普傳科技變頻器在橡塑設(shè)備的節(jié)能改造方案

一． 注塑機概述

　　 半個世紀(jì)以來，塑料己成為工農(nóng)業(yè)和民用主要的材料之一。注塑機就是一種專用的塑料成型機械。它利用塑料的熱塑性，經(jīng)適當(dāng)加熱熔化后，加高壓快速流入模腔，經(jīng)一定時間保壓、冷卻，成為各種型材和塑料制品。在注塑機上推廣應(yīng)用變頻器可以實現(xiàn)節(jié)約電能，提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低油污染和噪聲污染，延長機器使用壽命等優(yōu)點。因此將逐步推廣使用。

　　 注塑機是對各種塑料（例如聚乙烯、聚丙烯）成型加工的主要設(shè)備，其工作原理是：通過對塑料顆粒在雙螺桿注塑機內(nèi)進行多段溫度加熱，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。

　　二． 定量泵注塑機的生產(chǎn)過程現(xiàn)狀

　　 注塑機、擠出機是塑膠行業(yè)的主要生產(chǎn)設(shè)備，同時也是主要的耗電設(shè)備，被人們稱為“電老虎”，其用電量占企業(yè)生產(chǎn)用電的80%左右。注塑機耗電大，一方面造成全社會電能的巨大浪費，另一方面造成企業(yè)生產(chǎn)成本居高不下，產(chǎn)品缺乏竟?fàn)巸?yōu)勢，嚴(yán)重影響企業(yè)的經(jīng)濟效益。

　　 注塑機的工藝過程一般分為鎖模、射膠、熔膠、保壓、冷卻、開模等幾個階段，各個階段需要不同的工作壓力和流量。對于油泵馬達(dá)而言，注塑過程是處于變化的負(fù)載狀態(tài)。在定量泵的液壓系統(tǒng)中，油泵馬達(dá)始終以恒定的轉(zhuǎn)速提供恒定的流量，多余的液壓油通過溢流閥回流，此過程稱為高壓節(jié)流。據(jù)統(tǒng)計高壓節(jié)流造成的能量損失高達(dá)25-50%。同時，由于液壓長期的全速循環(huán)流動，與液壓件、機械件的劇烈磨擦，造成油溫過高、噪音過大、機械壽命縮短的現(xiàn)象。

　　 在注塑機工序一個完整的過程中,各種型號的注塑機，它的工序過程是相同的，大致是五個工序過程（見圖1）。

圖1 注塑機生產(chǎn)工序流程圖

　　從圖1可知注塑機不同的工序過程中壓力和時間是這樣分布的：

　　（1）送模具過程：壓力低，時間較短。

　　（2）合模具過程：左右兩個模具相接直至完全閉合,壓力略高，時間不長。

　　（3）保壓過程：送料至模腔，直到成型，固化。壓力較高，時間較長，約占一件產(chǎn)品制造時間的40—60％。

　　（4）脫模具過程:加工成型,開啟模具,脫模，取出加工件。壓力略高,時間不長。

　　（5）退模具過程：加工件取出，模具后退原位，進行輔助工作后，待再次加工。壓力低，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(t)長短是各不相同的。由于加工件模具的復(fù)雜性,使用不同的塑料,一個加工件的總用料量,有否嵌件等有關(guān)。具體參數(shù)設(shè)定，一般由工程技術(shù)人員經(jīng)過測試后才能確定。

　　三． 注塑機節(jié)能的原理及可行性分析

　　 1.理論原理

　　油泵的輸出功率：pt=p*Qt=p*v*n (1)

　　油泵的理論轉(zhuǎn)矩： Tt=1/2π×p×V (2)

　　P為壓力,Qt為流量,V為油泵排量,n為油泵的轉(zhuǎn)速，將(2)式代入(1)式得：

　　Pt=2π×Tt×n (3)

　　如果忽略機械能到液壓能轉(zhuǎn)換過程中的能量損失，則可近似認(rèn)為油泵的輸出功率等于電機的輸出轉(zhuǎn)矩與電機轉(zhuǎn)速的乘積。因此可以看出，當(dāng)系統(tǒng)要求低流量時，系統(tǒng)需要的功率其實是非常低的。但是實際情況卻是，由于電動機始終運行在工頻50HZ狀態(tài)上，并不能根據(jù)實際的需求來降低其轉(zhuǎn)速，從而減小流量。因此多余的液壓油只能通過比例流量閥流回油箱，造成能源的白白浪費。

　　2、油泵變頻調(diào)速節(jié)電運行

　　 從圖1注塑機的P=f(t)工序過程中看出，在不同時間段，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。據(jù)統(tǒng)計，注塑機節(jié)電率一般可達(dá)25%-50%。眾所周知注塑機未使用變頻器時，主泵的電動機始終恒速運行，是極不經(jīng)濟的運行的方式。

　　 采用注塑機節(jié)電控制器，將控制比例流量閥的電流信號（0-1A），按每個生產(chǎn)工藝階段設(shè)定的流量比例，得到0-1A的比例信電表去打開電磁閥的比例開度，以提供系統(tǒng)所需的壓力。多余的流量通過溢流閥溢流掉。把比例流量信號連接到注塑機節(jié)電控制器作為驅(qū)動指令，控制油壓驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速，油泵只補充油路中所消耗的部份，油泵電機按比例指令運轉(zhuǎn)相應(yīng)轉(zhuǎn)速，輸出相應(yīng)的流量，以提供系統(tǒng)所需的壓力。即需要多少提供多少，在源頭上讓它不產(chǎn)生浪費。因此用變頻節(jié)電系統(tǒng)在注塑機的整過生產(chǎn)過程中都具有明顯的節(jié)電效果，從而能夠較大幅度節(jié)能省電，為用戶帶來可觀的經(jīng)濟效益。

　　四、合肥星通橡塑有限公司的現(xiàn)狀

　　 通過對合肥星通橡塑有限公司的了解和調(diào)研，貴公司擁有2800T、2000T、1450T、1200T、800T、500T、360T、250T、80T電腦注塑機系列，總的電機功率約1000千瓦，按照理論值約30%的節(jié)電率計算，如果按照所有機器全負(fù)荷運轉(zhuǎn)，其總體節(jié)能空間為每小時約200至300度電，其經(jīng)濟利益相當(dāng)可觀。

　　 為了驗證注塑機的節(jié)能空間，建議貴公司可以選用一臺80T的注塑機，通過接電表測算的方法，在工頻狀態(tài)下滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)每小時的平均耗電量，然后對此臺設(shè)備進行變頻節(jié)能改造，再測算出變頻節(jié)能狀態(tài)下的耗電量，通過比較數(shù)據(jù)，貴司即可看出改造的節(jié)能空間，效果顯著后再逐步實施其他各臺設(shè)備的節(jié)能改造。