ISMG1通用伺服電機

合成高分子塑膠材料從問世以來得到了廣泛的應用，在取代部分鋼鐵，陶瓷，粉末冶金等各個領域和行業(yè)均顯示了強大的生命力，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(nèi)，塑料注射成型技術是一種應用非常廣泛的技術。
注塑機先后經(jīng)歷了手動控制，定量泵PQ控制，變量泵控制，變頻開環(huán)流量控制，這些技術一直主導著注塑機液壓控制系統(tǒng)，但是，無一例外，這些系統(tǒng)有著很大的 缺陷，其中，高耗能是一直以來難以克服的問題，也是人們改善注塑機系統(tǒng)時，考慮最多的問題。因此，人們總是在試圖尋找注塑機快速，精確，節(jié)能，成本合理的 的優(yōu)良型控制系統(tǒng)。
注塑機行業(yè)經(jīng)過3-4年的醞釀，在09年得到了革命性的發(fā)展。先后大規(guī)模的出現(xiàn)了全新的解決方案，這得益于國內(nèi)電力電子技術，電機設計制造技術，伺服驅(qū)動軟件技術的發(fā)展。
電液伺服閉環(huán)控制的核心在于完全根據(jù)系統(tǒng)需要的流量和壓力，準確，快速的提供系統(tǒng)需要的壓力和流量，實現(xiàn)了按需供油。完全滿足了塑料成型快速，精確，節(jié)能的要求。
深圳匯川技術股份有限公司是國內(nèi)領先的工業(yè)自動化產(chǎn)品解決方案供應商，專注于與客戶客戶建立長期的合作伙伴關系，擁有強大的研發(fā)，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(chǎn)品，提升產(chǎn)業(yè)價值。
匯川技術自主研發(fā)了變頻器，伺服驅(qū)動器，電機，高扭矩直驅(qū)電機，PLC，一體化控制器，廣泛的應用于電梯，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，沈陽成立了匯川控制，蘇州默納克，沈陽匯川，分別專注于工業(yè)控制產(chǎn)品，電梯驅(qū)動與控制，起重機驅(qū)動與控制產(chǎn)品的研發(fā)與推廣。匯川技術在全國成立了29個辦事處，擁有58家代理商和合作伙伴，營銷與服務網(wǎng)絡遍及全國。

從2007年開始，匯川技術開始研究注塑機產(chǎn)業(yè)的行業(yè)特征，基于對注塑機產(chǎn)業(yè)與性能技術的深刻理解，先后開發(fā)了以下的產(chǎn)品：
1：注塑機電液伺服泵系統(tǒng)
這個系統(tǒng)包含了IS300系列伺服驅(qū)動器和ISMG1系列電機，用于電液混合伺服系統(tǒng)。
系統(tǒng)包含的電機組件從35NM到195NM，適合25CC-125CC的油泵扭矩配置。
系統(tǒng)包含的驅(qū)動器組件從15A到150A，相當功率75KW，單泵配置可達160CC。
2：大噸位注塑機自動門控制器
采用直驅(qū)永磁同步電機內(nèi)置編碼器，可以實現(xiàn)低速大力矩，省去異步電機配置下的
減速機，由于內(nèi)置高精度編碼器，故可以實現(xiàn)注塑機門的直接?？亢妥詣蛹訙p速曲線，因為采用的伺服控制技術具有優(yōu)良的力矩控制特性，故可以實現(xiàn)注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(qū)動器
用于注塑機螺桿直接驅(qū)動，實現(xiàn)溶膠與其他動作的同時動作，這種技術由于采用同步
控制，對于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(tǒng)。
這種技術借助于匯川技術非常成熟地標準伺服定位控制技術，伺服驅(qū)動器內(nèi)置位
置脈沖查補，脈沖發(fā)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，又簡化了系統(tǒng)調(diào)試工作，同時減少了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
全電機注塑機系統(tǒng)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(fā)平臺成熟的CAN網(wǎng)絡技術，高速工業(yè)Ethernet網(wǎng)絡，光通訊技術，電機設計技術，伺服驅(qū)動技術開發(fā)的全新的注塑機系統(tǒng)。
這套系統(tǒng)完全擯棄了原來的液壓系統(tǒng)，代之以高精密絲桿，曲柄機構(gòu)和高精密伺服電機。實現(xiàn)注塑機系統(tǒng)的各個動作。

