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1、最新注塑机节能技术微能矢量变频器成功应用于变量泵注塑机节能改造Applications of WINNER vector control Inverter in Energy Save Technical Reconstruction of Variable InjectionMolding Machine 摘要：本文介绍了微能矢景变频器在变量泉注塑机上的节能改造，讨论了变鬲泉注塑机的控制系统和功能 要求及与定量泵注塑机改造的不同之处。Abstract: In this paper, applications of WINNER-TV vector control inverter in en
2、ergy save technical reconstruction fbr variable injection molding machine arc introduced. The control system and function requirements fbr are provided, and fix quantify injection molding machine reconstruction different way 关键词：微能变频器变量泉注塑机节能改造Key words: WINNER Inverter; variable injection molding m
3、achine; energy save technical reconstruction1、引言型料制品加工行业是轻工行业中近几年发展速度较快的行业之一，随着塑胶企业数量的增多，降低生产 成本，提高产品竞争力成为许多塑料制品厂共同关心的问题。在加工成木中，电费占据了相当大的比例， 而数量众多的注塑机是耗电最多的设备，因此，很多卯料企业对定量亲注塑机进行了大量节能技术改造来 实现节约电能、提高企业的竞争力，但利于变量泉注型机很多企业包括很多专业的节能公可都束手无策， 因此对于市场上存在的大量变量象注叩机如何进行节能改造成了众多槊料企业关心的热点，深圳微能科技 有限公司通过对变量泉注槊机的深入研究
4、，结合最新的矢鬲控制变频技术成功的实现变量泉泮塑机的节能 改造，并且取得了 1020%的节能效果。2、定量泵与变量泵注塑机介绍1）定量泵注塑机H前绝大多数改造的注塑机都属于液压传动注密机，液压传动系统中的动力山电机带动油泉提供，其液 压油泉为叶片泉，其供汕量与油泉的转速成正比，当汕泉马达以50HZ恒速运转时，油泵的供油量是不变 的，所以称为定量泵。其系统图如下所示：图一油路系统原理图如图一所示：A1：油缸无杆腔活塞面积F：工作负载Q1：工作流M Pl： T.作压力Ap：比例调速阀两端的压力差Qy：比例溢流阀流量Pb：油泵压力,Qb：油泵流量Vb：油泉排量n：电动机转速如图一，该系统采用定量泵供
5、油，油泉转速n及油泉排量Vb都不可调，其油路中的各流录及压力分别为:油泵流量Qb=Vbxn为定值；油泉压力Pb山比例溢流阀设定；工作流MQ1山比例调速阀设定；工作压力P1=F/A1取决于工作负载F；一般的注般机的生产过程中有下面几个环节:锁模、射胶、熔胶、保压、冷却、开模。注塑机在不同工 序下需要的流量和压力不同，须依靠流量阀和压力阀调节不同工序所须的流量和压力，当工作所需流量较 小时，油泉供油景大于执行元件所需的油量，多余的处于高压状态下的液压油全部经溢流阀I可流，大最的 能最通过油的温升消耗掉。这样既加剧了各种阀门的磨损，又造成油温过高，而M为了降低油温，往往还 需要额外的冷却水循环，造成
6、能量的进一步浪费。所以一般定量泉注型机的改造用变频器来控制油泉马达 转速来调节流量，在规定的时间内泉出的油虽，刚好满足各个动作环节的需要，可以将溢流量控制在最小 状态，从而节约了能源2）变量泵注塑机目前，变量泉注塑机多采用比例变量泉作驱动元件，属于典型的容积式调速系统，相比传动定量泉注塑 机有较明显的节能效果。如图一该系统由负载敏感型比例变量柱塞泉、比例溢流阀、比例调速阀、压力 反馈阀、流量反馈阀等部分组成。图二油路系统原理图A1：油缸无杆腔活塞面积F：工作负载P1：工作压力Q1：工作流量AP：比例调速阀两端的压力差Pb：油泵压力Qb：油泵流量n：电动机转速工作原理（1）系统处于流量控制状态时
7、，油泉压力Pb大于工作压力PI且小于塑机设定压力，比例溢流阀将可 靠关闭。当负载变化时，Pb与P1之间的压力差AP会有相应波动，并使工作流量Q1发生变化。以上变化 通过流量、压力反馈阀传递给变量泉的调整活塞。活塞随之推动柱塞泉斜盘并改变汕泵排景，最终稳定泵 的输出流录Qb。山此看出，该系统实现了压力自适应控制，基本上没有溢流损失，但为了控制工作流量 Q1,调速阀上仍存在一定节流损失。（2）系统处于压力控制状态时，变量柱塞泉的斜盘倾角很小，仅有少量的液压油流过比例溢流阀，保 证形成一定的系统压力。通过改变比例溢流阀的输入信号，就可以得到相应的油泵输出压力。比起传统定 量泉注塑机，该控制方式在定程
