变频器在注塑机节能改造中的应用
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紫日变频在注塑机改造节能的应用节能方案:注塑机液压系统是一个压力和流量波动较大的系统,在开模、合模、射胶、回料、顶出等不同工作阶段,其压力和流量都要发生有规律的变化。
多数时间内,负载的实际耗油量均小于油泵的供油量,造成高压状态下的液压油部分经溢流阀、比例阀等液压元件溢出。
该溢流部分不仅未伯任何有用功,而且产生热量,造成液压油发热,既耗能,又有害。
因此,根据注塑机当前的工作状态,如开模、合模、射胶、回料、顶出等阶段以及压力和速度的高定要求,自动调节油泵的转速,调节油泵供油量,使油泵实际供油量与注塑机实际负载流量在任何工作阶段均保持一致,这样,液压油的溢注部分便没有了,彻底消除了溢流现象,油泵出力减少,节省了油泵电机的电能消耗。
变频节能控制器便是利用控制供油马达在不同的阶段,提供相应的转速,提供相应的转达速,使定量泵变为节能型变量这一原理,来达到注塑机的最佳节能状态。
具体节电率的大小与被加工的零件的尺寸大小、工作周期的长短和电机的运行参数有关,根据以往的经验,属中、小型注塑机用变频器改造后的节电率一般在20%~50%。
如下图:改造后设备的优点:◆节能效果明显:可达20%-50%。
◆优化电气设施:减轻变频器负荷,减少新开厂和新建工厂的增容费。
◆延长整机寿命:节电器控制速度标准稳定,软启动(开电网冲击),减轻开锁模震动,避免设备撞击,降低油温,延长密封件使命周期,从而使得整机寿命达到延长。
◆操作方便:生产中不需要对节电器进行调整,全程自动跟踪控制,且有多种保护功能,简单、安全、方便。
◆降低噪声:改造后设备噪音降低约10DB,设备动作更稳,作业环境得到改善。
◆转换灵活:变频转换柜方便用户在任何时候,进行工频到变频或变频到工频的切换。
我公司ZVF9-Z系列注塑机专用变频器在注塑机的节能控制系统中是根据工作时所需的压力或流量参数同步成正比的自动调整电机的转速,而且还能安全稳定的运行,从而把注塑机原来浪费在比例阀上的能量全部节约下来,起到一个很好的节电效果。
变频器在注塑机上应用节能改造欧智电子一,注塑机概述众所周知,注塑机是对各种塑料(例聚乙烯、聚丙烯)成型加工的主要设备,通过对塑料颗粒在双螺杆注塑机内进行多段温度加热,在熔融搅拌增压后将流体料注入模具腔内,完成成型加工的。
我公司曾对多家厂家多种型号的注塑机成功地进行了变频改造,节电率平均达0%~55%,深受用户好评,说明注塑机进行的应用变频器的技术改造是完全可行成功的,应用变频器对大型注塑机实行节能的技术改造方案是正确的有效的,值得向大家推荐。
二,注塑机工序过程不论大、中、小型注塑机,分析它的工序过程是相同的,大致是五个工序过程:1,送模具过程,需低压力,时间较短。
2,合模具过程,左右两个模具相接,直至完全闭合,需略高压力,时间不长。
3,保压过程,送料至模腔,直到成型,固化完需较高压力,时间长约占40-60%。
4,脱模具过程,加工成型,可开启模具,到脱模完,可取出加工件,时间不长,压力略高。
5,退模具过程,加工件取出,模具后退原位,进行辅助工作后,待再次加工,这时需低压力,时间较短。
对同一台注塑机,加工不同的塑料件,其压力(p)与时间长短是各不相同的。
它与加工件的型体复杂性,使用何种塑料,一个加工件的总料量,有否嵌件等有关,具体参数设定,一般由工艺技术人员给出的,并经试验加工后,最后定案的。
三,注塑机节能的可能性分析从注塑机的P=f(t)工序过程中看出,随着不同时间段,它的主油泵压力是变化的,而且起伏较大,这就存在节能的可能性,且潜力较大,所以注塑机节电率可达20%-30%,甚至更大些。
在未使用变频器的注塑机,其主泵压力调整是靠压力卸荷来调节傍路油路的开度,来实现调节压力的方式,这种主泵调压力的方式,对主泵的电动机转速不变,依傍路阀门开度来调节压力,实践证明节能是很小的,因此是不经济的运行的方式,采用变频器调速来调节主泵的转速,从而改变流量和压力是经济的运行方式(这时阀门的开度要全开100%),这就是注塑机主泵采用变频器的原因所在,从而有较大幅度节电的道理,至于模具移动的动力源也是液压的,它有二种方法:1,另配一台小功率的低压油泵。
