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轿车冲床车间机械压机主电机节能浅析

文章出处:daxin989 人气:发表时间:2020-03-30 13:08

轿车冲床车间机械压机主电机节能浅析
 
前言
 
数据标明,冲床车间能耗约占轿车制造车间总能耗的16%,依据A车企20万产能的冲床车间为例,其年用电成本约占35%,是出产成本的重要组成部分之一。对此车间动力办理要在确保“安全”、“可靠”、“安稳”、“高质量”、“绿色”的动力供应的一起,节能降耗,消除全部不合理的糟蹋。对此从车间用能设备情况下手进行优化,推动冲床车间动力办理精细化。
 
 
冲床车间能耗构成剖析
 
结合的冲床车间能耗特色,将其分为照明、空调、压缩空气、冷冻水及出产设备能耗5部分。其间,压缩空气能耗则是冲床出产进程除了压机动作能耗外还包含模具冲床进程中需求的压缩空气能耗,冷冻水为车间环境冷却运用的冷源能耗,出产设备能耗在主线冲床出产、调试、毛病待机等进程的能耗。
 
 
 
选取A车企的冲床车间进行能耗计算,数据标明冲床车间能耗中出产设备能耗为67.42%,占比最高。
 
 
 
 
 
图1 产值为1万台/月的A车企冲床车间月度能耗散布
 
 
 
作为冲床车间最大的能耗来源,出产设备的能耗主要为冲床车间内部的压力机能耗,选取1000T机械压力机进行剖析,其能耗设备如图2所示。
 
 
 
图2 轿车冲床车间1000T压机装机功率散布
 
 
机械压力机的能耗设备为主驱动电机、润滑及液压电机、工位照明及压机电柜损耗等,其间主驱动电机为155KW(2000T机械压机主电机功率为435KW)占总装机功率的75%,由此比较于润滑及液压电机,压机主电机为最主要的能耗设备。滑块调整电机及液压保护电机、工作台行走电机等依据设备运转需求敞开,在日常运用进程中,其驱动特色决定了这类设备缺乏节能的潜力。归纳以上考虑,主要剖析主电机的节能潜力,依据:
 
 
 
W=U∫I(t)dt
I=T×n/9550u
 
 
 
其间W为动力消耗(KW),I为电流(A),n为转速(r/min),经过下降转速能够有效下降能耗。二手冲床回收?
 
 
 
轿车出产中所运用到的压机主传动一般呈前后方向布置,共分三级减速。榜首级为M型多楔带传动,第二级为高速级齿轮传动,第三级为低速级齿轮传动,由此,其不同的电机转速将直接对应不同的压机行程,所以考虑在压机行程方面进行节能优化。
 
冲床车间主电机的节能优化
 
不同行程条件下的电机功率
 
 
 
使用西门子SCOUT软件对现场运转的主电机进行监控,别离显现了3次行程、8次行程和18次行程的主电机功率曲线。
 
 
 
压机三次行程为压机进行滑块微调时的行程,经过上述的监控数据显现,在三次行程待机时,主电机功率约为0.55KW。
 
 
 
压机八次行程为压机进行自动换模时的电机行程,经过上述的监控数据显现,在三次行程待机时,主电机功率为约1.8KW。
 
 
 
 
 
图3 压机3次行程主电机待机运转功率曲线
 
 
图4 压机8次行程主电机待机运转功率曲线
 
 
图5 压机18次行程主电机待机运转功率曲线
压机十八次行程为压机进行冲床出产时的电机行程,经过上述的监控数据显现,在三次行程待机时,主电机功率约为7.5KW。
 
 
 
上述数据可见,1000T压机在3次行程(转速205r/min)和18次行程(1108r/min)待机的平均功率相差10~13倍在压机非出产的待机状况下,经过对待机状况下的降速运转能够抵达节能效果又避免了频繁开机关机对于电机的危害。
 
 
 
进一步剖析,在现场电机行程形式替换的进程中,跟着电机转速进步,其能耗会在行程调整的进程中呈现较大起伏提高,其特色如图6所示。
 
 
图6 从3次行程提高至18次行程行功率曲线
 
监控曲线标明,在3次行程切换到18次行程后,电机能耗在很短时刻内从0.55KW进步到约15KW,尔后直线上升,抵达90KW的峰值,整个进程持续约22s,此刻行程提高完成。接着,短时内功率下降到15KW时,终究在7.5KW左右上下动摇。此短行程上升的进程中产生的远大于待机的能耗水平。计算数据标明,行程转化进程内的动力消耗相当于18次行程3min的动力消耗或3次行程40min的能耗总和。 
 
 
 
因而理论受骗预估待机时刻超过3min(正常出产时为18次行程运转)就可将压机行程下降至3次行程待机便抵达节能效果。
 
依据降行程操控的“一键节能”功用完成当出产现场由于质量承认、设备毛病等因素进入待机状况后,可经过下降行程进行节能。其基本手法是将在18次出产行程中的压机行程下调至3次微调行程。为下降操作难度,经过一个设置在总控台的按钮完成一键操控。一起选用旋转选择开关,使用其本身具备自保持功用完成对节能形式的操控。
 
 
 
 
 
图7 节能形式的体系流程
经过压机运转状况的提取,判断压机运转是否处于接连形式,对满意接连运转条件的读取其行程参数,与节能状况下的3次行程对比,当行程次数大于3时,说明能够经过进一步下降行程完成节能,此刻授权条件满意,可经过总控台的旋钮进行触发“一键节能”形式。为完成对全线压机的操控,收到节能形式信号后,该指示信号进入首先进入整线自动化PLC中,尔后再由自动化PLC压机别离发送到各压机PLC中,完成对各个压机主电机的操控。在A车间的实践中,经过该方法完成了冲床车间整线的行程操控,节约了动力。
 
 
 
电机转速动摇操控
 
 
 
除了待机运转进程中的影响外,压机主电机的转速动摇过大也会形成动力的糟蹋。这主要是由于电机的转速变化的进程中存在一个加减速进程,如图7所示,在电机转速升高的进程中,导致短期内电机做功增加,电机减速的进程中,在飞轮的惯性作用下,电机即以发电状况运转,能量反应回直流回路,部分能耗经过制动电阻以热量方法消耗掉。对此,经过削减电机的转速动摇,保持转速在合理的低位有助于动力的节约。
 
 
 
依据西门子S120操控电机运转的特色,主电机转速与增益Kp和积分时刻Tn有关,调整前初始值:
 
 
 
增益系数Kp=20.34积分系数Tn=67.2
 
 
 
经过不同的参数测验并监控电机实践运转状况督查运转效果,经过多次测验后发现调整参数满意:
 
 
 
增益系数Kp=12.54积分系数Tn=127.5
 
 
 
此刻,电机的转速动摇最小,其调整前后监控对比曲线如图8所示:
 
 
图8 增益系数和积分体系调整削减转速动摇
 
即在当时参数调节下,电机的能耗丢失最小,进而最大化完成主电机的节能。
 
结束语
 
主电机作为冲床车间最大的能耗设备,对其精细化办理是完成冲床出产节能的必由之路。经过对待机的行程操控及电机驱动参数的调整,尽可能的避免了其动力糟蹋现象,有利于企业的节能降耗,然后最大化下降出产成本。
 

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