普傳變頻器在注塑機上的應(yīng)用

注塑機是對各種塑料進(jìn)行加熱、融熔、攪拌、增壓后，將塑料流體注入模具控內(nèi)，完成工件一次注塑成型的設(shè)備。它的工序過程基本是相同的，每一個工序都需要不同的壓力和流量，也就是說被加工的工件不都是在zui大壓力或流量下工作的，傳統(tǒng)方式其壓力和流量是靠壓力比例閥和流量比例閥來調(diào)節(jié)的。而油泵電機在恒速運轉(zhuǎn)，造成能量的浪費。若用變頻器來調(diào)節(jié)電機 （油泵）的轉(zhuǎn)速，實時滿足壓力和流量的需求，這樣既經(jīng)濟(jì)又實用。有關(guān)單位已成功地使用我公司普傳變頻器改造了的注塑機，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，因此用變頻器改造注塑機節(jié)能是值得向廣大用戶推廣的。根據(jù)實際經(jīng)驗，屬中、小型注塑機用變頻器改造后的節(jié)電率一般在20%～60%.

一、 注塑機概述

*，注塑機是對各種塑料（例聚乙烯、聚丙烯）成型加工的主要設(shè)備，通過對塑料顆粒在雙螺桿注塑機內(nèi)進(jìn)行多段溫度加熱，在熔融攪拌增壓后將流體料注入模具腔內(nèi)，完成成型加工的。浙江省是我國電力嚴(yán)重緊缺的省份之一，尤其夏季更是捉襟見肘，而注塑機又遍布省內(nèi)各地，節(jié)電勢在必行，我公司與寧波代理商合作，對寧波地區(qū)某公司注塑機現(xiàn)場進(jìn)行了變頻改造，總裝機容量400多KW，二十幾臺注塑機。其中，單機zui大容量37KW，現(xiàn)已投產(chǎn)使用達(dá)一年之久，工作正常，節(jié)電率平均達(dá)30%以上。同時，工作環(huán)境噪音明顯減少，系統(tǒng)油溫大幅下降；平滑軟起動，保護(hù)電機，延長使用壽命；減輕開鎖模沖擊，延長機械和模具的使用壽命；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)費用；對電機具有過壓、過流、缺相等多種保護(hù)；變頻與工頻隨意切換，保證變頻故障時不影響生產(chǎn)；系統(tǒng)安裝簡便快捷。深受用戶好評。鑒于上述優(yōu)點，說明應(yīng)用變頻器對注塑機實行節(jié)能技術(shù)改造是正確的有效的，值得向大家推廣。

二、注塑機工序過程

 不論大、中、小型注塑機，分析它的工序過程是相同的，大致是五個工序過程，見圖1。

從圖1可知注塑機工序過程是：

①送模具過程，需低壓力，時間較短。

②合模具過程，左右兩個模具相接，直至*閉合，需略高壓力，時間不長。

③射膠、保壓、冷卻過程，送料至模腔，直到成型，固化完需較高壓力，時間長約占40-60%。

④脫模具過程，加工成型，可開啟模具，到脫模完，可取出加工件，時間不長，壓力略高。

⑤退模具過程，加工件取出，模具后退原位，進(jìn)行輔助工作后，待再次加工，這時需低壓力，時間較短。

對同一臺注塑機，加工不同的塑料件，其壓力（p）與時間長短是各不相同的。它與加工件的型體復(fù)雜性，使用何種塑料，一個加工件的總料量，有否嵌件等有關(guān)，具體參數(shù)設(shè)定，一般由工藝技術(shù)人員給出的，并經(jīng)試驗加工后，zui后定案的。

