普傳科技變頻器在橡塑設備的節能改造

一. 注塑機概述

　　半個世紀以來，塑料己成為工農業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，經適當加熱熔化后，加高壓快速流入模腔，經一定時間保壓、冷卻，成為各種型材和塑料制品。在注塑機上推廣應用變頻器可以實現節約電能，提高生產率和產品質量，降低油污染和噪聲污染，延長機器使用壽命等優點。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）成型加工的主要設備，其工作原理是：通過對塑料顆粒在雙螺桿注塑機內進行多段溫度加熱，在熔融攪拌增壓后將流體料注入模具腔內，完成成型加工的。

二. 定量泵注塑機的生產過程現狀

　　注塑機、擠出機是塑膠行業的主要生產設備，同時也是主要的耗電設備，被人們稱為“電老虎”，其用電量占企業生產用電的80%左右。注塑機耗電大，一方面造成全社會電能的巨大浪費，另一方面造成企業生產成本居高不下，產品缺乏竟爭優勢，嚴重影響企業的經濟效益。

　　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。對于油泵馬達而言，注塑過程是處于變化的負載狀態。在定量泵的液壓系統中，油泵馬達始終以恒定的轉速提供恒定的流量，多余的液壓油通過溢流閥回流，此過程稱為高壓節流。據統計高壓節流造成的能量損失高達25-50%。同時，由于液壓長期的全速循環流動，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,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。具體參數設定，一般由工程技術人員經過測試后才能確定。

三. 注塑機節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換過程中的能量損失，則可近似認為油泵的輸出功率等于電機的輸出轉矩與電機轉速的乘積。因此可以看出，當系統要求低流量時，系統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狀態上，并不能根據實際的需求來降低其轉速，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、油泵變頻調速節電運行

　　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，這就存在節能的可能性，且潛力較大。據統計，注塑機節電率一般可達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，是極不經濟的運行的方式。

　　采用注塑機節電控制器，將控制比例流量閥的電流信號（0-1A），按每個生產工藝階段設定的流量比例，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電控制器作為驅動指令，控制油壓驅動電機的轉速，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相應轉速，輸出相應的流量，以提供系統所需的壓力。即需要多少提供多少，在源頭上讓它不產生浪費。因此用變頻節電系統在注塑機的整過生產過程中都具有明顯的節電效果，從而能夠較大幅度節能省電，為用戶帶來可觀的經濟效益。

四、合肥星通橡塑有限公司的現狀

　　通過對合肥星通橡塑有限公司的了解和調研，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%的節電率計算，如果按照所有機器全負荷運轉，其總體節能空間為每小時約200至300度電，其經濟利益相當可觀。

　　為了驗證注塑機的節能空間，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，在工頻狀態下滿負荷運轉每小時的平均耗電量，然后對此臺設備進行變頻節能改造，再測算出變頻節能狀態下的耗電量，通過比較數據，貴司即可看出改造的節能空間，效果顯著后再逐步實施其他各臺設備的節能改造。