變頻器在注塑機上的應用
一,序言對于塑料制品行業來說,電耗是其生產成本的主要部分,而注塑機是塑料制品廠的主要能耗設備之一,因此降低注塑機的能耗成為注塑行業降低成本,提高產品競爭力的有效途徑.目前絕大多數的注塑機都屬于液壓傳動注塑機,液壓傳動系統中的動力由電機帶動油泵提供,在注塑周期的過程中,注塑機在不同工序下需要的流量和壓力不同,必須依靠流量閥和壓力閥調節不同工序所須的流量和壓力.液壓系統的負荷變化很大,由于定量泵不可調節輸出功率,因此多余的能量只能在擋板,油路泄露,油的升中消耗掉.這樣既加劇了各種閥門的磨損,又造成油溫過高,電機噪音過大,以及機械壽命縮短等現象.并且通常在設計中,用戶油泵電機設計的電容比實際需要高出很多,存在"大馬拉小車"的現象,造成電能的大量浪費.因此推廣交流變頻器調速裝置在注塑機上應用,對于減少能源浪費具有重要意義.
二,調速節能裝置的節能原理1,變頻節能由流體力學可知,P(功率)=H(壓力),流量Q與轉速n的一次方成正比,壓力H與轉速n的平方成正比,功率P與轉速n的立方成正比,Q/Q=n/n,H/H=n/n式中:Q-油泵的額定流量,H-油泵的額定壓力,P-油泵電機的額定功率,n油泵電機的額定轉速.由上述公式可知,如果油泵的功率一定,當要求調節流量Q下降時,轉速n可成比例下降,此時油泵的軸輸出功率P是成立方關系下降,即油泵電機耗電功率P與其轉速n近似成立方關系.例如:某注塑機油泵電機額定功率為55KW,則當轉速下降到原轉速的4/5時,其耗電量為28.16KW,省電48.8%;當轉速下降到原轉速的1/2時,其耗電量僅用6.875KW,省電87.5%.2,動態功率因數補償節能無功率不但增加線損和設備的發熱,更主要的是因為功率因數的降低導致電網的有功功率的降低.由公式S=P+Q,Q=S*SINфP=S*COSф,其中:S-視在功率,Q-無功功率,P-有功功率,COSф功功率因數.可知.當COSф越大,有功功率P越大.普通定量泵注塑機COSф值在0.6-0.8之間,而使用變頻器調速節能控制裝置后,由于變頻器內濾波電容的作用,使得COSф≈1,從而減小了無功損耗,增大了電網的有功功率.3,軟啟動節能由于電機為直接啟動或Y/D啟動,啟動電流等于(3-7)倍額定電流,這樣會對電機設備和供電電網造成嚴重的沖擊,而且還會對電網量要求過高,啟動時產生的大電流和震動時對設備的使用壽命極為不利,而使用變頻器節能裝置后,利用變頻器的軟啟動功能將使啟動電流從零開始,最大值也不超過額定電流,減輕了對電網的沖擊和對電容量的要求,延長了設備和模具的使用壽命.
三,塑機節能改造原理1,注塑機成型的工藝過程注塑機主要用于熱塑料的成型加工.注塑機成型工藝是一個按照預定的周期性動作過程,即以合模等—射嘴前進—射膠—保壓—溶膠,冷卻--開模—頂出制品—頂桿退回—合模等加工工序達到某件產品成型.注塑機通常采用減液壓傳動,其結構包含注射裝置,開合模裝置,液壓傳動裝置和電氣控制裝置,后者的作用是保證注塑機按工藝過程以預完定每個工序的要求(壓力,速度,溫度,時間,位置)和動作程序準確有效地工作.在傳統的注塑機中,液壓傳動裝置主要出油泵,液壓控制,壓力電磁比例閥,流量電磁比例閥,各種不同的動作油缸,油泵電機及其它液壓附件和管道組成,其中,油泵是定量油泵,電動機通常提供額定功率和轉速,油泵將電動機所輸入的機械能轉變為壓力能,然后向液壓系統的液壓元件輸送具有一定壓力和流量的液壓油,滿足液壓執行機構驅動負載所需能量的要求.2,變頻器調速節能裝置的控制系統根據注塑機的工藝要求,利用注塑機電腦的同步控制信號及電氣控制,從注塑機的壓力電磁比例閥和流量電磁比例閥分別取出0-1ADC的模擬電流信號,直接加在變頻器專用的輸入端,從而改變變頻器的輸出頻率,即改變油泵電機的轉速,來改變油泵電機的輸出流量Q,滿足注塑機在各個工序中所需的油泵壓力大小和流量速度,將傳統的定量泵轉變為量泵.