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一、註塑機變頻器概述
註塑機專用型變頻器，是為各類使用定量泵的註塑機量身定制的一款專用型變頻器。科研人員仔細研

究瞭註塑機工作過程：在合模、鎖模、熔膠、噴膠、保壓、冷卻、開模等不同的階段，需要油泵提供的壓力、流量的不一樣的，而且，大多數廠傢所使用的油泵是定量泵，雖然使用瞭高壓節流技術，但還是存在能耗大、動作周期長、動作速度慢的特點。註塑機專用型變頻器采用在普通變頻器的基礎上加一塊註塑機專用控制板，或者是在變頻器的CPU裡麵內置一套專用程序的方式，避免瞭定量泵類註塑機的此類缺陷。








二、註塑機變頻器的應用范圍
各類使用定量泵的註塑機及其改造。

三、註塑機變頻器的特點
      3.1、節電率高：一般情況下，節電率可達25~60%。

　　3.2、減輕開鎖模震動，延長瞭模具的使用壽命；

　　3.3、系統發熱量明顯減小，油溫穩定，延長瞭液壓系統的使用壽命。

　　3.4、運行穩定，可以提高塑膠制品的品質。

　　3.5、軟啟動，延長瞭電機的使用壽命

四、註塑機變頻器的特點

4.1、調速方便

　　註塑機專用型變頻器的無級調速功能，就決定瞭加裝註塑機專用型變頻器之後，隻需要利用註塑機專用型變頻器上的電位器，或者是外接的電位器，就可以對註塑機的運行速度根據需要隨時進行調節，直到滿意為止。從這一點上，就可以看出，加裝註塑機專用型變頻器具有調速方便的優勢。

4.2、節能

　　註塑機節能效果主要與註塑工藝過程相關，很難做出一個準確的計算。根據權威統計數據：一般來講，加裝註塑機專用型變頻器之後，一個油泵電機的註塑機節能率在20%～50%之間，多個油泵電機的註塑機節能率在15%～30%之間。

4.3、適用范圍廣

　　無論是小型、中型，還是大型註塑機，其工作原理及工作過程都是一樣的，因此，都可以加裝註塑機專用型變頻器。

4.4、增加產品賣點

　　效益、環保是客戶永恒的追求。加裝註塑機專用型變頻器的註塑機，不僅減少瞭電機啟停對電網的沖擊，降低瞭對電源的污染，起到瞭環保的作用，同時，加裝註塑機專用型變頻器，還可以達到提高工作效率，節約的效果。這對廠商來講，無疑是一個非常棒的賣點。

4.5、間接效果

　　加裝瞭註塑機專用型變頻器之後，可以降低油泵的運行速度，進而降低減少瞭油泵的機械磨損，延長瞭油泵的使用壽命。因此，間接的經濟效益也不可小視。

五、註塑機加裝變頻器的意義

5.1、從註塑機的工作過程來看

　　現在，註塑機上使用最廣泛的一種油泵是定量泵，它的供油量是恒定的。但是，在註塑機工作過程中，所需要的流量和壓力是不斷變化的。定量泵改變壓力和流量，就是靠流量比例閥和壓力閥來調節的，多餘的油量經溢流閥流回油箱。這種狀況，一方麵是加劇瞭閥門和油泵的磨損，造成油溫升高，電機噪聲過大。因此，對定量泵的註塑機進行變頻調速改造，節約電能，提高經濟效率具有重要的意義。

5.2、從註塑機的設計角度來看

　　從註塑機的設計看，通常在設計時油泵都要留有餘量，一般考慮10%～15%，但油泵的系列是有限的，往往選不到合適的油泵型號時就往上靠，存在嚴重的“大馬拉小車“現象，造成電能的大量浪費。因此，對定量泵的註塑機進行變頻調速改造，節約電能，提高經濟效率具有重要的意義。

六、安裝註塑機專用型變頻器的解決方案
使用液壓系統的註塑機，有立式和臥式之分。

6.1、立式註塑機的解決方案

　　數十克的立式註塑機，油泵采用一個齒輪泵，電機的容量也較小，電器控制電路也較簡單。安裝時，將註塑機專用型變頻器直接接入電機的供電回路，再將流量比例閥的信號（0～1A），經變換為4～20mA信號送到變頻器的相應端口上，這樣，隨著加工過程的變化，液壓油的流量也在變化。一般來說，取相對值變化較大的流量信號做控制信號較好，控制信號變化對變頻器頻率調節的范圍大一些；而壓力信號相對值變化較小，對變頻器頻率調節的范圍小一些。如果變頻器頻率調節的范圍不能滿足工藝要求，可用變頻器的功能“頻率增益”來調整。註塑機專用變頻器就是在通用變頻器的基礎增加瞭0～1A信號轉換環節，使用起來更方便些。

