注塑机变频器使用意义

1、从注塑机的工作过程来看

注塑机上使用最广泛的一种油泵是定量泵，它的供油量是恒定的。但是，在注塑机工作过程中，所需要的流量和压力是不断变化的。定量泵改变压力和流量，就是靠流量比例阀和压力阀来调节的，多余的油量经溢流阀流回油箱。这种状况，一方面是加剧了阀门和油泵的磨损，造成油温升高，电机噪声过大。

2、从注塑机的设计角度来看

从注塑机的设计看，通常在设计时油泵都要留有余量，一般考虑10%~15%，但油泵的系列是有限的，往往选不到合适的油泵型号时就往上靠，存在严重的"大马拉小车"现象，造成电能的大量浪费。

因此，对定量泵的注塑机进行变频调速改造，节约电能，提高经济效率具有重要的意义。

1、节电率高:一般情况下，节电率可达25~60%;

2、减轻开锁模震动，延长了模具的使用寿命;

3、系统发热量明显减小，油温稳定，延长了液压系统的使用寿命;

4、运行稳定，可以提高塑胶制品的品质;

5、软启动，延长了电机的使用寿命;

6、调速方便:注塑机变频器的无级调速功能，就决定了加装注塑机专用型变频器之后，只需要利用注塑机专用型变频器上的电位器，或者是外接的电位器，就可以对注塑机的运行速度根据需要随时进行调节，直到满意为止。从这一点上，就可以看出，加装注塑机专用型变频器具有调速方便的优势;

7、节能:注塑机节能效果主要与注塑工艺过程相关，很难做出一个准确的计算。根据权威统计数据:一般来讲，加装注塑机专用型变频器之后，一个油泵电机的注塑机节能率在20%~50%之间，多个油泵电机的注塑机节能率在15%~30%之间;

8、适用范围广:无论是小型、中型，还是大型注塑机，其工作原理及工作过程都是一样的，因此，都可以加装注塑机专用型变频器;

9、增加产品卖点:效益、环保是客户永恒的追求。加装注塑机专用型变频器的注塑机，不仅减少了电机启停对电网的冲击，降低了对电源的污染，起到了环保的作用，同时，加装注塑机专用型变频器，还可以达到提高工作效率，节约的效果。这对厂商来讲，无疑是一个非常棒的卖点;

10、间接效果:加装了注塑机专用型变频器之后，可以降低油泵的运行速度，进而降低减少了油泵的机械磨损，延长了油泵的使用寿命。因此，间接的经济效益也不可小视。

1、注塑机变频器的选型:注塑机的负载性质是恒转矩类，机械特性较硬，动态特性要求较高，所以应选用注塑机专用变频器。注塑机专用变频器是在通用变频器的基础上增加了0~1A信号转换环节，提高了使用性能。考虑到注塑工艺各阶段的时间有一定要求，变频器的加速和减速时间要短，一般为1秒，所以变频器的容量就要适当加大。

2、要有备用系统:注塑机安装注塑机专用型变频器之后，应该有的工频起动回路作为备用，这样一旦注塑机专用型变频器有故障，还能用工频起动油泵电机继续运行，以减少因注塑机专用型变频器发生故障带来的经济损失。

3、注塑机变频器信号提取点:取双比例阀的流量信号(0~1A)，经变换为4~20m的信号送到变频器的相应端口上。流量信号取相对值较大的作为控制信号，以扩大调节范围。压力信号相对值变化较小，对变频器频率的调节范围小一点。如果变频器的调节范围不能满足成形工艺的需要，可用变频器的"频率增益"功能来调整。

4、调试前注意事项:安装注塑机专用型变频器比较简单，但在改造前应详细了解注塑机工况，熟悉注塑机工艺流程，调试时应注意以下事项:仔细观察注塑机工频运行是否正常，油泵马达是否经常处于过载状态;根据注塑机的模具及注塑工艺观察注塑机节电改造的潜能;控制信号线路注意正负极性不要接反;信号线与主回路线要分开布线等。

5、注塑机型变频器对数字仪表的干扰:注塑机上广泛使用是交-直-交变频器，其输出电流中含有谐波成分，可能会对注塑机产生干扰，最易受干扰的是温度控制仪表，因此，安装变频器应做好抗干扰措施。变频器需加装输入和输出电抗器或高频磁环等;引入变频器的控制线要作屏蔽处理;机壳要可靠接地;不要使变频器的输入输出电缆与变频器的控制信号线平行或捆绑在一起;变频器安装在注塑机内部时，特别要关注通风散热。

