易能EDS2800/2860系列變頻器注塑機節能改造上的應用

一、注塑機情況簡介：
近幾年我國經濟持續高速發展，能源問題越來越來成為各行業發展的摯肘，并且隨著能源價格的快速上漲，國內市場的激烈競爭，節能成為許多行業發展面臨的主要問題，特別是一些能耗比較大的行業如注塑機的行業等。
　　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，其液壓油泵為容積式油泵，分為兩種：定量泵和變量泵。其供油量只與油泵的轉速成正比，當油泵馬達以50HZ恒速運轉時，油泵的供油量是恒定的，稱為定量泵；其供油量不但與油泵的轉速成正比，還與油腔的大?。ㄓ颓豢梢哉{節）有關，當油泵馬達以50HZ恒速運轉時，油泵的供油量是隨腔體的變化而變化的，稱為變量泵。由于變量泵由于使用中存在一些問題需要解決，因此目前市場上最常用的是定量泵。下面主要以定量泵為例進行介紹。
一般的塑件的生產過程中有下面幾個環節：鎖模、射膠、熔膠、保壓、冷卻、開模。注塑機在不同工序下需要的流量和壓力不同，須依靠比例流量閥和比例壓力閥調節不同工序所須的流量和壓力，在某些過程，需要的壓力和流量不是最大值，油泵供油量大于執行元件所需的油量，多余的處于高壓狀態下的液壓油全部經溢流閥回流，大量的能量通過油的溫升消耗掉。這樣既加劇了各種閥門的磨損，又造成油溫過高，而且為了降低油溫，往往還需要額外的冷卻水循環，造成能量的進一步浪費。

二、變頻器節能的原理：
前面介紹說定量泵可以通過調節轉速來調節流量，使用變頻器來進行調節油泵馬達的轉速進而調節流量是目前最理想的節能調節方式。變頻器控制原理就是跟隨比例流量閥和比例壓力閥的信號，實時控制油泵馬達轉速來調節油量，滿足各個動作環節的需要，可以將溢流量控制在最小狀態，從而節約了能源。
　　利用注塑機本身的比例流量閥和比例壓力閥的電流信號來控制變頻器，使得變頻器自動跟蹤注塑機的工作狀態、工作壓力及流量。即通過變頻器準確地調節油泵的轉速，使油泵的實際供油量滿足塑機需要的工作流量，既滿足生產需要，又達到節能目的，。通常能達到油泵馬達節電30%—60%的效果。
　　因此推廣交流變頻調速裝置在注塑機上的應用，對于減少能源浪費具有重要意義。
三、節電原理分析
1、工藝過程節能分析
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--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，液壓傳動裝置主要由油泵、液壓控制閥、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、使用節電和市電前后對比

從上圖分析可知，安裝變頻節電裝置后，和原方式相比油泵的輸出功率在一個周期的各個時間段內均有不同程度的下降，特別是冷卻時段的輸出功率幾乎為零。圖中陰影面積相當于節省出來的電能。

四、目前注塑機行業變頻器使用存在的主要問題及對變頻器性能的要求：
　　自從認知了變頻器在注塑機行業改造后，近幾年在此行業不斷地進行了技術改造。但通過現場改造后，發現存在如下幾個方面的問題：
　　1、由于變頻器存在加、減速過程，導致注塑過程經常處于加、減速的過程中，注塑產品是一個對工藝比較敏感的過程，往往加速過程會使產品產生嚴重缺陷。所以要求加速過程要非?？?，即要求動態響應非?？欤駝t會造成成品率下降的情況。
　　2、變頻器控制的注塑機產品周期會有所加長，使得產能下降。這是目前很多變頻器在注塑機行業的技術瓶頸。要求變頻器有很好的動態響應特性。
　　3、注塑機在合模時需要很大的力，變頻器控制時經常會出現過流的情況，所以要求變頻器有強的過載能力。
　　4、變頻器作為一個干擾源經常對注塑機的溫度板、動作順序會有一定程度的干擾。要求變頻器一定要作抗干擾處理。
　　
五、易能注塑機變頻器介紹：
　　EDS2800系列和EDS2860系列變頻器是易能電氣推出的工程專用型高性能變頻器。實現了高轉矩、高精度的高性能調速要求。由于采用了獨創的電流矢量控制算法，輸出轉矩大，在瞬時過載能力為200％，150％的過載可以維持3分鐘，完全滿足了注塑機的工況要求。
本系列變頻器設計了專用的注塑機信號通道，可以直接輸入0～1A電流信號或0～10V電壓信號，方便客戶信號的處理，不需另外增加信號處理單元。
　　
六、易能變頻器用于注塑機時的線路圖：　　

從以上圖可以看出，使用易能變頻器在原有注塑機系統中，安裝簡單方便，非常適合在已經有的注塑機上進行節能改造。

七、易能變頻器在注塑機行業的技術優勢：
　　1、 注塑機專用變頻器為電流矢量方式，起動轉矩大，0.5HZ可以達到150%的額定轉矩；動態響應快，適合注塑機快速變化現場。
2、 變頻器模擬量輸入與對應頻率的對應關系可以設為折線式，可設置兩個拐點，便于滿足鎖模時所需要的強大的力。
　　3、 可直接接常受0～1A的電流信號和0～10V的電壓信號，可直接從比例流量閥獲取轉速控制信號，并且為兩路獨立信號，方便壓力和流量信號的疊加，特別適應比較特殊的場合。
4、采用兩路信號單獨隔離供電，保證了信號的安全性，減少了互相干擾。
5、為了適應客戶需要，特別設計生產注塑機一體化控制柜（EDS2860系列），內置了市電和節電轉換系統，在變頻器發生故障時，可以轉換到市電運行，不會影響正常生產。
6、EDS2860系列注塑機一體化控制柜，合理地結構設計，可以就近安裝在注塑機旁邊，不占用工廠內的空間；美觀的外形設計，和注塑機很好的融為一體。

八、注塑機使用變頻器時的注意事項：
　　變頻器的選型：在對變頻器的選型時應根據負荷的性質和要求來定。因注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，所以應選用高性能變頻器（如：EDS2080系列和EDS2860系列）?！　?BR> 變頻器容量的選擇：在選配變頻器容量前，應實測一下注塑機在各個工序過程中，油泵電機工頻狀態運行的最大負荷電流，作為選擇變頻器容量的依據。變頻器的額定電流最好為控制電機額定電流的1.1-1.5倍，且電壓等級與控制電機相符，對于易能注塑機專用型變頻器，由于其輸出轉矩較大，一般情況下不需要放大一個規格，可以根據功率進行匹配。
　　變頻器的安裝環境：因為塑膠廠環境溫度高，塑料粉塵多，因此節能裝置的柜體要設計合理，柜內變頻器周圍應留足夠的空間，保證良好的通風渠道，并加裝冷卻風扇以強迫風冷?，F場需安裝在通風良好，遠離熱源和塵埃多的地方。
　　變頻器對注塑機工作的干擾處理：變頻器的輸入和輸出電流中都會有一定量高次諧波成份，傳出來便形成了干擾注塑機正常工作的信號。應采取以下措施：
1、不要將變頻器的輸入、輸出電纜與變頻器的控制信號（包括其它設備的控制信號線）平行走或捆扎在一起；
2、在變頻器的輸入、輸出側加裝磁環（抗共模干擾零相電抗器）減小高次諧波電流，
　　3、變頻器的外殼和注塑機外殼都必須可靠接地
4、對于溫度干擾的，可以考慮單獨對溫度檢測進行