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一、前言

對于塑料制品行業(yè)來(lái)說(shuō)，電耗是其生產(chǎn)成本的主要部分，而注塑機是塑料制品廠(chǎng)的主要能耗設備之一，因此降低注塑機的能耗、提高生產(chǎn)效率成為注塑行業(yè)降低成本、提高產(chǎn)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(dòng)注塑機，液壓傳動(dòng)系統中的動(dòng)力由電機帶動(dòng)油泵提供。在注塑周期的過(guò)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，傳統注塑機采用定量泵，不能調節輸出轉速和功率，因此多余的能量只能在擋板、油路泄露、油的溫升中消耗掉。這樣既加劇了各種閥門(mén)的磨損，又造成油溫過(guò)高，電機噪音過(guò)大，以及機械壽命縮短等現象。并且通常在設計中，用戶(hù)油泵電機設計的容量比實(shí)際需要高出很多，存在“大馬拉小車(chē)”的現象，造成電能的大量浪費。因此伺服系統在注塑機上的應用，對于減少能源浪費提高生產(chǎn)效率具有重要意義。

SDZ10系列注塑機專(zhuān)用交流伺服系統是歐瑞傳動(dòng)自主研發(fā)，具有完全自主知識產(chǎn)權的高性能伺服驅動(dòng)系統。SDZ10系列伺服驅動(dòng)器采用32位高性能的數字信號處理器（DSP），具有電壓利用率高、功率因數高、動(dòng)態(tài)響應速度快、控制精度高、噪音低等特點(diǎn)。其液壓能耗要比比傳統注塑機節能40~90%。

二、伺服系統的節能原理

1、伺服節能

在同樣的油泵和同樣的系統壓力下，油泵的輸出功率跟電機轉速、轉矩完全成正比例。傳統注塑機使用額定轉速1500轉的4極電機，輸出轉速不可調節。如果改成可控制的伺服系統，可以完全根據系統當前的流量要求進(jìn)行速度控制，根據當前的壓力要求控制轉矩輸出。比如：注塑機系統使用64cc的油泵，系統最大壓力要求175bar，此時(shí)傳統油泵的輸出功率約為28kw。改用伺服系統，如果在熔膠動(dòng)作下系統要求50%的系統壓力和50%的熔膠速度，此時(shí)的輸出功率就會(huì )變?yōu)?KW左右，省電75%。

2、動(dòng)態(tài)功率因數補償節能

普通定量泵注塑機的功率因數較低一般在0.6~0.8之間，而使用伺服系統以后，由于伺服內部濾波電容的作用，使得功率因數提高到0.9以上，從而減少了無(wú)功損耗，增大了電網(wǎng)的有功功率。

3、軟啟動(dòng)節能
    普通注塑機，由于電機為直接啟動(dòng)或Y/△啟動(dòng)，啟動(dòng)電流等于(3-7)倍額定電流，這樣會(huì )對機電設備和供電電網(wǎng)造成嚴重的沖擊，而且還會(huì )對電網(wǎng)容量要求過(guò)高，啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的大電流和震動(dòng)時(shí)對設備的使用壽命極為不利。而使用伺服系統后，利用伺服驅動(dòng)的電流控制特性，將使啟動(dòng)電流從零開(kāi)始，最大值也不超過(guò)系統最大壓力要求的電流，減輕了對電網(wǎng)的沖擊和對供電容量的要求，延長(cháng)了設備和模具的使用壽命。

三、注塑機節能改造原理

1、注塑機成型的工藝過(guò)程

注塑機主要用于熱塑性塑料的成型加工。注塑機成型工藝是一個(gè)按照預定的周期性動(dòng)作過(guò)程，即以鎖模－－射嘴前進(jìn)－－射膠－－保壓—熔膠、冷卻－－開(kāi)模－－頂出制品－－頂桿退回—鎖模等加工工序達到某件產(chǎn)品成型。注塑機通常采用液壓傳動(dòng)，其結構包含注射裝置、開(kāi)合模裝置、液壓傳動(dòng)裝置和電氣控制裝置，后者的作用是保證注塑機按工藝過(guò)程以預定每個(gè)工序的要求（壓力、流量、溫度、時(shí)間、位置）和動(dòng)作程序準確有效地工作。

在傳統的注塑機中，液壓傳動(dòng)裝置主要由油泵、液壓控制閥、壓力電磁比例閥、流量電磁比例閥、各種不同的動(dòng)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(dòng)機通常提供額定功率和轉速，油泵將電動(dòng)機所輸入的機械能轉變?yōu)閴毫δ?，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(mǎn)足液壓執行機構驅動(dòng)負載所需能量的要求。

2、伺服系統的控制系統

以歐瑞傳動(dòng)電氣有限公司的SDZ10系列注塑機專(zhuān)用伺服系統舉例說(shuō)明改造過(guò)程：首先要把原系統的普通異步電機和定量油泵換為伺服電機以及內齒輪嚙合泵，在油泵輸出直通管路里增加壓力變送器，去掉原系統的比例壓力閥比例流量閥以及相應的放大板。從注塑機的電腦控制里取出壓力給定和流量給定的模擬信號，經(jīng)過(guò)綜合處理轉變?yōu)?-10VDC的模擬電壓信號，直接加在歐瑞伺服驅動(dòng)器的系統壓力給定信號和系統流量給定信號的輸入端；將油泵出口的壓力傳感器接入伺服的壓力反饋信號端口。伺服系統通過(guò)接入的壓力和流量信號進(jìn)行PI調節，改變伺服電機的輸出轉矩和轉速，從而改變油泵電機的輸出流量Qt和壓力p，以滿(mǎn)足注塑機在各個(gè)工序中所需的油壓大小和流量速度。

注塑機伺服系統的控制系統方框圖如下

SDZ10伺服控制端子接線(xiàn)

四﹑應用實(shí)例

五、注塑機節能改造的注意事項

六、結束語(yǔ)

注塑機改造伺服系統其節電效果顯著(zhù)，平均節電率能達60%，且系統起壓快，運行可靠平穩，保護功能強，同步控制準確，操作簡(jiǎn)單方便。既能夠滿(mǎn)足注塑成型工藝要求，穩定了產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，又減少了設備維護費用，為用戶(hù)創(chuàng )造了良好的經(jīng)濟效益。因此，伺服系統值得在注塑行業(yè)中推廣應用。

參考文獻：略