摘要：本文分析了注塑機節(jié)能改造中的問題，介紹了賽普信注塑機專用型變頻器在在節(jié)能改造中的應(yīng)用，
關(guān)鍵詞：注塑機專用型變頻器，節(jié)能

系統(tǒng)概述：
注塑機的工作過程：合模、鎖模、熔膠、射膠、保壓、冷卻、開模。各階段所需的工作壓力和流量不同，整個注塑過程是處于不斷變化的負(fù)載狀態(tài)。目前注塑機絕大部分為定量泵，其油泵馬達(dá)以恒定的轉(zhuǎn)速輸出恒定的流量，而在生產(chǎn)過程中有些階段只需極少的流量和壓力，多余的液壓油通過溢流閥回流油箱，在注塑行業(yè)中稱該過程為高壓節(jié)流．
目前，在市場上對注塑機的節(jié)能改造主要通過一塊外置轉(zhuǎn)換板來取注塑機的電腦信號傳輸給變頻器然后通過變頻器再調(diào)節(jié)馬達(dá)轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到節(jié)能效果。雖然這個過程很容易實現(xiàn)，但存在以下問題：生產(chǎn)的產(chǎn)品周期延長，動作速度變慢，系統(tǒng)壓力變小(不夠力)。
SP500W注塑機專用變頻器是我公司專門針對各種注塑機的特性開發(fā)的產(chǎn)品，它用內(nèi)置的專用控制軟件，可以將注塑機比例閥輸出信號轉(zhuǎn)換為不同的V/F曲線輸出給馬達(dá)進(jìn)行調(diào)速。不僅保證了注塑機改造前的生產(chǎn)工藝要求，而且還節(jié)省了大量電能。
另外，在注塑機上使用普通變頻器，容易發(fā)生干擾，使高精度的溫度傳感器輸出的電流信號不穩(wěn)定，造成炮桶溫度漂移。而SP500W注塑機專用變頻器則針對逆變電源主回路進(jìn)行專門的設(shè)計，大大降低了對電網(wǎng)的諧波干擾，從而保證注塑機電器系統(tǒng)的工作穩(wěn)定，炮桶溫度穩(wěn)定。
在同等的注塑工藝情況下，SP500W注塑機專用變頻器采用速度比例閥信號加優(yōu)化曲線控制注塑機馬達(dá)與普通變頻器采用壓力與速度比例閥信號控制馬達(dá)相比更節(jié)能，可高出5％～10%，。
表1，某一產(chǎn)品注塑成型條件
序號 過程 速度／P 壓力／P
1 鎖快 50 70
鎖慢 30 50
鎖高 60 100
2 射膠一 80 50
射膠二 30 70
射膠三 60 90
3 熔膠一 80 80
4 冷卻 0
5 開模高 55 100
開模快 60 70
開模慢 30 50
注塑專用型變頻器與普通變頻器使用比較
系統(tǒng)配置：
45KW兩臺馬達(dá)用一臺110Kw變頻器控制，和使用兩臺變頻器不同，這樣可以避免由于油泵負(fù)載不均勻而引起的變頻器負(fù)荷過重，有利于系統(tǒng)更加可靠工作。使用(T2)流量比例閥電流信號作為變頻器輸出頻率的控制信號，由于大部分動作要求流量都小于最高流量，變頻器輸出頻率將小于50Hz，從而使電機在低于額定轉(zhuǎn)速下運行，油泵軸功率減小，達(dá)到節(jié)
省電能的目標(biāo)。為保證有節(jié)能效果的同時，流量還應(yīng)達(dá)到變頻前的值，對所有泵的卸荷電磁閥需做調(diào)整，保證沒有無用的能量消耗。通過調(diào)整優(yōu)化曲線可使改造后的注塑機的注塑工藝和從前保持一致。由于炮臺的油路不經(jīng)過T2，所以取炮臺進(jìn)退的電磁閥信號到變頻器端子，對此信號另做特別處理，使不受流量比例閥控制的炮臺動作使用變頻時也能活動自如。控制電路圖如下注： 該電路變頻器與變頻器旁路接觸器組成，當(dāng)變頻系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，可通過旁路接觸器直接使用工頻電源，但需關(guān)閉注塑機馬達(dá)。


在東莞南部塑膠公司(東芝牌)機型遇到安裝后電機發(fā)生噪音，我司根據(jù)實際情況對變頻揣輸出載波頻率的調(diào)整降低了噪音干擾，得到了南部塑膠公司的認(rèn)同。2003年11月，我公司在慈溪某電器公司為其免費試裝一臺變頻器，當(dāng)時我公司技術(shù)人員與其公司設(shè)備科人員在此臺機上裝上電表，先將變頻器在控制柜下控制開關(guān)選擇工頻下作4小時， 電表同時計數(shù)。在同種生產(chǎn)產(chǎn)品、同樣生產(chǎn)工藝、同一個操作工，將變頻器控制柜控制開關(guān)選擇變頻工作4小時，電表同計數(shù)。在以上過程中兩個數(shù)據(jù)對比，變頻器節(jié)電率達(dá)到54％。其公司又對此臺變頻器在11至12月期間進(jìn)行了一個多月的觀察，于2003年12月28日開始對其公司的28臺注塑機進(jìn)行節(jié)能改造.