伺服泵系統(tǒng)的原理

速度N控制流量，當流量建立了壓力之后，由PID控制速度，穩(wěn)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(zhuǎn)速的方式運轉(zhuǎn)油泵，管路很快充油。油會受到管路的限制，很快建立油壓。當油壓建立起來之后，利用PID調(diào)整出來的轉(zhuǎn)速N控制，由于PID 的平衡作用原理，油壓可以穩(wěn)定在給定值。
總結(jié)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。

注塑機伺服泵的組件與選型配置計算方法
1：組件：
當我們面臨一套注塑機伺服系統(tǒng)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(guī)格視原系統(tǒng)流量而定）
1.2：新配套的伺服馬達；（大小規(guī)格視新油泵排量和系統(tǒng)壓力而定）
1.3：新配套的伺服驅(qū)動器；（大小規(guī)格視新泵排量，壓力，和馬達額定轉(zhuǎn)速而定）
1.4：連接油泵與馬達的法蘭盤；（大小規(guī)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(tǒng)一為1/4PT螺紋。0-10VDC對應0-250BAR）
1.7：驅(qū)動器用制動電阻（大小規(guī)格視驅(qū)動器而定）
1.8：驅(qū)動器與電機編碼器的連接電纜（標準，長度自定）
1.9：驅(qū)動器到馬達的功率電纜
1.10：抗干擾磁環(huán)（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(zhuǎn)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，同時由于離心葉片的原理，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：為了達到節(jié)能的目的，有些地方采用雙聯(lián)泵，判斷一個油泵是單聯(lián)泵還是雙聯(lián)泵，除了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(lián)泵一般有2個油口，而單聯(lián)泵一般只有兩個油口。

改造普及常識
A：由于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(tǒng)中，一般會涉及到油泵的機械安裝尺寸，特別要注意的是，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(zhuǎn)速一般不超過2000RPM。
C：改造的情況下，必須關注油泵的機械數(shù)據(jù)：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(shù)，選擇的總則和計算：
2.3.1：油泵的參數(shù),表征一臺油泵，應當有以下數(shù)據(jù)：
A: 連續(xù)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(zhuǎn)一圈，所能排出的油的體積），單位:CC/rev
D: 油泵的額定轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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，為了滿足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(zhuǎn)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(nèi)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(tǒng)。

說明：一般情況下，我們采用380V，帶旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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：對于螺桿泵，允許超速到2500RPM運行，故可以選擇額定
定轉(zhuǎn)速2000RPM的電機； 于齒輪泵，允許超速到2200
定轉(zhuǎn)速1700RPM的電機； 于柱塞泵，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(tǒng)壓力，因為一個一定排量的油泵要加壓到一定的壓力決定了電機應當提供的扭矩。
根據(jù)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(tǒng)壓力-----kgf/cm2，q為油泵排量,cc/rev
3.5.2:工作制與過載
由于注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(shù)時間工作在高速低壓或者高壓低速的狀況,同時由于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?shù)摹?br />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(tǒng)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
由于采用齒輪泵，則最大速度2000RPM,可以使用額定1500RPM的電機超速
故電機全部數(shù)據(jù)為70NM,1500RPM電機。

4: 伺服驅(qū)動器
4.1：匯川的伺服泵驅(qū)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(chǎn)品系列號
注意：電流等級為：015，020，030，040，050，070，100，150

