变频器在塑料机械上的应用

注塑机采用变频器节能改造报告，
一、 ，注塑机的工作性质为大幅度变载设备，尤其大部分时间工作在低负状况下，因此电机使用效率低，造成电能的浪费，增加企业的成本。注塑机电能浪费问题，一直困扰着国内塑胶生产企业，因此，我公司针对这一具体情况，专门研制了SAP500K注塑机专用变频器。它不仅拥有通用变频器的各种保护功能，而且增加了压力，流量等专门用于注塑机控制的信号采集板。它广泛适用于注塑机行业的节能改造，不仅节电效果良好，而且对注塑机生产工艺水平有较大的提高。
二、 注塑机工艺状况
注塑机是对各种塑料进行加热，融熔、搅拌、增压后，将塑料流
，体注入模具腔内，完成工件一次注塑成型的设备，它的工序过程基本相同的，大致可分为7个工序过程：锁模、射胶、熔胶、加料、冷却、开模、顶针，每一动作的完成都有时间、压力、速度、住置等几个参数的精妙配合，也就是说其某一位置的位移都有相应的压力和速度，且不同位置和时间内其压力和速度都是可变的。
我国自行生产的注塑料机一般都是由主机带动定量泵以恒压转速给系统提供额定流量及压力而整个注塑过程的负载是处于频繁而有规律的变化状态，如快慢速，高、低压锁模，一、二、三级射胶，一、二、三级保压，抽胶、熔胶、冷却、快慢开模等。多余的液压油通常是工控机给双比例阀相应的信号，通过溢流阀流回油箱，这部分能量损失是很大的可达30%~40%左右。
此外注塑机本身还有一些弱点，（1）注塑机动作内部有着十分剧列的突变过程：如锁模过程中，快速锁模—慢速成低压护模—高压高速锁模的工况突变就很剧烈，又如注射过程中，慢速注射—快速—慢速—快速—慢速的射胶过程工况也很剧烈，对机械的冲击很大影响了注塑机的寿命。（2）油路制动动作达不到设计的精度，油路制动的开闭取决于电磁阀，而电磁阀的动作又取决于过程控制器提供的电压和电流，因大多数注塑机都没有列循环控制，阀的开闭精度就会大打折扣，尤其是阀开闭在10%以下和90%以上时，动作的精度都是极差的。（3）执行动作的油缸本身有油封破损，有内泄现象，执行动作的可靠性和稳定性不高，
这是由于多数时间内，负载的实际耗油量均小于油泵的供油量，造成高压状态下的液油经溢流阀，比例阀等液压元件溢出。该溢流部分不仅末作任何有用功，而且产生热量，造成液油发热，即耗油，又有害。采用变频器的注塑机，就能很好的解决这些问题，既提高了整个注塑系统的精度和稳定性，减少了巨大的机械冲击，延长了系统使用寿命，又能够节约大量的电能。
三、 变频改造的特点
1、 主回路主油泵电机，采用我公司自主研发制造的SAP500K注塑机专用变频器，在保持原工频不变的情况下，进行变频器运行，即使变频器故障时，也不会影响生产，注塑机变频器柜自动对系统进行监控及报警，方便现场人员快速检修。
2、 注塑变频特点
a 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。
B采用先进的磁通矢量PWM正弦波控制技术，
C 低频运行特性好，低速钮矩输出可达200%额定转矩
D丰富的功能，如自动电压调整，自动转矩补、直流制动、瞬间停电再起动、过电压失速控制、过电流失速控制等。
E完善的保护功能，能保证任何故障情况下变频器和电机都不受损坏。的动态补偿功能。
F节能省电的zui优选择。
四、 注塑机采用变频改造的可行性
1、 贵厂注塑机的液压部分是采用比例阀控制定量泵，叫做回流调节法。无论系统处于流量控制还是压力控制状态，油泵的输出流量都有不会改变，仅通过改变比例阀的阀门开度来调整压力和速度，多余油通过阀门旁路循环回流，这样多余的机械能变为热能，不仅浪费了能量，而且造成油泵的温升很大，容易损坏液部分的阀及其密封件
2、 变频改造后，变频器可根据注塑机油泵负载周期性变化的特性，实时跟踪采集注塑机的压力信号或流量信号，根据实际需要不断的调整电机的转速来改变油泵的供油量，使电机在整个负荷变化的范围内功率消耗达到zui低值，没有多余的能量损失，会大大地降低油温，显而易见，采用调速控制来替代阀门调节是实现节电的有效途径。
五、注塑机节能改造技术方案
实现上述目的技术方案是：由空开、接触器、变频器、等组成主回路；开关、控制面板，信号采集板及变频器的CPU组成控制回路，其原理图如下：
控制开关至节电状态，时，KM1合变频器受控运行；控制开关至工频状态，注塑机工频运行。因为注塑机的速度压力调整是通过电磁流量比列阀或电磁压力比例阀改变，而电磁比例阀是通过比例电来控制。故根据注塑机在各个工作阶段中所需的油压大小和流量速度不同，从注塑机的压力电磁比例阀流量电磁比例阀取出0~1ADC的模拟电流信号，经信号采集板处理后转变为0~10VDC标准的模拟电压信号来控制变频器的输出频率，从而改变油泵电机的转速，来改变油泵输出流量Q，满足注塑机在各个工作阶段中所需的油压大小和流量速度，将传统的定量泵转变为变量泵，节能效率高达30%~64%。
六、注塑变频改造后的效果
具体以我公司在宁波所做15KW注塑机改造实例为参考：

列：工频运行与变频节电运行对比一览表。

g) 从上表中来分析，工频运行时平均一个小时用电量是10度；变频节能运行时平均一个小时用电量是5.2度，节电率48％，效率基本保持不变；
h) 每月节计算：浙江黄岩地区当地电费是0.82元每度，该塑料制品厂24小时连续生产，如果以每月工作30天计算。则有如下：
A 工频运行时=10*24*30*0.82=5904元
B 变频节电运行时=5.2*24*30*0.82=3070元
C .每月节约电费2834元。
D节电在40%以上 ，客户在半年左右即可收回成本。
具体

八、经注塑机变频改造后设备的特点
1、 因赛普注塑专用变频器的软起功能使注塑设备在启动时产生的大电流（电机采用Y/D启动，启动电流等于3~5倍的额定电流）和震动时得到缓冲，延长整机设备寿命，使油压系统更稳定准确，降低油温，延长密封件的使用周期，
2、 其动态补偿功能可使无功补偿近似为0，从而大大增大民电网的有功功率，减少无功损耗。并能自动跟踪负载变化使处于电机端电压，电流都处于zui小，zui大限度实现节能。
因此经变频器改造后的注塑设备具有以下特点
1节电效果明显：电机部分可达28%~65%
3、 延长整机设备寿命，使油压系统更稳定准确，软起动，避免设备的大电流冲击，降低油温，延长密封件的使用周期，
4、 操作方便：生产中不需要手动调控，且具有多种保护，简单，安全，方便。
5、 转换灵活，用户可任意进行工频到变频或变频到工频的切换