一、概述 長(zhǎng)時(shí)間以來，注塑機(jī)的電能浪費(fèi)問題，一直困擾著國(guó)內(nèi)塑膠生產(chǎn)企業(yè)。其電能浪費(fèi)的主要原因是：油泵（定量泵）流量與負(fù)載流量供求不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致高壓油溢流回油箱。為此，我公司針對(duì)我國(guó)國(guó)情，在HD500系列通用變頻器的基礎(chǔ)上，開發(fā)出注塑機(jī)專用變頻器，其不僅具有HD500系列變頻器的全部功能和優(yōu)點(diǎn)，而且增加了壓力、流量等適用于注塑機(jī)控制的專業(yè)功能，廣泛適用于注塑機(jī)行業(yè)的節(jié)電改造，不僅節(jié)電效果非常顯著，而且對(duì)注塑機(jī)生產(chǎn)工藝水平有較大的提高。我公司 對(duì)浙江某塑料制品廠一臺(tái)主機(jī)15KW注塑機(jī)進(jìn)行了變頻器節(jié)能改造，型號(hào)為GEK150，最大鎖模力1500KN，此次改造一次成功，工作正常，保證產(chǎn)品質(zhì)量與效率的同時(shí)，節(jié)電率平均達(dá)48％以上，深受用戶好評(píng)。 二、 注塑機(jī)工藝狀況 我國(guó)自行生產(chǎn)的注塑機(jī)一般都是由主機(jī)帶動(dòng)定量泵以恒定轉(zhuǎn)速給系統(tǒng)提供額定流量及壓力。而整個(gè)注塑過程的負(fù)載是處于頻繁而有規(guī)律的變化狀態(tài)（由電腦工控機(jī)程序控制，通過參數(shù)設(shè)定）。如：快、慢速，高、低壓鎖模；一、二、三級(jí)射膠；一、二、三級(jí)保壓；抽膠、熔膠；冷卻；快、慢速開模等。多余的液壓油通常是電腦工控機(jī)控制給雙比例閥相應(yīng)的電信號(hào)，通過溢流閥回流到油箱，這部分能量損失是最大的，一般是30—40％左右，因主機(jī)電動(dòng)機(jī)是在長(zhǎng)期額定轉(zhuǎn)速下工作的，故液壓油長(zhǎng)期全速循環(huán)流動(dòng)和液壓元件（各電磁閥、溢流閥）機(jī)械劇烈磨擦，使得油溫上升，機(jī)械、模具壽命縮短等現(xiàn)象。 三、 注塑機(jī)節(jié)能改造的特點(diǎn) a） 主電路主油泵電機(jī)15KW，采用我公司自主研發(fā)制造的HD500注塑機(jī)專用變頻器，主電路可實(shí)現(xiàn)工頻、變頻切換，即使變頻器故障時(shí)，也不會(huì)影響正常生產(chǎn)。注塑機(jī)節(jié)能柜自動(dòng)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控及報(bào)警，方便現(xiàn)場(chǎng)人員快速檢修。 b） HD500注塑機(jī)專用變頻器特點(diǎn)： i. HD500系列變頻器采用優(yōu)良的控制策略使其具有較快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，先進(jìn)的電流限制技術(shù)和硬件優(yōu)化設(shè)計(jì)，使產(chǎn)品具有超強(qiáng)的過載能力，能完全保證在負(fù)載頻繁波動(dòng)的情況下，變頻器不停機(jī)； ii. 先進(jìn)的雙MCU+IPM架構(gòu)，系統(tǒng)集成度和可靠性高； iii. 采用磁通矢量PWM控制算法，技術(shù)先進(jìn)，輸出電流諧波成份少，效率高； iv. 低頻運(yùn)行特性良好，可實(shí)現(xiàn)低頻額定轉(zhuǎn)矩輸出； v. 采用高品質(zhì)三菱IPM模塊，最大載波頻率達(dá)16Hz，能實(shí)現(xiàn)超靜音運(yùn)行； vi. 豐富的功能，如：自動(dòng)電壓調(diào)整、死區(qū)補(bǔ)償、自動(dòng)轉(zhuǎn)差補(bǔ)償、直流制動(dòng)、停電再啟動(dòng)等；可滿足高精度、高復(fù)雜控制要求； vii. 友好的人機(jī)交互界面、LED數(shù)字顯示、LCD全中文液晶顯示； viii. 完善的故障管理和保護(hù)功能，能保證任何故障情況下變頻器和電機(jī)不受損壞； ix. 工藝先進(jìn)，結(jié)構(gòu)緊湊，產(chǎn)品外形美觀大方； d） HD500變頻器“注塑機(jī)”專用參數(shù)，能方便的進(jìn)行各種組合，使信號(hào)采集更加方便。相關(guān)參數(shù)調(diào)試簡(jiǎn)單； e） 注塑機(jī)主要工況突變情況，如下表一所示。從表中可看出，在一個(gè)產(chǎn)品周期中，液壓系統(tǒng)的實(shí)際壓力和實(shí)際流量是不斷變化的，時(shí)大時(shí)小，有時(shí)幾乎為零，比如：冷卻時(shí)的壓力就是為0bar，速度0％，改造后的注塑機(jī)，冷卻時(shí)變頻器輸出0Hz的頻率，油泵電機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)，這使節(jié)能效果就更明顯。