易能EDS2800/2860系列变频器用于注塑机节能改造

［摘要］：近几年我国经济持续高速发展，能源问题越来越来成为各行业发展的挚肘，并且随着能源价格的快速上涨，国内市场的激烈竞争，节能成为许多行业发展面临的主要问题，特别是一些能耗比较大的行业如注塑机的行业等。［关键词］： 电机 恒压供水 流量计 直流调速　　一、注塑机情况简介：
近几年我国经济持续高速发展，能源问题越来越来成为各行业发展的挚肘，并且随着能源价格的快速上涨，国内市场的激烈竞争，节能成为许多行业发展面临的主要问题，特别是一些能耗比较大的行业如注塑机的行业等。

目前绝大多数的注塑机都属于液压传动注塑机，液压传动系统中的动力由电机带动油泵提供，其液压油泵为容积式油泵，分为两种：定量泵和变量泵。其供油量只与油泵的转速成正比，当油泵马达以50HZ恒速运转时，油泵的供油量是恒定的，称为定量泵；其供油量不但与油泵的转速成正比，还与油腔的大小（油腔可以调节）有关，当油泵马达以50HZ恒速运转时，油泵的供油量是随腔体的变化而变化的，称为变量泵。由于变量泵由于使用中存在一些问题需要解决，因此目前市场上最常用的是定量泵。下面主要以定量泵为例进行介绍。


一般的塑件的生产过程中有下面几个环节：锁模、射胶、熔胶、保压、冷却、开模。注塑机在不同工序下需要的流量和压力不同，须依靠比例流量阀和比例压力阀调节不同工序所须的流量和压力，在某些过程，需要的压力和流量不是最大值，油泵供油量大于执行元件所需的油量，多余的处于高压状态下的液压油全部经溢流阀回流，大量的能量通过油的温升消耗掉。这样既加剧了各种阀门的磨损，又造成油温过高，而且为了降低油温，往往还需要额外的冷却水循环，造成能量的进一步浪费。

二、变频器节能的原理：
前面介绍说定量泵可以通过调节转速来调节流量，使用变频器来进行调节油泵马达的转速进而调节流量是目前最理想的节能调节方式。变频器控制原理就是跟随比例流量阀和比例压力阀的信号，实时控制油泵马达转速来调节油量，满足各个动作环节的需要，可以将溢流量控制在最小状态，从而节约了能源。

利用注塑机本身的比例流量阀和比例压力阀的电流信号来控制变频器，使得变频器自动跟踪注塑机的工作状态、工作压力及流量。即通过变频器准确地调节油泵的转速，使油泵的实际供油量满足塑机需要的工作流量，既满足生产需要，又达到节能目的，。通常能达到油泵马达节电30%-60%的效果。

因此推广交流变频调速装置在注塑机上的应用，对于减少能源浪费具有重要意义。

三、节电原理分析
1、工艺过程节能分析
注塑机成型工艺是一个按照预定的周期性动作过程，即以合模－－射嘴前进－－射胶－－保压－－溶胶、冷却－－开模－－顶出制品－－顶杆退回-合模等加工工序达到某件产品成型。注塑机通常采用液压传动，其结构包含注射装置、开合模装置、液压传动装置和电气控制装置，后者的作用是保证注塑机按工艺过程以预定每个工序的要求（压力、速度、温度、时间、位置）和动作程序准确有效地工作。在传统的注塑机中，液压传动装置主要由油泵、液压控制阀、压力电磁比例阀、流量电磁比例阀、各种不同的动作油缸、油泵电机及其它液压附件和管道组成，其中，油泵是定量油泵，电动机通常提供额定功率和转速，油泵将电动机所输入的机械能转变为压力能，然后向液压系统的液压元件输送具有一定压力和流量的液压油，满足液压执行机构驱动负载所需能量的要求。

2、使用节电和市电前后对比


从上图分析可知，安装变频节电装置后，和原方式相比油泵的输出功率在一个周期的各个时间段内均有不同程度的下降，特别是冷却时段的输出功率几乎为零。图中阴影面积相当于节省出来的电能。
四、目前注塑机行业变频器使用存在的主要问题及对变频器性能的要求：