我公司在安裝和調(diào)試中遇到以下主要問題
●注塑機電腦控制板死機，顯示屏無顯示經(jīng)過雙方技術(shù)人員討論分析發(fā)現(xiàn)，主要原因是注塑廠電網(wǎng)接地不良，造成諧波干擾在機臺中相互影響。在我司技術(shù)人員協(xié)助下，其公司技術(shù)人員對電網(wǎng)的接地進(jìn)行了改造(兩次)，根除了問題。
●變頻柜散熱不良，導(dǎo)致變頻器內(nèi)部溫度過高，使變頻器自我保護(hù)裝置誤操作，使得注塑機生產(chǎn)過程中出現(xiàn)停頓。我公司經(jīng)過在變頻柜上加裝風(fēng)扇，提高了變頻柜的散熱能力，解決了問題。
備注：本公司在2003年元月(安裝期間不影響生產(chǎn)效率)完成了安裝，其元月份電費23萬元(其生產(chǎn)未飽和狀態(tài)下)，而安裝完變頻器后，3月份正常使用變頻器(其生產(chǎn)狀態(tài)飽和狀態(tài)下)，電費降低至14萬元。其公司對此次設(shè)備節(jié)能改造十分滿意
售后的使用成本：根據(jù)賽普信公司以往的改造成果，一般客戶基本上在9—12個月之間收回投資，而賽普信變頻器使用壽命為8至10年。
現(xiàn)將賽普信注塑機專用型變頻器主要器件成本價格如下表：
序號 名稱 產(chǎn)地 使用壽命
1 熔斷器 日本富士 10年
2 大功率電解電容 日本日立 8-10年
3 冷卻風(fēng)扇 臺灣建準(zhǔn) 2-3年
4 印刷電路板 賽普信公司 6～8年
5 IGBT模塊 德國 8～1()年
6 整流橋 德國 8-～0年
7 接觸器 日本富士 8～10年
功能特點
1、捉高功率因素，減少無功功率損耗、軟啟動、啟動時無大電流沖擊；
2、保留注塑機油泵馬達(dá)原有Y-△啟動，運行線路不變；
3，對注塑機原有液壓系統(tǒng)及電腦控制系統(tǒng)不作變動；
4、微電腦自動跟蹤控制，相位角檢測技術(shù)，精確感知負(fù)荷的變化，自動調(diào)整電機工作的最佳狀態(tài)，壓力及流量的調(diào)整方式與改造前一致；
5、更換模具，改變注塑機的工作狀態(tài)，均無需對SP500W注塑機專用變頻器進(jìn)行調(diào)整；
6、交互式操作方式，使用 LED監(jiān)視器及故障指示燈隨時掌控系統(tǒng)運行狀況；
7、隨時可通過變頻控制柜開關(guān)選擇工頻運行或變頻運行，對生產(chǎn)無任何影響．
主要客戶
賽普信公司推出了內(nèi)置轉(zhuǎn)換的注塑機專用型變頻器，是業(yè)界生產(chǎn)注塑機專用變頻器的廠家，產(chǎn)品銷售到全國各地。該系統(tǒng)適用于大、中、小各種規(guī)格、品牌液壓傳動的定量泵注塑機．整體節(jié)電效果達(dá)30％～75％，安全可靠、操作簡單，對注塑機油溫高，噪音大、機械和密封件使用壽命短等現(xiàn)象有明顯改善。該產(chǎn)品主要應(yīng)用客戶有杭州某集團(tuán)下屬的注塑廠、東莞寮步某玩具有限公司、順德某電器廠等等．
本公司有專業(yè)的技術(shù)人員，隨時為貴司提供售后服務(wù)。確屬制造者責(zé)任的品質(zhì)保證如出貨后一個月內(nèi)包換、包修，包退；出貨后三個月內(nèi)包換、包修；出貨后18個月內(nèi)包修。無論何時、何地使用的本公司品牌的產(chǎn)品，均享受終生有償服務(wù)。
寶山廠注塑機改造報告
寶山廠現(xiàn)用注塑機，規(guī)格350T，油泵交流電機動率為37KW，產(chǎn)品為ABS和PVC塑料件。在生產(chǎn)過程中，設(shè)備的自動控制過程如下：
鎖模/射臺前進(jìn)一冷卻/儲料一開膜/射臺后退（下盾環(huán)開始）。