其他工況時(shí)，變頻器注塑專用控制板的兩個(gè)通道也是始終自動(dòng)檢測(cè)來自于注塑機(jī)工控機(jī)的工作狀態(tài)信號(hào)，一般為電壓信號(hào)（0——10VDC或0——24VDC）及電流信號(hào)（0——1A），系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整變頻器頻率，使油泵輸出壓力及流量與實(shí)際負(fù)載相匹配，以達(dá)到最佳節(jié)能的效果及目的； 表一：注塑機(jī)各工況所需壓力及流量 f） 為了方便計(jì)算實(shí)際節(jié)能率，我們?cè)谧⑺軝C(jī)節(jié)能柜上安裝了三相電度表，規(guī)格為 3＊380＊30（100）。直觀的進(jìn)行工、變頻運(yùn)行時(shí)的電能消耗計(jì)量。表二所示數(shù)據(jù)以八小時(shí)為單位進(jìn)行檢測(cè)； 表二：工頻運(yùn)行與變頻節(jié)電運(yùn)行對(duì)比一覽表。 g） 從上表中來分析，工頻運(yùn)行時(shí)平均一個(gè)小時(shí)用電量是10度；變頻節(jié)能運(yùn)行時(shí)平均一個(gè)小時(shí)用電量是5.2度，節(jié)電率48％，效率基本保持不變； h） 每月節(jié)計(jì)算：浙江黃巖地區(qū)當(dāng)?shù)仉娰M(fèi)是0.82元每度，該塑料制品廠24小時(shí)連續(xù)生產(chǎn)，如果以每月工作30天計(jì)算。則有如下： A 工頻運(yùn)行時(shí)=10＊24＊30＊0.82=5904元 B 變頻節(jié)電運(yùn)行時(shí)=5.2＊24＊30＊0.82=3070元 C .每月節(jié)約電費(fèi)2834元。 D 客戶在半年左右即可收回成本。 四、 注塑機(jī)節(jié)能改造總結(jié) 1.整個(gè)系統(tǒng)改造過程，停機(jī)時(shí)間短，對(duì)生產(chǎn)影響不大。信號(hào)采集方便，HD500注塑專用變頻器，具有較強(qiáng)的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)及轉(zhuǎn)矩提升能力，較強(qiáng)的過流過壓能力，（過載能力110％長(zhǎng)期、150％時(shí)2分鐘、180％時(shí) 2秒鐘）。參數(shù)調(diào)試簡(jiǎn)單易懂； 2.節(jié)能達(dá)48％，且不給注塑機(jī)生產(chǎn)工藝帶來任何不良影響，更換模具生產(chǎn)時(shí)，不用修改變頻器參數(shù)。改造后的注塑機(jī)與改造前的相關(guān)操作工藝保持一致，不必對(duì)操作工進(jìn)行其他相關(guān)培訓(xùn)，即能熟練的對(duì)注塑節(jié)能柜進(jìn)行操作； 3.改造后的注塑機(jī)，減少了無功功率，同時(shí)提高了功率因數(shù)，從原來的0.66提高到0.95以上。大幅度地增加了工廠市電的裝機(jī)容量； 4.由于節(jié)能柜采用了變頻器，其平緩的啟動(dòng)和停車，使得大幅度減少對(duì)機(jī)械、液壓系統(tǒng)的沖擊、磨損。同時(shí)由于液壓油溫升的下降，減少了30％左右冷卻水的使用；延長(zhǎng)注塑機(jī)的使用壽命及液壓油的使用周期； 5.改造后的系統(tǒng)壓力及速度等工藝參數(shù)與改造前基本保持不變，所以產(chǎn)品產(chǎn)量及質(zhì)量是相同的。 6.在變頻節(jié)能運(yùn)行時(shí)，由于電機(jī)轉(zhuǎn)速降低了，所以電機(jī)散熱效果會(huì)降低，電機(jī)溫度較市電運(yùn)行時(shí)上升10℃。但仍處于允許溫升范圍內(nèi)，大約只有55℃左右。 五、結(jié)束語 眾所周知，在我國(guó)電網(wǎng)的總負(fù)荷中，電動(dòng)機(jī)的用電量約占55％以上之多，充分說明電動(dòng)機(jī)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人們?nèi)粘Ｉ钪械淖饔檬蔷薮蟮摹Ｒ虼?，正確合理使用電動(dòng)機(jī)對(duì)整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)有至關(guān)重要的意義。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，各企業(yè)紛紛采取各種節(jié)能降耗措施，確實(shí)降低生產(chǎn)成本，以全面提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。HD500注塑機(jī)專用變頻器應(yīng)用在注塑機(jī)節(jié)能改造上，是行之有效的節(jié)能方法，值得向塑料制品行業(yè)的大力推廣。