匯川伺服驅(qū)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，為了提高油泵的適應性，所測試的油泵采用了國產(chǎn)最差控制特性的油泵。因此可以在現(xiàn)有的油泵體系中，體現(xiàn)最佳的控制特性
4.3.2：內(nèi)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，由于電抗器還可以消除一部分來自UVW的干擾。可以在一些場合不再使用濾波器。
4.3.3：內(nèi)置的伺服驅(qū)動程序，可以廣泛的驅(qū)動第三方電機。
4.3.4：內(nèi)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(nèi)置合流/分流的軟件。上位機只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(nèi)同行業(yè)中故障率最低，環(huán)境適應性最高。
4.4：伺服驅(qū)動器針對油泵的選型總則：（與前面的油泵，馬達連續(xù)舉例說明）
驅(qū)動器應當以電流原則選型，而不是功率匹配原則
當伺服驅(qū)動器驅(qū)動油泵時，很顯然的有以下特點：
4.4.1：負載電流正比于油泵的排量，這可以從前面的公式中得到；
4.4.2：負載電流正比于油泵的壓力，這可以從前面的公式中得到；
4.4.3：負載電流反比與馬達的額定轉(zhuǎn)速，這可以從電機學中關于扭矩，扭矩系數(shù)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(xiàn)有油泵排量/63×現(xiàn)有壓力/140×現(xiàn)有電機額定轉(zhuǎn)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: 由于匯川的伺服驅(qū)動器，過載1.5倍的時間為1分鐘。為了保壓1分鐘，因此，可以用最大電流除以1.5，從而得到驅(qū)動器額定電流；
Ie=50.5/1.5=33A
4.4.8: 經(jīng)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(xiàn)在：
5.3.1：機械噪音明顯增大，尤其在高速段表現(xiàn)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。
一般對于同心度的要求在50um以內(nèi)，可以保障系統(tǒng)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(shù)據(jù)和馬達的機械尺寸數(shù)據(jù)：
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(zhì)穩(wěn)定性欠佳的
時候，將直接導致伺服系統(tǒng)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(fā)惡性事故。
市面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(chǎn)百賽 PIM系列 （東莞松山湖留學創(chuàng)業(yè)園）
我們推薦那些經(jīng)過了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，價格合理而贏得了許多客戶。
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，一定要注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(zhuǎn)0—10VDC的信號轉(zhuǎn)換板。（流量和壓力）
在定量泵的年代，由于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(qū)動，而這個PQ閥被設計成0-1ADC的信號執(zhí)行器，因此，在早期PQ閥年代，注塑機電腦被設計成帶有兩路0---1ADC的模擬輸出電路。
在注塑機伺服泵系統(tǒng)中，已經(jīng)取消了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(zhuǎn)換板就有存在的必要性。

這個轉(zhuǎn)換板在改造工程中是一個必不可少的部件。
注意：這個轉(zhuǎn)換板在新機中并不需要。同時，這個板件有專門的人在生產(chǎn)制作。公司為了廣大合作伙伴的需要，已經(jīng)與生產(chǎn)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(yōu)先供貨。
9：制動電阻和制動單元
從IS300T070開始，匯川的伺服驅(qū)動器采用了外置的制動單元。在070以下，標準內(nèi)置了制動單元。制動單元和制動電阻是兩個不同的部件。制動單元本質(zhì)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(huán)：簡單部件，略：但公司為了廣大客戶與合作伙伴，提供應急通道購買磁環(huán)
11：編碼器電纜：略：公司為了廣大客戶與合作伙伴方便，自制了一批電纜，作為標準件提供，但在應急狀況下，可以根據(jù)前面所描述的自行制作。

多泵合流與分流技術
合流技術產(chǎn)生的背景，在于大噸位機器的控制，由于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并聯(lián)，以獲得大
流量，一般說來，單泵能夠提供最大250L/MIN的流量，大于此流量的機器必須合流。
分流技術產(chǎn)生的背景，在于大噸位機器中，為了縮短用戶的制品工藝周期，提高生產(chǎn)率，在一套液壓系統(tǒng)中，同時完成兩個或以上的動作。由于單回路的液壓系統(tǒng)在一個時刻只能著合流技術。因此，有分必有合。
多泵合流的原理圖
多泵合流控制技術
1：適合于大噸位機器，多泵組合形成大流量
2：合流完全由伺服驅(qū)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(shù)據(jù)傳送精確。比模擬量傳輸不易受干擾.
5：保壓時，完全可以切除從泵，小泵保壓更加節(jié)能，穩(wěn)定

多泵分流控制技術
1： 除適合大噸位機器的大流量之外，為了減少制品周期，完成諸如同步頂針，同步溶膠動作最大限度節(jié)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： 可以合并，可以分離，最大限度降低系統(tǒng)成本