某公司的注塑機(jī)屬于液壓傳動注塑機(jī)，液壓傳動系統(tǒng)中的動力由電機(jī)帶動油泵提供。在注塑周期過程中，注塑機(jī)在不同工序下需要的流量和壓力不同，必須依靠流量閥和壓力閥調(diào)節(jié)不同工序所須的流量和壓力。同時由于負(fù)荷變化很大，定量泵不可調(diào)節(jié)輸出功率，因此多余的能量在擋板，油路泄露，油的溫升中消耗，加劇了各種閥的磨損，又造成油溫過高，電機(jī)噪音過大，以及機(jī)械壽命縮短等現(xiàn)象。并且通常在設(shè)計(jì)電機(jī)的容量比實(shí)際需要高出很多，存在“大馬拉小車”的現(xiàn)象，造成電能的浪費(fèi)。因此節(jié)能在注塑機(jī)上的應(yīng)用，對于減少能源浪費(fèi)具有非常重要意義。
1、注塑機(jī)工作原理
該公司注塑機(jī)運(yùn)行過程分為以下步驟：鎖模→注射保壓→熔膠加料→冷卻定型→開模頂針。每一動作的完成都有時間、壓力、速度、位置等幾個參數(shù)的精妙配合，也就是說在某一位置的位移都有相應(yīng)的壓力和速度，且在不同的位置和時間內(nèi)其壓力和速度都是可變的。同時每一動作完成后發(fā)出終止信號傳送給程序控制器，程序控制器收到信號后才發(fā)出執(zhí)行下一動作的指令。
2、注塑機(jī)節(jié)能原理
傳統(tǒng)的注塑機(jī)是采用定量泵供油的，注塑過程的各個動作對速度、壓力的要求也不一樣，它是通過注塑機(jī)的比例閥采用溢流調(diào)節(jié)的方式將多余的油旁路流回油箱，在整個過程中，馬達(dá)的轉(zhuǎn)速是不變的，故供油量也是固定的，而由于執(zhí)行動作是間隙性的，也并不可能是滿負(fù)載的，因此定量供油就有很大的浪費(fèi)空間，據(jù)實(shí)測至少有50%左右。變頻節(jié)能正是針對這一浪費(fèi)空間，實(shí)時檢測來自注塑機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的比例壓力和比例流量信號，適時調(diào)整各個工況動作所需的馬達(dá)轉(zhuǎn)速(即流量調(diào)節(jié))，讓泵出的流量和壓力，滿足系統(tǒng)的需要，而在非動作狀態(tài)時（主要是在冷卻狀態(tài)），讓馬達(dá)低速運(yùn)行，這樣節(jié)能空間就進(jìn)一步地增大了，故對注塑機(jī)進(jìn)行變頻節(jié)能改造能夠帶來巨大的節(jié)能效果。
3、節(jié)能裝置的控制系統(tǒng)
我們采用無感變頻運(yùn)行技術(shù)（參考電氣原理圖），變頻器實(shí)時的檢測來自注塑機(jī)電腦板給出的壓力及流量信號，經(jīng)內(nèi)部處理后，輸出不同的頻率，調(diào)節(jié)馬達(dá)轉(zhuǎn)速，即：輸出功率與壓力和流量同步自動跟蹤控制，相當(dāng)于定量泵變成了節(jié)能型的變量泵，原液壓系統(tǒng)與整機(jī)運(yùn)行所需功率匹配，消除了原系統(tǒng)的高壓溢流能量的損失。可以大大減輕合模、開模的震動，穩(wěn)定生產(chǎn)工藝、提高產(chǎn)品質(zhì)量，減少機(jī)械故障，延長機(jī)器使用壽命，又能夠節(jié)約大量的電能。根據(jù)塑料制品和工藝要求的不同，其整體節(jié)能效果從35%至70%的范圍內(nèi)不等。同時與始終運(yùn)行在工頻轉(zhuǎn)速上的電機(jī)和油泵相比較，伴隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的降低，系統(tǒng)平均音量降低3-5分貝。減少3分貝的噪音可使實(shí)際噪音降低50%，因此工廠的環(huán)境和員工的勞動條件得到改善。
4、控制系統(tǒng)配置
注塑機(jī)專用變頻器37KW，專用控制柜（尺寸312*720*298），工變頻轉(zhuǎn)換中的低壓器件，隔離（濾波專用），工程附件等。
我們公司一臺久川節(jié)能柜在該公司生產(chǎn)某種塑料工件時，整個工藝周期約為52秒，經(jīng)現(xiàn)場測得其各工藝階段，所需時間和油泵電機(jī)負(fù)載電流如下：
鎖模/射臺前進(jìn)： 4.0秒 76A
射膠： 5.5秒 54A
保壓： 9.0秒 52A
冷卻： 29秒 53A（前9.3秒）
開模/射臺后退： 3.7秒 76A
由此可見該系統(tǒng)各工序油泵實(shí)際所需功率變化很大，特別是射膠、保壓和冷卻階段，設(shè)備所用的22KW油泵的電機(jī)利用率很低，電機(jī)空轉(zhuǎn)，其中有相當(dāng)部分的電能浪費(fèi)了。
根據(jù)注塑機(jī)這一工藝特性，我公司開發(fā)、研制出久川專用型節(jié)能柜，將定量泵液壓系統(tǒng)改變?yōu)樽冾l控制系統(tǒng)。這種變頻控制系統(tǒng)的運(yùn)行將隨工藝和工序要求，通過調(diào)節(jié)油泵電機(jī)轉(zhuǎn)速，自動調(diào)節(jié)控制液壓、油壓的流量，從而達(dá)到節(jié)能的效果，并具有比原控制系統(tǒng)保護(hù)功能更強(qiáng)、更安全、更可靠的諸多特點(diǎn)。具體情況如下所示：
1 減少注塑機(jī)用電量至少達(dá)30%以上，降低了生產(chǎn)成本。
2 工作環(huán)境噪音明顯減小，系統(tǒng)油溫大幅降低。
3 平滑軟起動，保護(hù)電機(jī)，延長使用壽命。
4 根據(jù)用戶的電網(wǎng)容量情況，可在變頻改造后適當(dāng)增容，節(jié)省了增容費(fèi)。
5 減輕開鎖模沖擊，延長機(jī)械和模具的使用壽命。
6 延長油路系統(tǒng)使用壽命，減少維修次數(shù)，節(jié)省大量維護(hù)費(fèi)用。
7 對電機(jī)具有過壓、過流、缺相等多種保護(hù)。
8 節(jié)能與工頻輕松切換，保證節(jié)能系統(tǒng)故障時不影響生產(chǎn)。
9 系統(tǒng)安裝簡便快捷，半個工作日完成。
5、節(jié)能效果分析
該公司注塑機(jī)油泵電動機(jī)為22kw，如果每天16小時開機(jī)，每月工作25天，電費(fèi)為0.73元/kw.h。按變頻改造后最低節(jié)能30%計(jì)算，則每月可節(jié)省電費(fèi)：22*16*25*0.73*30%=1927.2元人民幣/月。所有投資可于6個月內(nèi)通過電費(fèi)節(jié)省回收。
