传统液压注塑机的变频节能改造技术

采用注塑机伺服系统的注塑机，系统压力、流量双闭环，液压系统按照实际需要的流量和压力来供油，克服了普通定量泵系统高压溢流产生的高能耗，在预塑、合模、射胶等高流量工作阶段电机按照设定的转速工作，在保压、冷却等低流量工作阶段降低了电机转速，油泵电机实际能耗降低了35%--75%的

随着我国经济的持续发展，能源问题越来越成为了发展的瓶颈。近期国家也将节能降耗作为一项非常重要的工作来抓，节能成为当前热门的话题。特别是一些能耗比较大的行业如注塑机、空压机等行业，成为了节能事业关注的焦点。

目前我国正在应用的及新生产的绝大多数的注塑机都属于液压传动注塑机。液压传动系统中的动力由电机带动油泵提供，液压油泵为容积式油泵，其供油量与油泵的转速成正比，当油泵马达以50 Hz恒速运转时，油泵的供油量是不变的，所以称为定量泵。

一般塑件的生产过程有下面几个环节:锁模、射胶、熔胶、保压、冷却、开模。注塑机在不同工序下需要的流量和压力不同，须依靠流量阀和压力阀调节不同工序所需的流量和压力。当工作所需流量较小时，油泵供油量大于执行元件所需的油量，多余的处于高压状态下的液压油全部经溢流阀回流，大量的能量通过油的温升消耗掉。这样既加剧了各种阀门的磨损，又造成油温过高，而且为了降低油温，往往还需要配额外的冷却水循环系统，造成能量的进一步浪费。合理的使注塑机利用能源是一个值得关注的技术问题。

注塑机行业的节能方式通常有四种:全电动模式、伺服模式、比例变量泵及变频定量泵模式。

1)全电动模式用伺服电机作为驱动方式，传动结构采用滚动丝杆及同步皮带。此模式节能效果明显、加工精度高，但成本高，多应用在对工件精度要求高的场合。

2)比例变量泵方式比例流量阀及比例压力阀可按照负载变化情况，调节比例变量泵的斜盘倾角，向系统输出精确的压力及流量，避免能量的浪费。这种方式存在的问题是起动用Y-△模式，起动冲击电流大。另外节能效果弱于全电动及变频定量泵，而且泵易磨损，维护成本高。

3)变频器定量泵方式用变频器控制油泵马达转速来调节流量及压力，在规定的时间内泵的出油量刚好满足各个动作环节的流量及压力需要，可以将溢流量控制在最小状态，从而节约能源。利用注塑机本身的比例流量阀的电流信号来控制变频器，使得变频器自动跟踪注塑机的工作状态、工作压力及流量。即通过变频器准确地调节油泵的转速，使油泵的实际供油量满足注塑机需要的工作流量，既满足生产需要，又达到节能目的。节能效果与所加工工件的周期相关，通常油泵马达的节电效果为25%~65%。存在的问题是，系统响应速度慢、过载能力弱、低频时压力不稳定等。

变频器从原理上来讲具有较好的节能效果，但是目前行业应用过程中却存在很多问题。注塑机行业变频器使用之初因为国外变频器成本过高，所以大量使用了国产变频器。而前期国内变频器性能及可靠性普遍较差，使得注塑机行业出现了配套厂家对配变频器失去信心，而客户端因为对变频器了解不够，听信一些厂家片面宣传节能的说法，没有意识到变频器改造后带来的加工周期延长、设备经常保护等问题，造成行业纠纷较多。目前大的用户如长虹、海尔、富士康等均选用性价比好的变频器，而一些中小客户出于成本的考虑，还在继续使用一些性能较差的品牌。

1)由于变频器存在加、减速过程，导致注塑过程经常处于加、减速的过程中，注塑产品对工艺过程比较敏感，往往在加速过程中会使产品产生严重缺陷

所以要求加速过程要非常快，即要求变频器动态响应非常快，否则会造成成品率下降的情况。

2)变频器控制的注塑机产品周期会有所加长，使得产能下降。这是目前很多变频器特别是V/f 控制变频器在注塑机行业的技术瓶颈。因此要求变频器有很好的动态响应特性。

3)注塑机在合模时需要很大的压力，采用变频器控制时经常会出现过流情况，所以要求变频器有强的过载能力。

4)变频器作为一个干扰源经常对注塑机的温度板、动作顺序会有一定程度的干扰，所以要求变频器一定要作抗干扰处理。