6.2、臥式註塑機的改造方案

　　60克以上的都是臥式註塑機，60克～500克的註塑機，有的是一個油泵，也有的是二個油泵。一個油泵註塑機，安裝註塑機專用型變頻器的過程，和立式註塑機的改造是相同的：仍然是從流量比例閥取出0～1A的信號作為變頻器的速度調節信號，雖然速度調節信號是由液壓回路元件反饋到變頻器，但調節回路中沒有給定信號，因此控制還是屬於開環控制方式。也是因為節能的原因，大中型註塑機的油泵可能不止一個，如三菱850-MM,1300-MM,1800-MM,2000-MM註塑機均有三個油泵。對應註塑工藝流程，在合模階段，所需的系統壓力較低，這時隻有1#油泵工作，到鎖模階段所需的系統壓力較高時，2#油泵再投入工作，在噴膠階段所需的壓力最高，三臺油泵同時投入工作，脫模開模所需的壓力較低，再分別停止3#，2#油泵工作。隻要開機，1#油泵就一直運行。用三臺小油泵按不同的工藝階段間斷工作，比用一臺大泵一直在運行要節能。具有二個以上油泵的註塑機如何改造？這裡以三菱1800-MM註塑機的改造為例加以說明。三菱1800-MM註塑機有三個45KW油泵電機，用一臺變頻器驅動1#油泵電機，變頻器的調節信號取自註塑機流量比例閥，這樣，此變頻器的頻率就隨註塑機液壓油的流量的改變而變化。另外二個油泵電機，可以分別用二臺變頻器驅動。不過這二臺變頻器對電機不進行調速，隻作兩位式的控制，即起動和停止。控制變頻器的起動和停止信號，取自於原來該油泵電機的起動和停止信號。變頻器的上限頻率設定在50Hz以下，具體設定值與加工的工件尺寸，材料，料筒的溫度等因素有關。如果變頻器運行頻率低於50Hz，就可以節能。實際上，註塑機設計時都留有餘量，加工工件尺寸，材料的變化所需的油壓也要隨之變化。如果噴膠的壓力過大而鎖模力不足，會使工件出現飛邊；若噴膠力不足，模具腔內塑料會註不滿，工件報廢；保壓力不足時，工件中塑料比較厚的地方會出現收縮。

七、安裝註塑機專用型變頻器的註意事項

7.1、註塑機變頻器的選型

　　註塑機的負載性質是恒轉矩類，機械特性較硬，動態特性要求較高，所以應選用註塑機專用變頻器。註塑機專用變頻器是在通用變頻器的基礎上增加瞭0～1A信號轉換環節，提高瞭使用性能。考慮到註塑工藝各階段的時間有一定要求，變頻器的加速和減速時間要短，一般為1秒，所以變頻器的容量就要適當加大。

7.2、要有備用系統

　　註塑機安裝註塑機專用型變頻器之後，應該有的工頻起動回路作為備用，這樣一旦註塑機專用型變頻器有故障，還能用工頻起動油泵電機繼續運行，以減少因註塑機專用型變頻器發生故障帶來的經濟損失。

7.3、註塑機變頻器信號提取點

　　取雙比例閥的流量信號（0～1A），經變換為4～20m的信號送到變頻器的相應端口上。流量信號取相對值較大的作為控制信號，以擴大調節范圍。壓力信號相對值變化較小，對變頻器頻率的調節范圍小一點。如果變頻器的調節范圍不能滿足成形工藝的需要，可用變頻器的“頻率增益”功能來調整。

7.4、調試前註意事項

　　安裝註塑機專用型變頻器比較簡單，但在改造前應詳細瞭解註塑機工況，熟悉註塑機工藝流程，調試時應註意以下事項:仔細觀察註塑機工頻運行是否正常，油泵馬達是否經常處於過載狀態；根據註塑機的模具及註塑工藝觀察註塑機節電改造的潛能；控制信號線路註意正負極性不要接反；信號線與主回路線要分開佈線等。

7.5、註塑機型變頻器對數字機表的乾擾

　　現在註塑機上廣泛使用是交-直-交變頻器，其輸出電流中含有諧波成分，可能會對註塑機產生乾擾，最易受乾擾的是溫度控制機表，因此，安裝變頻器應做好抗乾擾措施。變頻器需加裝輸入和輸出電抗器或高頻磁環等；引入變頻器的控制線要作屏蔽處理；機殼要可靠接地；不要使變頻器的輸入輸出電纜與變頻器的控制信號線平行或捆綁在一起；變頻器安裝在註塑機內部時，特別要關註通風散熱。


