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變頻器在注塑機上的應用

一、序言對于塑料制品行業來說, 電耗是其生產成本的主要部分,而注塑機是塑料制品廠的主要能耗設備之一,因此降低注塑機的能耗成為注塑行業降低成本,提 高產品競爭力的有效途徑。目前絕大多數的注塑機都屬于液壓傳動注塑機,液壓傳動系統中的動力由電機帶動油泵提供,在注塑周期的過程中,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。液壓系統的負荷變化很大,由于定量泵不可調節輸出功率,因此多余的能量只能 在擋板,油路泄露,油的升中消耗掉。這樣既加劇了各種閥門的磨損,又造成油溫過高,電機噪音過大,以及機械壽命縮短等現象。并且通常在設計中, 用戶油泵 電機設計的電容比實際需要高出很多, 存在"大馬拉小車"的現象,造成電能的大量浪費。因此推廣交流變頻器調速裝置在注塑機上應用,對于減少能源浪費具有 重要意義。


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二、調速節能裝置的節能原理


1,變頻節能由流體力學可知,p(功率)=h(壓力),流量q與轉速n的一次方成正比,壓力h與轉速n的平方成正比,功率p與 轉速n的立方成正比,q/q=n/n,h/h=n/n式中:q——油泵的額定流量,h——油泵的額定壓力,p——油泵電機的額定功率,n油泵電機的額定轉速。由 上述公式可知,如果油泵的功率一定,當要求調節流量Q下降時,轉速n可成比例下降,此時油泵的軸輸出功率p是成立方關系下降,即油泵電機耗電功率9與其轉 速n近似成立方關系。例如:某注塑機油泵電機額定功率為55KW,則當轉速下降到原轉速的4/5時,其耗電量為28.16KW,省電48.8%;當轉速下 降到原轉速的1/2時,其耗電量僅用6.875KW,省電87.5%


2,動態功率因數補償節能無功率不但增加線損和設備的發熱,更主要的是因為功率因數 的降低導致電網的有功功率的降低。由公式S=P+Q, Q=S*SINфP=S*COSф ,其中:S——視在功率,Q——無功功率,P——有功功率,cosф 功功率因數。可知。當cosф越大,有功功率P越大。普通定量泵注塑機cosф值在0.6——0.8之間,而使用變頻器調速節能控制裝置后, 由于變頻器內 濾波電容的作用,使得cosф≈1,從而減小了無功損耗,增大了電網的有功功率。


3,軟啟動節能由于電機為直接啟動或Y/D啟動,啟動電流等于(3——7) 倍額定電流,這樣會對電機設備和供電電網造成嚴重的沖擊,而且還會對電網量要求過高,啟動時產生的大電流和震動時對設備的使用壽命極為不利,而使用變頻器 節能裝置后,利用變頻器的軟啟動功能將使啟動電流從零開始,不超過額定電流,減輕了對電網的沖擊和對電容量的要求,延長了設備和模具的使用壽命。


三、塑機節能改造原理


1,注塑機成型的工藝過程注塑機主要用于熱塑料的成型加工。注塑機成型工藝是一個按照預定的周期性動作過程,即以合模等—射嘴 前進—射膠—保壓—溶膠,冷卻——開模—頂出制品—頂桿退回—合模等加工工序達到某件產品成型。注塑機通常采用減液壓傳動,其結構包含注射裝置,開合模裝 置,液壓傳動裝置和電氣控制裝置,后者的作用是保證注塑機按工藝過程以預完定每個工序的要求(壓力,速度,溫度,時間,位置)和動作程序準確有效地工作。 在傳統的注塑機中,液壓傳動裝置主要出油泵,液壓控制,壓力電磁比例閥,流量電磁比例閥,各種不同的動作油缸,油泵電機及其它液壓附件和管道組成,其中, 油泵是定量油泵,電動機通常提供額定功率和轉速,油泵將電動機所輸入的機械能轉變為壓力能,然后向液壓系統的液壓元件輸送具有一定壓力和流量的液壓油,滿足液壓執行機構驅動負載所需能量的要求。


2,變頻器調速節能裝置的控制系統根據注塑機的工藝要求,利用注塑機電腦的同步控制信號及電氣控制,從注塑機的壓 力電磁比例閥和流量電磁比例閥分別取出0——1ADC的模擬電流信號,直接加在變頻器專用的輸入端,從而改變變頻器的輸出頻率,即改變油泵電機的轉速,來改變油泵電機的輸出流量Q,滿足注塑機在各個工序中所需的油泵壓力大小和流量速度,將傳統的定量泵轉變為量泵。

 


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