一、概述 長時間以來，注塑機的電能浪費問題，一直困擾著國內(nèi)塑膠生產(chǎn)企業(yè)。其電能浪費的主要原因是：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，我公司針對我國國情，在HD500系列通用變頻器的基礎(chǔ)上，開發(fā)出注塑機專用變頻器，其不僅具有HD500系列變頻器的全部功能和優(yōu)點，而且增加了壓力、流量等適用于注塑機控制的專業(yè)功能，廣泛適用于注塑機行業(yè)的節(jié)電改造，不僅節(jié)電效果非常顯著，而且對注塑機生產(chǎn)工藝水平有較大的提高。我公司 對浙江某塑料制品廠一臺主機15KW注塑機進行了變頻器節(jié)能改造，型號為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，節(jié)電率平均達(dá)48％以上，深受用戶好評。 二、 注塑機工藝狀況 我國自行生產(chǎn)的注塑機一般都是由主機帶動定量泵以恒定轉(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、三級射膠；一、二、三級保壓；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控制給雙比例閥相應(yīng)的電信號，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，因主機電動機是在長期額定轉(zhuǎn)速下工作的，故液壓油長期全速循環(huán)流動和液壓元件（各電磁閥、溢流閥）機械劇烈磨擦，使得油溫上升，機械、模具壽命縮短等現(xiàn)象。 三、 注塑機節(jié)能改造的特點 a） 主電路主油泵電機15KW，采用我公司自主研發(fā)制造的HD500注塑機專用變頻器，主電路可實現(xiàn)工頻、變頻切換，即使變頻器故障時，也不會影響正常生產(chǎn)。注塑機節(jié)能柜自動對系統(tǒng)運行狀態(tài)進行監(jiān)控及報警，方便現(xiàn)場人員快速檢修。 b） HD500注塑機專用變頻器特點： 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態(tài)響應(yīng)，先進的電流限制技術(shù)和硬件優(yōu)化設(shè)計，使產(chǎn)品具有超強的過載能力，能完全保證在負(fù)載頻繁波動的情況下，變頻器不停機； ii. 先進的雙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，輸出電流諧波成份少，效率高； iv. 低頻運行特性良好，可實現(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，能實現(xiàn)超靜音運行； vi. 豐富的功能，如：自動電壓調(diào)整、死區(qū)補償、自動轉(zhuǎn)差補償、直流制動、停電再啟動等；可滿足高精度、高復(fù)雜控制要求； vii. 友好的人機交互界面、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功能，能保證任何故障情況下變頻器和電機不受損壞； ix. 工藝先進，結(jié)構(gòu)緊湊，產(chǎn)品外形美觀大方； d） HD500變頻器“注塑機”專用參數(shù)，能方便的進行各種組合，使信號采集更加方便。相關(guān)參數(shù)調(diào)試簡單； e） 注塑機主要工況突變情況，如下表一所示。從表中可看出，在一個產(chǎn)品周期中，液壓系統(tǒng)的實際壓力和實際流量是不斷變化的，時大時小，有時幾乎為零，比如：冷卻時的壓力就是為0bar，速度0％，改造后的注塑機，冷卻時變頻器輸出0Hz的頻率，油泵電機處于停止?fàn)顟B(tài)，這使節(jié)能效果就更明顯。其他工況時，變頻器注塑專用控制板的兩個通道也是始終自動檢測來自于注塑機工控機的工作狀態(tài)信號，一般為電壓信號（0——10VDC或0——24VDC）及電流信號（0——1A），系統(tǒng)自動調(diào)整變頻器頻率，使油泵輸出壓力及流量與實際負(fù)載相匹配，以達(dá)到最佳節(jié)能的效果及目的； 表一：注塑機各工況所需壓力及流量 f） 為了方便計算實際節(jié)能率，我們在注塑機節(jié)能柜上安裝了三相電度表，規(guī)格為 3＊380＊30（100）。直觀的進行工、變頻運行時的電能消耗計量。表二所示數(shù)據(jù)以八小時為單位進行檢測； 表二：工頻運行與變頻節(jié)電運行對比一覽表。 g） 從上表中來分析，工頻運行時平均一個小時用電量是10度；變頻節(jié)能運行時平均一個小時用電量是5.2度，節(jié)電率48％，效率基本保持不變； h） 每月節(jié)計算：浙江黃巖地區(qū)當(dāng)?shù)仉娰M是0.82元每度，該塑料制品廠24小時連續(xù)生產(chǎn)，如果以每月工作30天計算。則有如下： A 工頻運行時=10＊24＊30＊0.82=5904元 B 變頻節(jié)電運行時=5.2＊24＊30＊0.82=3070元 C .每月節(jié)約電費2834元。 D 客戶在半年左右即可收回成本。 四、 注塑機節(jié)能改造總結(jié) 1.整個系統(tǒng)改造過程，停機時間短，對生產(chǎn)影響不大。信號采集方便，HD500注塑專用變頻器，具有較強的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)及轉(zhuǎn)矩提升能力，較強的過流過壓能力，（過載能力110％長期、150％時2分鐘、180％時 2秒鐘）。參數(shù)調(diào)試簡單易懂； 2.節(jié)能達(dá)48％，且不給注塑機生產(chǎn)工藝帶來任何不良影響，更換模具生產(chǎn)時，不用修改變頻器參數(shù)。改造后的注塑機與改造前的相關(guān)操作工藝保持一致，不必對操作工進行其他相關(guān)培訓(xùn)，即能熟練的對注塑節(jié)能柜進行操作； 3.改造后的注塑機，減少了無功功率，同時提高了功率因數(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容量； 4.由于節(jié)能柜采用了變頻器，其平緩的啟動和停車，使得大幅度減少對機械、液壓系統(tǒng)的沖擊、磨損。同時由于液壓油溫升的下降，減少了30％左右冷卻水的使用；延長注塑機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)能運行時，由于電機轉(zhuǎn)速降低了，所以電機散熱效果會降低，電機溫度較市電運行時上升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，在我國電網(wǎng)的總負(fù)荷中，電動機的用電量約占55％以上之多，充分說明電動機在國民經(jīng)濟和人們?nèi)粘Ｉ钪械淖饔檬蔷薮蟮?。因此，正確合理使用電動機對整個國民經(jīng)濟有至關(guān)重要的意義。隨著市場競爭的日益加劇，各企業(yè)紛紛采取各種節(jié)能降耗措施，確實降低生產(chǎn)成本，以全面提高市場競爭力。HD500注塑機專用變頻器應(yīng)用在注塑機節(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。