八、調試常見問題及處理方法

由於註塑機工藝的特殊性，在安裝註塑機專用型變頻器的過程中，會遇到各種故障，以下為在安裝註塑機變頻的過程中常遇到的問題及處理方法。

8.1、註塑機變頻器頻率無變化

　　由於變頻器采用註塑機閥控電流信號進行調速，變頻器運行後出現頻率顯示為0.0（有的變頻器顯示為0）現象，其主要原因為信號極性接反;信號取錯;信號接線端口與參數設定不符;註塑機輔助電源故障等，出現這種故障應先查明註塑機閥控制的類別是電流信號、電壓信號還是脈沖控制信號（部分機型），及信號正負極性是否與變頻器控制端子對應。

8.2、油泵噪音大

　　註塑機專用型變頻器運行後有些註塑機會發出異常的噪音，這時應判斷噪聲源在何處，是來自電機還是油泵，若為油泵的噪音則可能原因有:註塑機液壓油過少，有空氣吸入；註塑機濾油器或油路阻塞；註塑機油泵葉片磨損較嚴重；遇到以情況應先檢查註塑機油泵，排除故障後方可運行，另外當註塑處於低速高壓工作狀態時，也會出現油泵噪音異常情況，這時適當提高速度信號。

上海聯喜機電設備有限公司註塑機變頻器在註塑機中的應用:
註塑機工作原理：

　　電動機帶動油泵從油箱吸油並加壓輸出，經各種控制閥控制油的壓力、流量和方向，以保證工作機構以一定的力(或扭矩)和一定的速度按所要求的方向運動。從而實現註塑的各過程。

　　耗能所在：

　　定量泵註塑機油泵速度不可調 ，多餘的油經溢流排入油箱。

　　傳統定量泵註塑機通常在需要改變負載流量和壓力時，用閥門調節，這時輸入功率變化不大，大量能量以壓力差的形式損耗在閥門上，產生溢流。         變頻器可根據註塑機當前的工作狀態，如鎖模、噴膠、熔膠、開模、頂針等階段以及壓力和速度的設定要求，自動調節油泵的轉速，調節油泵供油量，使油泵實際供油量與註塑機實際負載流量在任何工作階段均能保持一致，使電機在整個變化的負荷范圍內的能量消耗達到所需的最小程度，徹底消除瞭溢流現象，並確保電機平穩、精確地運行。

　　根據註塑機的工藝過程，畫出系統油壓P與時間t的關系圖如下圖：

　　由圖可見，合模和脫模，開模系統所需油壓較低，且時間較短；而噴膠，保壓，冷卻系統所需油壓較高，且時間較長，一般為一個工作周期的40%~60%，時間的長短與加工工件有關；間歇期更短，這也與加工工件的情況有關，有時可以不要間歇期。以上的圖隻是一種簡單的近似表示，實際上，如果噴膠的螺桿用油馬達驅動，噴膠時的系統油壓會高一些。註塑機加工工件的重量，從數十克到數萬克不等，最大註塑機已到92000克。因此，註塑機就有中，小型和大型之分，加工數十克的小工件和加工數千克的大工件一個周期的時間也是不相同的；就是對同一臺註塑機，加工工件的原料不同，各段工藝流程中所需的壓力和時間也是變化的。這些工藝參數的設定，是由現場技術員根據經驗數據和試驗的情況制定的。

　　從上圖可見，一個周期工作流程中，負載的變化導致系統壓力變化比較大，但油泵仍在50Hz運行，其供油量是恒定不變的，多餘的液壓油經溢流閥流回油箱，做無用功，白白地浪費瞭電能。對油泵進行變頻調速，將定量泵改變為類似變量泵的特性。系統所需壓力較高時，油泵電機50Hz運行，所需壓力較小時，變頻器降頻運行。電機輸出的軸功率與油泵的出口壓力和流量的乘積正比，油泵電機轉速降低後，輸出軸功率降低，就可以達到有效節能，一般節電率在20%~50%。

　　使用變頻器同時可使註塑機油泵電機實現軟起動，提高電機的功率因數COS￠，動態調整註塑機馬達的輸出功率等達到節能的目的。

　　1、改造前

　　註塑機的耗電量與馬達性能、模具、原料等各種工況密切相關。依我們改造的經驗，負載率在60%左右，即市電運行實耗功率按油泵馬達功率的55%。故改造前該機油泵馬達每小時的耗電量為：

　　45KW　X　55%　＝　24.75（度/小時）

　　電費計價￥0.85元/度，使用時間按每月30天,每天20小時，則每月註塑機油泵馬達部分的電費約為：

　　24.75度/小時X30天X20小時X ￥0.85元/度＝￥12,622.5元/月

　　2、改造後

　　改造後註塑機的節電率按平均30%核算，則每月回收效益為:￥12,622.5 X 30% =
￥3,786元/月年回收效益為:￥3,786元/月 X 12月 = ￥45,432元

　　以上僅為舉例說明，具體數據以貴司試機實測數據為準。

　　一般情況下，貴司所有投資可於6～10個月內通過電費節省回收。(回收期與貴司的開機率相關)

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