自从认知了变频器在注塑机行业改造后，近几年在此行业不断地进行了技术改造。但通过现场改造后，发现存在如下几个方面的问题：
1、由于变频器存在加、减速过程，导致注塑过程经常处于加、减速的过程中，注塑产品是一个对工艺比较敏感的过程，往往加速过程会使产品产生严重缺陷。所以要求加速过程要非常快，即要求动态响应非常快，否则会造成成品率下降的情况。

2、变频器控制的注塑机产品周期会有所加长，使得产能下降。这是目前很多变频器在注塑机行业的技术瓶颈。要求变频器有很好的动态响应特性。

3、注塑机在合模时需要很大的力，变频器控制时经常会出现过流的情况，所以要求变频器有强的过载能力。

4、变频器作为一个干扰源经常对注塑机的温度板、动作顺序会有一定程度的干扰。要求变频器一定要作抗干扰处理。

五、易能注塑机变频器介绍：
EDS2800系列和EDS2860系列变频器是易能电气推出的工程专用型高性能变频器。实现了高转矩、高精度的高性能调速要求。由于采用了独创的电流矢量控制算法，输出转矩大，在瞬时过载能力为200％，150％的过载可以维持3分钟，完全满足了注塑机的工况要求。

本系列变频器设计了专用的注塑机信号通道，可以直接输入0～1A电流信号或0～10V电压信号，方便客户信号的处理，不需另外增加信号处理单元。

六、易能变频器用于注塑机时的线路图：　　


从以上图可以看出，使用易能变频器在原有注塑机系统中，安装简单方便，非常适合在已经有的注塑机上进行节能改造。

七、易能变频器在注塑机行业的技术优势：
1、 注塑机专用变频器为电流矢量方式，起动转矩大，0.5HZ可以达到150%的额定转矩；动态响应快，适合注塑机快速变化现场。

2、 变频器模拟量输入与对应频率的对应关系可以设为折线式，可设置两个拐点，便于满足锁模时所需要的强大的力。

3、 可直接接常受0～1A的电流信号和0～10V的电压信号，可直接从比例流量阀获取转速控制信号，并且为两路独立信号，方便压力和流量信号的叠加，特别适应比较特殊的场合。

4、采用两路信号单独隔离供电，保证了信号的安全性，减少了互相干扰。

5、为了适应客户需要，特别设计生产注塑机一体化控制柜（EDS2860系列），内置了市电和节电转换系统，在变频器发生故障时，可以转换到市电运行，不会影响正常生产。

6、EDS2860系列注塑机一体化控制柜，合理地结构设计，可以就近安装在注塑机旁边，不占用工厂内的空间；美观的外形设计，和注塑机很好的融为一体。

八、注塑机使用变频器时的注意事项：
变频器的选型：在对变频器的选型时应根据负荷的性质和要求来定。因注塑机的负载性质是恒转矩类，机械特性较硬，动态特性要求较高，所以应选用高性能变频器（如：EDS2080系列和EDS2860系列）。　　

变频器容量的选择：在选配变频器容量前，应实测一下注塑机在各个工序过程中，油泵电机工频状态运行的最大负荷电流，作为选择变频器容量的依据。变频器的额定电流最好为控制电机额定电流的1.1-1.5倍，且电压等级与控制电机相符，对于易能注塑机专用型变频器，由于其输出转矩较大，一般情况下不需要放大一个规格，可以根据功率进行匹配。

变频器的安装环境：因为塑胶厂环境温度高，塑料粉尘多，因此节能装置的柜体要设计合理，柜内变频器周围应留足够的空间，保证良好的通风渠道，并加装冷却风扇以强迫风冷。现场需安装在通风良好，远离热源和尘埃多的地方。

变频器对注塑机工作的干扰处理：变频器的输入和输出电流中都会有一定量高次谐波成份，传出来便形成了干扰注塑机正常工作的信号。应采取以下措施：
1、不要将变频器的输入、输出电缆与变频器的控制信号（包括其它设备的控制信号线）平行走或捆扎在一起；
2、在变频器的输入、输出侧加装磁环（抗共模干扰零相电抗器）减小高次谐波电流；
3、变频器的外壳和注塑机外壳都必须可靠接地；
4、对于温度干扰的，可以考虑单独对温度检测进行。