jié)約電能效果明顯，用戶的使用成本降低。

　　2.機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，節(jié)省了金屬材料；操作簡(jiǎn)化，降低了維修成本。

    3.控制范圍增大，控制精度提高，控制電機(jī)效率提高。

　　4.產(chǎn)品質(zhì)量得到穩(wěn)定控制，提高塑料擠出機(jī)械的產(chǎn)品檔次。。

    四、注塑機(jī)(中空成型機(jī)、橡膠機(jī)械等)傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)改造案例

    采用全電機(jī)驅(qū)動(dòng)以及變頻、伺服、PLC控制技術(shù)，相比傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)，控制更加精密、生產(chǎn)更加高效、能源更加節(jié)省，而且環(huán)保。已經(jīng)成為未來(lái)的一種趨勢(shì)。

    改造前后系統(tǒng)構(gòu)成對(duì)比：

    優(yōu)點(diǎn)：

    創(chuàng)新： 全新伺服驅(qū)動(dòng)理念配備旋轉(zhuǎn)編碼器與壓力傳感器，分別對(duì)流量與壓力進(jìn)行監(jiān)控與反饋，依據(jù)反饋信息，高性能同步伺服電機(jī)通過(guò)改變轉(zhuǎn)速和扭矩對(duì)流量與壓力進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，從而確保產(chǎn)品質(zhì)量與精度。

    穩(wěn)定： 全閉環(huán)控制

    經(jīng)濟(jì)：與傳統(tǒng)液壓機(jī)相比，節(jié)能率達(dá)到20-60%

    人性化：可通過(guò)LCD 顯示屏實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)生產(chǎn)進(jìn)程，并顯示各種故障診斷，提高自動(dòng)化程度及縮短了單位生產(chǎn)周期。

    響應(yīng)速度快：永磁交流伺服電機(jī)僅需0.05秒即可達(dá)到最大輸出量。

    噪音低：可使設(shè)備處于低噪音運(yùn)行狀態(tài)，在低速運(yùn)行時(shí)，效果更為明顯。

    產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、降低廢品率：響應(yīng)快速、性能穩(wěn)定的全電動(dòng)壓力控制系統(tǒng)，配備了精度高、反應(yīng)靈敏的壓力反饋裝置，形成高精密閉環(huán)控制，有效保證了生產(chǎn)制品的穩(wěn)定性與重復(fù)度。

    提高生產(chǎn)效率：驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)響應(yīng)靈敏迅速，僅需0.05秒即可達(dá)到最大輸出量，響應(yīng)速度遠(yuǎn)快于傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)，從而顯著地縮短了成型周期，生產(chǎn)效率得到大幅度提高。                             

    節(jié)能與綠色環(huán)保：全電動(dòng)驅(qū)動(dòng)取代液壓驅(qū)動(dòng)，可大幅降低機(jī)器能耗，全電機(jī)驅(qū)動(dòng)無(wú)漏油及油氣污染，綠色環(huán)保。