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详细说明

1 节能改造的提出
目前市场上的各类注塑机约90%以上是采用液压传动和电液比例控制方式,事实上采用电液阀控(即高压节流)控制模式注塑机工作时存在很大的能量浪费,一般一个产品的注塑成型过程如图1

1 注塑过程示意图

各个过程所需的速度和压力因不同工艺而不同,即所需的液压油流量不同,因而注塑机整个动作过程对油泵电机来说是个变负载过程,在定量泵注塑机液压系统中,油泵电机始终是以恒定转速提供恒定流量的液压油,各个动作中相应多余的液压油则通过溢流阀回流,从而造成电能的浪费,据统计由电液阀控模式造成电能损耗高达36~68%,根据注塑机设备工艺油泵电机耗电占整个设备耗电比例高达65~80%,因而对阀控电液模式进行节能改造具有很大潜力。

 

2节能改造原理
泵类负载工作特性可知泵的流量与转速成比例关系,泵的扬程与转速成平方关系,泵电机轴功率与转速的立方关系,如下公式所示:
q2/q1=n2/n1; h2/h1=(n2/n1)2; p2/p1=(n2/n1)3
其中:q为流量; n为转速; h为扬程。

原有注塑机系统采用阀门控制,当流量由qa减少到qb时由于管阻特性,工作点由a点转移b点,消耗的功率与0qbbhb成正比,若采用变频控制这时因阀门全开,其管理特性不变,工作点由a点转移到c点,消耗的功率与0qbchc成正比,从图2可知采用变频调速比采用阀门控制节能,且随着转速的降低电机功率成立方关系减少,如果能根据注塑工艺适时地调节油泵电机转速即可达到节能目的。

2 阀门控制与变频控制节能比较曲线图

目前三相异步电动机大多采用变频调速,由电机同步转速公式:
n=60(1-s)f/p
其中:s为转差率; f为供电频率; p极对数

由上式知当改变电源频率便可改变电机转速,因而采用注塑机比例流量阀及比例压力阀的控制信号同步控制油泵马达的变频器,使油泵电机的转速与注塑机工作所需的压力、流量成正比,从而使溢流阀的回流量减到最小,液压系统输出功率与注塑机生产所需功率相匹配,便可达到节能目的,据统计其单机节电率可达25%~65%

 

3、变频器改造特点

    选用适用于注塑机节能与自动化改造的专用变频器,采用优良的控制策略使其具有较快的动态响应,先进的电流限制技术和硬件优化设计,使产品具有超强的过载能力,能保证在负载频繁波动的情况下,变频器不跳闸。并具有以下特点:

a  高可靠性

完善的可靠性设计方案:如冗余设计,降额设计等,关键电路全部采用高集成度厚膜IC,从而保证整机的可靠性;

高节电率:保留注塑机原有控制方式油路不变,采用先进的微电脑控制技术,使定量泵变为节能型变量泵,注塑机液压系统与整机运行所需要的功率匹配,无高压节流溢流能量之损失,提高油泵电机功率因素至0.96以上,节电率一般可达25%~65%,所有投资6~12个月便可收回。

软启动

相比工频起动方式,采用变频器控制可以减小开锁模震动,延长模具的使用寿命,同时系统发热量减小,油温稳定,延长液压系统的使用寿命,为用户节省了维护的费用,由于运行稳定,对塑胶制品的品质稳定性有较大提高。

超强的过载能力和动态响应速度

变频器采用先进的控制算法和独特的限流技术,确保在注塑过程中,能承受起启停重负载的冲击而不跳闸,以确保生产过程的连续性。高速的动态响应,最大限度减小制品成形周期的延迟现象。

完善的EMC设计,采用完善的EMC设计方案,内部布局优化设计,采用多种EMI对策,确保对注塑机电气系统的干扰减小到最小,保证其工作的稳定性。

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