大型注塑機(jī)上應(yīng)用佳靈變頻器節(jié)能改造

1. 注塑機(jī)概述
眾所周知，注塑機(jī)是對各種塑料（例聚乙烯、聚丙烯）成型加工的主要設(shè)備，通過對塑料顆粒在雙螺桿注塑機(jī)內(nèi)進(jìn)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。我公司與廣州市科盈自動化設(shè)備有限公司合作，對廣東省最大一臺注塑機(jī)——南海南莊永豐塑料五金廠四臺主泵75KW大型注塑機(jī)（由東莞東華機(jī)械有限公司制造）進(jìn)行了變頻改造，該機(jī)最大壓力可達(dá)2500噸，最大投料量可達(dá)16000克，約2.5-3分鐘生產(chǎn)一個中、大型貨物框或桶的成型加工。這是華南地區(qū)首臺大型注塑機(jī)進(jìn)行的應(yīng)用變頻器的技術(shù)改造成功的典范，并已投產(chǎn)使用達(dá)半年之久，工作正常，節(jié)電率平均達(dá)20%以上，深受用戶好評，該單位還有6臺注塑機(jī)也有使用變頻器進(jìn)行技術(shù)改造的愿望。通過上例說明應(yīng)用變頻器對大型注塑機(jī)實行節(jié)能的技術(shù)改造方案是正確的有效的，值得向大家推薦。

2、注塑機(jī)工序過程
不論大、中、小型注塑機(jī)，分析它的工序過程是相同的，大致是五個工序過程，見圖1。

從圖1可知注塑機(jī)工序過程是：
①送模具過程，需低壓力，時間較短。
②合模具過程，左右兩個模具相接，直至完全閉合，需略高壓力，時間不長。
③保壓過程，送料至模腔，直到成型，固化完需較高壓力，時間長約占40-60%。
④脫模具過程，加工成型，可開啟模具，到脫模完，可取出加工件，時間不長，壓力略高。
⑤退模具過程，加工件取出，模具后退原位，進(jìn)行輔助工作后，待再次加工，這時需低壓力，時間較短。
對同一臺注塑機(jī)，加工不同的塑料件進(jìn)，其壓力（p）與時間長短是各不相同的。它與加工件的型體復(fù)雜性，使用何種塑料，一個加工件的總料量，有否嵌件等有關(guān)，具體參數(shù)設(shè)定，一般由工藝技術(shù)人員給出的，并經(jīng)試驗加工后，最后定案的。

3 注塑機(jī)節(jié)能的可能性分析
從圖1注塑機(jī)的P=f（t）工序過程中看出，隨著不同時間段，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，所以注塑機(jī)節(jié)電率可達(dá)20%-30%，甚至更大些。在未使用變頻器的注塑機(jī)，其主泵壓力調(diào)整是靠壓力卸荷來調(diào)節(jié)傍路油路的開度，來實現(xiàn)調(diào)節(jié)壓力的方式，這種主泵調(diào)壓力的方式，對主泵的電動機(jī)轉(zhuǎn)速不變，依傍路閥門開度來調(diào)節(jié)壓力，實踐證明節(jié)能是很小的，因此是不經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行的方式，采用變頻器調(diào)速來調(diào)節(jié)主泵的轉(zhuǎn)速，從而改變流量和壓力是經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行方式（這時閥門的開度要全開100%），這就是注塑機(jī)主泵采用變頻器的原因所在，從而有較大幅度節(jié)電的道理，至于模具移動的動力源也是液壓的，它有二種方法：
①另配一臺小功率的低壓油泵。
② 由主泵分路經(jīng)減壓閥作動力源
又關(guān)于各段時間的定位控制，常見的有四種方法：
① 依靠移動平臺的滑桿，用行程直接點開關(guān)（小型的）
② 依靠時繼電器定時控制（中型的）
③ 依靠單片機(jī)或PLC控制（大型的），我公司的方案即如此。
④ 利用變頻器本身多段速度與時間的控制（小、中型的）。

4 我公司對大型注塑機(jī)技改方案特點
（1）主電路及變頻器——主油泵75KW選用成都佳靈電氣制造有限公司JP6C-T9-75KW變頻器四臺，經(jīng)半年來使用，證明變頻器的性能良好，工作可靠，節(jié)電率高，主電路采用工頻-變頻二套電源供電方式，以確保不間斷的工作。見圖2：

圖 2

（2）控制電路簡述 目前變頻器的應(yīng)用不僅是一臺變頻器對一臺電動機(jī)的簡單運(yùn)行方式，隨著變頻器在各行各業(yè)的應(yīng)用擴(kuò)大，在實際使用中必須注意的是：
（I） 要充分了解所選用變頻器的技術(shù)性能、使用要求、內(nèi)部功能并充分發(fā)揮其特長。
（II） 要充分了解被使用設(shè)備的工藝要求、技術(shù)性、使用要求包括負(fù)荷等。
（III） 要充分了解被使有用設(shè)備的現(xiàn)有控制電路，液壓油路、各種附件的功能以不變或更動原有設(shè)備的零部件為原則，如何巧妙取得控制信號，實現(xiàn)現(xiàn)在設(shè)備與變頻器的最簡單的結(jié)合是十分重要的。我們采用方案的原理框圖見圖3：

圖 3

簡述如下：注塑機(jī)的控制采用彈片機(jī)，其壓力設(shè)定，時序設(shè)定可按工藝條件人為給定，利用單片機(jī)的輸出電量值，控制壓力比例調(diào)節(jié)閥，從而調(diào)節(jié)主油泵的壓力大小。它的輸出是個線性的電流MA量值，經(jīng)電流量程標(biāo)準(zhǔn)器變成4-20MA，直接加壓到變頻器輸入端，從而改變變頻器的輸出頻率，隨即就改變了主油泵電動機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到調(diào)壓、節(jié)電雙重作用。 控制方案特點：簡便可靠、不需更改、調(diào)節(jié)方便、控制精確。

（3）應(yīng)注意的問題： 南海永豐塑料五金廠最早選用的是其它品牌的變頻器和電路設(shè)計，屢試不成，變頻器還是經(jīng)賞燒壞，影響其生產(chǎn)，后采用我公司提供的設(shè)計方案和變頻器，遂改造成功。這說明，變頻器的造型和相適應(yīng)的電路設(shè)計是注塑機(jī)節(jié)能改造的關(guān)鍵所在，也是用戶進(jìn)行注塑機(jī)改造成應(yīng)注意的問題。

總之，對大型注塑機(jī)應(yīng)用變頻器后，對主油泵電動機(jī)可實現(xiàn)較大幅度節(jié)電是行之有效的。