經(jīng)現(xiàn)場了解，一臺350T油泵電機37KW注塑機在生產(chǎn)某種塑料件時,整個工藝周期為17秒,其中各工藝段必須時間和實測油泵電機負(fù)荷電流如下：
鎖模/射臺前進(jìn)：2秒 射膠：3秒 保壓：4秒
冷卻/儲料：6秒 開模/后退：2秒
由此可見，設(shè)備所用的37KW油泵電機利用率很低,相當(dāng)部分電能變成了無功功率,降低了電網(wǎng)質(zhì)量,造成了電能損失,增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本。因此，對該系列注塑機進(jìn)行節(jié)能改造，必定會產(chǎn)生良了的節(jié)電效果。
根據(jù)注塑機的工藝要求和變頻器的節(jié)能特點，可令油泵電機在不同的工藝段運轉(zhuǎn)于不同的轉(zhuǎn)速，相應(yīng)地令控油泵電機的變頻器運行于不同的頻率段：
1） 鎖模/射臺前進(jìn)：30~40HZ
2） 射膠/保壓：30~50 HZ
3） 冷卻/儲料：0~0- HZ
4） 開模/后退：30~40HZ
這樣，一方面，在電機利用效率較低的情況下，通過變頻調(diào)速成充分提高電機的利用效率，達(dá)到大幅度節(jié)能的目的；
另一方面，注塑機各個工藝段之間負(fù)荷變化大，所以可以通過使用節(jié)能型變頻器，也在相當(dāng)程度上節(jié)省了電源。如：SP500W系列產(chǎn)品就是這樣一種智能交流感應(yīng)電機節(jié)能控制器，它同時具有變頻速、動態(tài)功率調(diào)節(jié)和動態(tài)COSφ補償三方面功能。其核心是通過微電腦對電機販工作負(fù)載進(jìn)行實時監(jiān)測，并對負(fù)載的變化作出快速響應(yīng)，使電機在任意負(fù)載下均能獲得最佳的電壓供給，以實現(xiàn)最大的節(jié)電效果。
節(jié)能控制器可以在不影響電機轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的情況下，可以根據(jù)負(fù)載的變化，不斷的為電機提供一個使電能消耗減少到最小的最佳電壓，從而達(dá)到可觀的節(jié)電目的。對于油壓泵和壓縮機類這樣激烈變化負(fù)載，在使用該智能控制器后，除了能更強有力地運轉(zhuǎn)處，更能充分體現(xiàn)節(jié)能效果，安裝變頻器節(jié)能率可達(dá)30%。
另外，該智能控制器還能根據(jù)電機負(fù)載的變化情況，對供給電機的電村及電流進(jìn)行優(yōu)化控制，大幅度改善馬達(dá)的功率因數(shù)，使電機能在最高效率下運轉(zhuǎn)。
因此，注塑機節(jié)能改造中采用的SP500W系列節(jié)能變頻調(diào)速器，可以通過變頻調(diào)速（不同工藝段在不同且適宜的頻率下運行）、動態(tài)功率調(diào)節(jié)及大幅度改善電機功率因數(shù)三方面途徑，來達(dá)到節(jié)能目的。
投資金額：
對注塑機進(jìn)行節(jié)能改造，單臺350T注塑，其油泵機電為37KW，則全套節(jié)能裝置造價為18500元/臺。
投資回收期：
根據(jù)350T注塑機在現(xiàn)加工塑料件17秒件工作周期內(nèi)，各工藝段所用的時間及油泵電機負(fù)載電流計算，每小時消耗電量37KW第小時用電約25度。
如果按每月工作30天，每天工作24小時，每度電按0.6元收費，節(jié)電率按保守30%計算，每月節(jié)約電費為：25×24×30×0.6×30%=3240（元）。投資回收期：18500÷3240=5.8（月）即：大約5.8個月就可以收回全部投資。
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