由于注塑机工艺的特殊性，在安装注塑机专用型变频器的过程中，会遇到各种故障，以下为在安装注塑机变频的过程中常遇到的问题及处理方法。

1、注塑机变频器频率无变化:由于变频器采用注塑机阀控电流信号进行调速，变频器运行后出现频率显示为0.0(有的变频器显示为0)现象，其主要原因为信号极性接反;信号取错;信号接线端口与参数设定不符;注塑机辅助电源故障等，出现这种故障应先查明注塑机阀控制的类别是电流信号、电压信号还是脉冲控制信号(部分机型)，及信号正负极性是否与变频器控制端子对应。

2、油泵噪音大:注塑机专用型变频器运行后有些注塑机会发出异常的噪音，这时应判断噪声源在何处，是来自电机还是油泵，若为油泵的噪音则可能原因有:注塑机液压油过少，有空气吸入;注塑机滤油器或油路阻塞;注塑机油泵叶片磨损较严重;遇到以情况应先检查注塑机油泵，排除故障后方可运行，另外当注塑处于低速高压工作状态时，也会出现油泵噪音异常情况，这时适当提高速度信号。

3、干扰问题:

在注塑机、电梯等的控制系统中，多采用微机或者PLC进行控制，在系统设计或者改造过程中，一定要注意变频器对微机控制板的干扰问题。由于用户自己设计的微机控制板一般工艺水平差，不符合EMC国际标准，在采用变频器后，产生的传导和辐射干扰，往往导致控制系统工作异常，因此需要采取必要措施。

1)良好的接地。电机等强电控制系统的接地线必须通过接地汇流排可靠接地，微机控制板的屏蔽地，最好单独接地。对于某些干扰严重的场合，建议将传感器、I/O接口屏蔽层与控制板的控制地相连。

2)给微机控制板输入电源加装EMI滤波器、共模电感、高频磁环等，成本低。可以有效抑制传导干扰。另外在辐射干扰严重的场合，如周围存在GSM、或者小灵通机站时，可以对微机控制板添加金属网状屏蔽罩进行屏蔽处理。

3)给变频器输入加装EMI滤波器，可以有效抑制变频器对电网的传导干扰，加装输入交流和直流电抗器，可以提高功率因数，减小谐波污染，综合效果好。在某些电机与变频器之间距离超过100m的场合，需要在变频器侧添加交流输出电抗器，解决因为输出导线对地分布参数造成的漏电流保护和减少对外部的辐射干扰。

4)对模拟传感器检测输入和模拟控制信号进行电气屏蔽和隔离。在变频器组成的控制系统设计过程中，建议尽量不要采用模拟控制，特别是控制距离大于1M，跨控制柜安装的情况下。因为变频器一般都有多段速设定、开关频率量输入输出，可以满足要求。如果非要用模拟量控制时，建议一定采用屏蔽电缆，并在传感器侧或者变频器侧实现远端一点接地。如果干扰仍旧严重，需要实现DC/DC隔离措施。可以采用标准的DC/DC模块，或者采用V/F转换，光藕隔离再采用频率设定输入的方法。

4、注塑机变频器本身抗干扰问题:

当注塑机变频器的供电系统附近，存在高频冲击负载如电焊机、电镀电源、电解电源或者采用滑环供电的场合，变频器本身容易因为干扰而出现保护。建议采用如下措施:

1)在变频器输入侧添加电感和电容，构成LC滤波网络;

2)变频器的电源线直接从变压器侧供电;

3)在条件许可的情况下，可以采用单独的变压器;

4)在采用外部开关量控制端子控制时，连接线路较长时，建议采用屏蔽电缆。当控制线路与主回路电源均在地沟中埋设时，除控制线必须采用屏蔽电缆外，主电路线路必须采用钢管屏蔽穿线，减小彼此干扰，防止变频器的误动作;

5)在采用外部模拟量控制端子控制时，如果连接线路在1M以内，采用屏蔽电缆连接，并实施变频器侧一点接地即可;如果线路较长，现场干扰严重的场合，建议在变频器侧加装DC/DC隔离模块或者采用经过V/F转换，采用频率指令给定模式进行控制。

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。

注塑机节能器，又称为注塑机变频器，它有以下特点:

■随机调制、异步调制、同步调制三种PWM调制方式可在线任意选择

■内置PID调节器和输出24V电源

■1路电压为5V的模拟输入口

■2路幅值小于12V光电隔离的PWM脉冲输入口1~10KHz(上、下限可选)

■2路电流/电压光电隔离模拟输入口(0~1A或0~10V)，可直接与流量信号和压力信号相连接

■20个注塑机专家参数设定

■提供控制电压与输出频率之间的曲线设定，更加适用于注塑机工作特性，可与各种注塑机中使用的油泵马达进行最佳的匹配，保持高效节能运行