昆山淨江電子科技有限公司注塑機節能改造案例

淨江電子科技有限公司的注塑機屬於液壓傳動注塑機，液壓傳動系統中的動力由電機帶動油泵提供。在注塑週期過程中，注塑機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節不同工序所須的流量和壓力。同時由於負荷變化很大，定量泵不可調節輸出功率，因此多餘的能量在擋板，油路洩露，油的溫升中消耗，加劇了各種閥的磨損，又造成油溫過高，電機噪音過大，以及機械壽命縮短等現象。並且通常在設計電機的容量比實際需要高出很多，存在“大馬拉小車”的現象，造成電能的浪費。因此節能在注塑機上的應用，對於減少能源浪費具有非常重要意義。
1、注塑機工作原理
淨江電子科技有限公司注塑機運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、位置等幾個參數的精妙配合，也就是說在某一位置的位移都有相應的壓力和速度，且在不同的位置和時間內其壓力和速度都是可變的。同時每一動作完成後發出終止信號傳送給程序控制器，程序控制器收到信號後才發出執行下一動作的指令。

2、注塑機節能原理
傳統的注塑機是採用定量泵供油的，注塑過程的各個動作對速度、壓力的要求也不一樣，它是通過注塑機的比例閥採用溢流調節的方式將多餘的油旁路流回油箱，在整個過程中，馬達的轉速是不變的，故供油量也是固定的，而由於執行動作是間隙性的，也並不可能是滿負載的，因此定量供油就有很大的浪費空間，據實測至少有50%左右。變頻節能正是針對這一浪費空間，實時檢測來自注塑機數控系統的比例壓力和比例流量信號，適時調整各個工況動作所需的馬達轉速(即流量調節)，讓泵出的流量和壓力，滿足系統的需要，而在非動作狀態時（主要是在冷卻狀態），讓馬達低速運行，這樣節能空間就進一步地增大了，故對注塑機進行變頻節能改造能夠帶來巨大的節能效果。

3、節能裝置的控制系統
我們採用無感變頻運行技術（參考電氣原理圖），變頻器實時的檢測來自注塑機電腦板給出的壓力及流量信號，經內部處理後，輸出不同的頻率，調節馬達轉速，即：輸出功率與壓力和流量同步自動跟蹤控制，相當於定量泵變成了節能型的變量泵，原液壓系統與整機運行所需功率匹配，消除了原系統的高壓溢流能量的損失。可以大大減輕合模、開模的震動，穩定生產工藝、提高產品質量，減少機械故障，延長機器使用壽命，又能夠節約大量的電能。根據塑料製品和工藝要求的不同，其整體節能效果從35%至70%的範圍內不等。同時與始終運行在工頻轉速上的電機和油泵相比較，伴隨著電機轉速的降低，系統平均音量降低3-5分貝。減少3分貝的噪音可使實際噪音降低50%，因此工廠的環境和員工的勞動條件得到改善。

4、控制系統配置注塑機專用變頻器37KW，專用控制櫃（尺寸312*720*298），工變頻轉換中的低壓器件，隔離（濾波專用），工程附件等。

我們公司一台久川節能櫃在淨江電子科技有限公司生產某種塑料工件時，整個工藝週期約為52秒，經現場測得其各工藝階段，所需時間和油泵電機負載電流如下：

鎖模/射台前進： 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/射台後退： 3.7秒 76A

由此可見該系統各工序油泵實際所需功率變化很大，特別是射膠、保壓和冷卻階段，設備所用的22KW油泵的電機利用率很低，電機空轉，其中有相當部分的電能浪費了。

根據注塑機這一工藝特性，我公司開發、研製出久川專用型節能櫃，將定量泵液壓系統改變為變頻控制系統。這種變頻控制系統的運行將隨工藝和工序要求，通過調節油泵電機轉速，自動調節控制液壓、油壓的流量，從而達到節能的效果，並具有比原控制系統保護功能更強、更安全、更可靠的諸多特點。具體情況如下所示：

1 減少注塑機用電量至少達30%以上，降低了生產成本。

2工作環境噪音明顯減小，系統油溫大幅降低。

3平滑軟起動，保護電機，延長使用壽命。

4根據用戶的電網容量情況，可在變頻改造後適當增容，節省了增容費。

5減輕開鎖模衝擊，延長機械和模具的使用壽命。

6延長油路系統使用壽命，減少維修次數，節省大量維護費用。

7對電機具有過壓、過流、缺相等多種保護。

8 節能與工頻輕鬆切換，保證節能系統故障時不影響生產。

9系統安裝簡便快捷，半個工作日完成。

5、節能效果分析
注塑機油泵電動機為22kw，如果每天16小時開機，每月工作25天，電費為0.73元/kw.h。按變頻改造後最低節能30%計算，則每月可節省電費：22*16*25*0.73*30%=1927.2元人民幣/月。所有投資可於6個月內通過電費節省回收。

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