8、度上减小了溢流损失。3、变量泵注塑机的节能原理山上iHj的介绍我们可以知道，变昂;泉注塑机与定量泉注塑机相比，减少大量的溢流损失，使得油泉电 机负载变轻，电流减小,处于轻载状态。变量泉注塑机是从液压元件的角度出发，挖掘油路上的节能改造 空间，从而提高了油路系统的工作效率。但受其控制方式限制，该系统不能完全消除节流、溢流损失。1）变量泉注塑机仍然有浪费的空间，从油泉上出来的油仍然要经过比例调速阀和比例溢流阀的的调节, 在阀门上仍然有一定的功率损失。2）油兔的电机速度依然不能调节，虽然比起定量泉其负载轻了很多，但和通过调节速度来调节油量相比, 显然前者要更耗能。特别是系统处于压力控制时，系统需要的
9、压力很大但是流量很小，的油泉电机的速度 不能调节。若汕泵的输出流量、输出压力、排量、转速分别表示为Q、P、Vb、n,则油泉的输出功率N用 公式表示为：N = Q*P = Vb*n*P注塑机是通过机械装置调整油泉排量vb的，显然其可调节的线性范围有限,不能实现零排量输出。a 任何情况下，电机都是全速运转，有很多无谓的能量损失。3）油泉电机的启动仍然是星三角启动，功率因素较低。4、微能公司节电系统微能公司是将矢量变频技术应用于注塑机电机驱动上，通过速度调节及压力PID闭环控制功能完成对注 塑机的精确控制。油路上将比例调速阀人为硬性的将流最调至最大并保持或者拆除，同时切断流量、压力 反馈阀对变量泉的
10、活塞的控制。改为矢量变频PID控制维持压力的恒定，自动实现了压力自适应控制，这 样系统从源头上消除油路中的节流及溢流能量损失，使注塑机获得最佳的节能效果。系统如下所示：工作原理：当油泵流最Qb接近或达到塑机的设定值时，汕路系统进入流量控制状态，变频器的输出频率与型机的 流量设定值成正比。在此过程中，油泉流景Qb=Vbxn始终与工作回路的需要相适应，无需比例阀调速， 也没有多余流景溢出，可从根本上消除节流及溢流能量损失。当油泉工作在压力状态下，如下图所示：变频器控制系统配备一块智能转换卡，变频器将通过压力传感携实时监控到这一压力变化，并与槊机的 压力设定值做比较。当它们差值很小时，变频器的智能转
11、换卡会及时将变频器切换到压力控制状态。，启 动PTD控制并通过PID功能保持系统压力恒定。此时，变频器的输出频率将与该压力差值成正比。因差值 很小，变频器的输出频率及电机转速将迅速降低，油泉仅维持很小的流量输出，以弥补油路中的各种泄漏 损失。电气系统图如下：工nfil示 工频$电源指示塞ttMffi示微能WIN-PSS-IV变频器为开环矢昂:方式，起动转矩大，0.5HZ可以达到150%的额定转矩：动态响应 快，阶跃转知响应时间小于200MS；稳速精度为0.5%。通过变频器的闭环矢录调速功能，变频注塑机的油 泉转速n可实现0到额定转速之间线性调节范围，尤其是在型机待机及无动作情况卜（如冷却阶段）
12、，电 机及油泉转速可降至0,基本无能耗损失。值得注意的是，油泉在低转速时的容积效率会下降，这在一定 程度上会影响了节电效果。对此，我们将会过提高变频器低频增益的方法来改善这种情况。而且,实际生 产中流量低于20%的情况是极少的，所以油泵转速也不可能出现过低的情况。5、成本及维护保养分析从我公司的在东莞某型胶厂一些的变量泉塑机节能改造实例来看，对锁模力120吨的卧式变量泉塑机进 行变频节能改造仍有20%的节电率。山此可见，变频注壁机的节电率要高于变景:泉注壁机，并对维护保养 分析如下：比较项目定量泵注塑机变量泵注塑机变频注塑机启动方式Y/启动，启动电流大 电机功率因数低 对电网及油路冲击大Y/启
13、动，启动电流大 电机功率因数低 对电网及机械冲击大变频软启动，启动电流小 改善电机功率因数 对电网及机械冲击小维修保养定最泵及通用比例阀 故障率低 维修成本低变量泉及配套比例阀 故障率中泵体维修费用高定量系、变频器及比例阀 故障率中维修费用中机械元件损耗电机、油泉始终全速运行 流量及压力供应过剩 机械元件损耗大电机、汕泉始终全速运行 油泉排量自适应调节 机械元件损耗中电机、汕泉变速及停止运 行加减速斜坡可调机械元件损耗小油温及冷却水液压油始终大量循环 油温高，冷却水消耗大液压油变摘循环油温中，冷却水消耗中液压油变晶:及停止循环油温低，冷却水消耗低 1平均噪音电机及油泉运行平稳 平均噪音中油泵有机械调节装置 平均噪音高电机软启动无动作时不转动 平均噪音低液压油成本对液压油要求低 更换频率低对液压油要求高 更换频率高对液压油要求低 史换频率低节电效果不节电节电小节电大6、结束语深圳市微能科技有限公司在多年的实践应用中积累了许多室贵经验，开发出在注型机械上变频器应用的 多种节能方案，此次又开发出变量泵注塑机变频节能专用变频器，必将引领型机节能改造的新潮流。参考文献：1.WIN.PSS.IV使用说明书
