一、伺服技術(shù)

　　交流伺服系統按其采用的驅動(dòng)電動(dòng)機的類(lèi)型來(lái)分，主要由兩大類(lèi)：交流永磁同步伺服驅動(dòng)系統及交流異步伺服驅動(dòng)系統。交流異步伺服驅動(dòng)系統由于所采用的感應式異步電動(dòng)機結構堅固、能夠適應較差環(huán)境、制造成本相對低廉。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(zhù)市場(chǎng)競爭的日趨激烈，用戶(hù)對所需產(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。伺服系統以其出色的性能完成了對產(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)域中得到了廣泛應用。

    二、技術(shù)進(jìn)步造就了效率提高和能源的節省

　　大連安迪數控技術(shù)有限公司07年創(chuàng )立，是由留日海歸博士和國內自動(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海外學(xué)子創(chuàng )業(yè)園。是一家專(zhuān)門(mén)從事于交流永磁同步伺服系統和交流異步伺服系統研發(fā)、制造、銷(xiāo)售和服務(wù)為一體的自動(dòng)化控制企業(yè)。公司為客戶(hù)提供完美的解決方案?，F已將交流異步伺服控制器產(chǎn)品，成功推廣、應用到機床、油田機械、電梯、塑料機械等行業(yè)，為客戶(hù)贏(yíng)取了顯著(zhù)經(jīng)濟效益。

　　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(hù)產(chǎn)品提高了技術(shù)含量，并充分帶動(dòng)了客戶(hù)產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、系統傳動(dòng)效率和原材料使用效率，帶來(lái)了對產(chǎn)品安裝、調試、維護的節省，以及最終用戶(hù)能耗成本支出的節省。

    三、塑料機械行業(yè)應用案例

    螺旋擠出機械對電機系統的要求是低轉速、大扭矩輸出。然而，目前螺旋擠出機械普遍采用的電機系統是由電機、變頻器及減速機構組成，存在效率低、調速范圍小、耗電大等缺點(diǎn)。安迪數控技術(shù)有限公司采用交流異步電機的伺服控制技術(shù)，對塑料吹膜機的螺旋擠出電機系統進(jìn)行了改造，彌補了變頻器低速性能的不足，為此類(lèi)機械的產(chǎn)品升級換代提供了一種創(chuàng )新的思路和解決方案。

    （一）螺桿擠出電機系統的結構

　　安迪伺服電機系統采用低速、大扭矩電機和安迪伺服控制器取代原有的電機和變頻器，取消了原有傳動(dòng)機構中的減速機，使系統機械結構得到簡(jiǎn)化。

    （二）技術(shù)創(chuàng )新點(diǎn)

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

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

　　3．如果使用變頻器驅動(dòng)低速大扭矩電機，由于其調速范圍小，低速轉矩不足，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的調速范圍，且低頻力矩特性良好，可在低速時(shí)平穩精確的控制電機。對于吹膜機等對薄膜厚度有嚴格要求的設備，可以精確控制電機的轉速，從而達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。

　?。ㄈ┙?jīng)濟及社會(huì )效益分析

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

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

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

　?。ㄋ模┙Y論

　　1.電機功率減小，節約電能效果明顯，用戶(hù)的使用成本降低。

　　2.機械結構簡(jiǎn)化，節省了金屬材料；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，控制電機效率提高。

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

    四、注塑機(中空成型機、橡膠機械等)傳統的液壓系統改造案例

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

    改造前后系統構成對比：

    優(yōu)點(diǎn)：

    創(chuàng )新： 全新伺服驅動(dòng)理念配備旋轉編碼器與壓力傳感器，分別對流量與壓力進(jìn)行監控與反饋，依據反饋信息，高性能同步伺服電機通過(guò)改變轉速和扭矩對流量與壓力進(jìn)行相應調整，從而確保產(chǎn)品質(zhì)量與精度。

    穩定： 全閉環(huán)控制

    經(jīng)濟：與傳統液壓機相比，節能率達到20-60%

    人性化：可通過(guò)LCD 顯示屏實(shí)時(shí)監測生產(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。

    響應速度快：永磁交流伺服電機僅需0.05秒即可達到最大輸出量。

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

    產(chǎn)品質(zhì)量穩定、降低廢品率：響應快速、性能穩定的全電動(dòng)壓力控制系統，配備了精度高、反應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)制品的穩定性與重復度。

    提高生產(chǎn)效率：驅動(dòng)系統響應靈敏迅速，僅需0.05秒即可達到最大輸出量，響應速度遠快于傳統液壓系統，從而顯著(zhù)地縮短了成型周期，生產(chǎn)效率得到大幅度提高。                             

    節能與綠色環(huán)保：全電動(dòng)驅動(dòng)取代液壓驅動(dòng)，可大幅降低機器能耗，全電機驅動(dòng)無(wú)漏油及油氣污染，綠色環(huán)保。