注塑机的变频节能

wzy0204 · 发表于 2012-7-2 08:35:52

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变频技术为什么能使注塑机节能？
1. “大马拉小车”现象
注塑机液压系统是一个压力和流量波动都较大的负载，在合模、锁模、射胶、保压冷却、开模顶出等不同工作阶段，其压力和流量都要发生有规律的变化，典型的压力和流量曲线如下图所示：

从上图可以看出，在一个工作循环周期内，注塑机的实际压力和实际流量是变化的，时大时小，有时几乎为零。在实际流量较小时，油泵的供油量远远大于负载实际消耗量，供大于求，富余的处于高压状态下的液压油全部经溢流阀溢流。高压状态下的液压油经溢流后放出大量热能，这部分耗散的能量实际上是油泵电机从电网吸收电能中的一部分。由于小流量的维持时间较长，所耗散的电能也就较大。因此，注塑机液压系统存在严重的能源浪费问题，即“大马拉小车”的浪费现象严重。
2. 变频节能
由流体力学可知,P(功率)=Q(流量)×H(压力),流量Q与转速n的一次方成正比，压力H与转速n的平方成正比，功率P与转速n的立方成正比。由上述公式可知，如果油泵的效率一定，当要求调节流量Q下降时，转速n可成比例下降，此时油泵的输出功率P是成立方关系下降。例如：某油泵电机额定功率55KW，则当转速下降到原转速的4/5时，其耗电量为28.16KW,省电48.8%;当转速下降到原转速的1/2时，其耗电量仅为6.875KW,省电87.5%。
① 管道状况不变，所需功率与流量（转速）之理想关系
② 在调节出口阀门（挡板）时，所需功率与流量关系
③ 在调节进口阀门（挡板）时，所需功率与流量关系
④ 管道状况不变，调节转差调速所需功率与流量关系
⑤ 管道状况不变，变频调速时，所需功率与流量关系
以上是非密闭流体系统的理想节能情况，对于密闭流体系统不能得到如此理想的节能效果，但是各物理量具有类似的关系。
3. 采用变频技术控制注塑机节能还可获得以下好处：
实现提高效率，间接节能的目的
降低油温，提高液压件的寿命
产品质量（重量）一致性提高
增加注塑机时，电网不用扩容
注塑机节能改造的核心问题
1. 节电率的问题
2. 效率的问题
无功功率不但增加线损和设备的发热，更主要的是因为功率因数的降低导致有功功率的降低。普通定量泵注塑机COSΦ值在0.6-0.8之间,而使用变频调速节能柜后,由于变频器内滤波电容的作用,使得COSΦ增大,从而减少了无功损耗,增大了电网的有功功率。
由于变频器控制电动机的响应时间大于工频时阀门的动作时间，因此：
当不改变原注塑机设定参数时 — 加工效率为95% - 98%
允许改变原注塑机设定参数时 — 加工效率为99% - 101%
3. 噪声问题
采用具有国际先进水平的死区补偿技术，大量减少高次谐波电流，使电流波形更接近于正弦波，降低电动机噪声。
4. 抗干扰的问题
脉冲宽度调制（PWM）技术采用了软开关技术，大大减少了对外干扰。
5. 电动机寿命问题

由于电机为直接启动或Y/D启动，启动电流等于(3-7)倍额定电流，这样会对机电设备和供电电网造成严重的冲击，而且还会对电网容量要求过高，启动时产生的大电流和震动时对设备的使用寿命极为不利。而使用变频节能柜后，利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始，最大值也不超过额定电流，减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求，延长了设备和模具的使用寿命。
文章关键词：注塑机、节能、电机

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