三、 注塑機節(jié)能的可能性分析

從圖1注塑機的P=f（t）工序過程中看出，隨著不同時間段，它的主油泵壓力是變化的，而且起伏較大，這就存在節(jié)能的可能性，且潛力較大，所以注塑機節(jié)電率可達(dá)20%-50%，甚至更大些。在未使用變頻器的注塑機，其主泵壓力調(diào)整是靠壓力卸荷來調(diào)節(jié)傍路油路的開度，來實現(xiàn)調(diào)節(jié)壓力的方式，這種主泵調(diào)壓力的方式，對主泵的電動機轉(zhuǎn)速不變，依傍路閥門開度來調(diào)節(jié)壓力，實踐證明節(jié)能是很小的，還有一種使用變量泵的注塑機，節(jié)能效果達(dá)百分之十幾，但設(shè)備維護(hù)成本較高，泵容易損壞，因此也不是經(jīng)濟(jì)的運行的方式，采用變頻器調(diào)速來調(diào)節(jié)主泵的轉(zhuǎn)速，從而改變流量和壓力是較經(jīng)濟(jì)的運行方式（這時閥門的開度要全開100%），這就是注塑機主泵采用變頻器的原因所在，從而有較大幅度節(jié)電的道理，至于模具移動的動力源也是液壓的，它有二種方法：

①另配一臺小功率的低壓油泵。

② 由主泵分路經(jīng)減壓閥作動力源

又關(guān)于各段時間的定位控制，常見的有四種方法：

① 依靠移動平臺的滑桿，用行程直接點開關(guān)（小型的）

② 依靠時繼電器定時控制（中型的）

③ 依靠單片機或PLC控制（大型的），我公司的方案即如此。

④ 利用變頻器本身多段速度與時間的控制（小、中型的）。

四、我公司對注塑機變頻改造方案特點

（1）選用普傳PI7000Z系列變頻器，過載能力強，具流量、壓力雙反饋信號接口，按注塑工藝要求，取雙信和疊加來控制主油泵電機速度。經(jīng)一年來使用，證明變頻器的性能良好，工作可靠，節(jié)電率高，主電路采用工頻-變頻二套電源供電方式，以確保不間斷的工作。見下圖

（2）控制電路簡單 目前變頻器在注塑機上的應(yīng)用不僅是一臺變頻器對一臺電動機的簡單運行方式，大型注塑機還有多泵集中控制方式，在實際使用中必須注意：

（I） 要充分了解所選用變頻器的技術(shù)性能、使用要求、內(nèi)部功能并充分發(fā)揮其特長。

（II） 要充分了解被使用設(shè)備的工藝要求、技術(shù)性、使用要求包括負(fù)荷等。

（III） 要充分了解被使有用設(shè)備的現(xiàn)有控制電路，液壓油路、各種附件的功能以不變或zui少更動原有設(shè)備的零部件為原則，如何巧妙取得控制信號，實現(xiàn)現(xiàn)有設(shè)備與變頻器的zui簡單的結(jié)合是十分重要的。還要考慮環(huán)境、操作簡便、易于維護(hù)等因素。

注塑機的控制采用電腦板（單片機），其壓力設(shè)定，時序設(shè)定可按工藝條件人為給定，利用的電腦板輸出電量值，控制壓力比例調(diào)節(jié)閥，從而調(diào)節(jié)主油泵的壓力大小。它的輸出是個線性的電流mA量值，經(jīng)電流轉(zhuǎn)換器變成4-20MA，直接接入到變頻器控制輸入端，從而改變變頻器的輸出頻率，也即就改變了主油泵電動機的轉(zhuǎn)速達(dá)到調(diào)壓、節(jié)電雙重作用。控制方案特點：簡便可靠、不需更改原電路、調(diào)節(jié)方便、控制。

（3）應(yīng)注意的問題： 變頻器有時會對注塑機的溫度控制造成諧波干擾，應(yīng)采取一定措施，如，保證設(shè)備良好接地；變頻器的輸入、輸出線繞磁環(huán)后再結(jié)入；對注塑機的控制電源采取隔離等。

【結(jié)論】采用變頻器改造注塑機，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，值得推廣。