变频器在广本合成树脂注塑车间中央空调变频改造中的应用首先,通过安装变频器,可以实现空调系统的节能运行。
传统的空调系统在运行过程中往往采用固定频率的电机,导致设备在工作负荷较小时仍然维持着高功率运行,浪费了大量的电能。
而通过安装变频器,可以使空调系统的电机根据实际负荷情况进行自动调速,从而实现了能耗的有效节约。
其次,变频器还可以提高空调系统的稳定性和可靠性。
传统的空调系统在启动和停止过程中,由于电机的高速启动和较大的启动冲击,容易造成设备和电网的损坏。
而变频器可以实现平稳的启动和停止过程,避免了这些问题的出现,延长了设备的使用寿命。
最后,通过安装变频器,还可以实现空调系统的精确控制。
变频器可以根据空调系统的实际运行状况和需求,精确调整电机的转速和负载情况,提高了空调系统的运行效率和稳定性。
综合以上各方面的优点,可以看出变频器在广本合成树脂注塑车间中央空调变频改造中的应用具有显著的优势。
通过改造和优化空调系统,不仅提高了设备的运行效率和稳定性,还实现了节能减排的目标,为企业的可持续发展做出了积极的贡献。
相信随着技术的不断进步和应用的推广,变频器在工业生产中的应用将会变得更加普遍和重要。
很高兴看到变频器在广本合成树脂注塑车间中央空调变频改造中的广泛应用,接下来我们将进一步探讨变频器在此过程中的应用和优势。
首先,我们需要了解变频器的工作原理。
变频器是一种用于改变电动机运行频率和电压的电子设备,通过控制电机输入的电压和频率,从而实现对电机转速的精确控制。
传统的空调系统使用定频电机,只能以固定的速度运行,而变频器可以根据负载需求动态调整电机的转速,实现节能和高效运行。
在广本合成树脂注塑车间中央空调变频改造中,变频器的应用为车间空调系统带来了许多优势。
首先是节能优势。
由于车间空调系统的负荷是时常变化的,传统的固定频率电机无法适应这种变化,而通过改造安装变频器,可以使空调设备根据实际负荷情况实现自动调速,大大提高了系统的能效比。
注塑机节能改造方案简介注塑机是一种用于制造塑料制品的设备,它在工业生产中起着重要的作用。
由于注塑机的运行需要消耗大量的能源,并产生大量的废热,因此对注塑机进行节能改造是非常必要的。
本文将介绍一些注塑机节能改造的方案,旨在降低能源消耗和减少对环境的负面影响。
1. 控制系统升级注塑机的控制系统是其核心部件,它负责对注塑过程进行精确控制。
通过对控制系统进行升级,可以实现更加高效的能源利用。
以下是几种可行的方案:•采用变频器技术:变频器可以根据注塑机的负荷情况调整电机的运行频率,从而实现能量的节约。
在负荷较小的情况下,可以降低电机的运行频率,降低能源消耗。
•优化注塑参数:通过对注塑过程的参数进行优化,如提高注塑机的熔胶速度、降低注塑温度等,可以实现更高效的注塑过程,减少能源的浪费。
•安装节能传感器:安装温度传感器、压力传感器等节能传感器,可以对注塑过程的实时数据进行监测和分析,从而优化控制系统的参数,达到节能的效果。
2. 优化冷却系统注塑过程中,冷却是一个非常重要的环节。
冷却系统的优化可以降低能源消耗,并提高生产效率。
以下是一些可行的方案:•优化冷却水的流量:通过合理调整冷却水的流量,可以确保注塑过程中的冷却效果,同时避免过度消耗水资源。
•安装冷却塔:注塑机通常会产生大量的废热,安装冷却塔可以将废热排放到室外,从而减少对环境的热污染。
•使用高效冷却设备:使用高效的冷却设备,如冷却水泵、冷却风扇等,可以提高冷却效果,降低能源消耗。
3. 采用节能材料在注塑机的设计和制造过程中,选择节能材料也是一种有效的节能措施。
以下是一些建议:•使用高效能热传导材料:选用热传导性能较好的材料,可以降低注塑机的能量损耗,提高注塑效率。
•采用节能型电机:选择能效比较高、节能效果显著的电机,可以降低能源消耗。
4. 建立节能意识和培训体系除了技术方面的改进,建立节能意识和培训体系也是促进注塑机节能的重要手段。
以下是一些建议:•组织节能宣传活动:通过举办节能宣传活动,向员工宣传节能的重要性,增强他们的节能意识。
注塑机行业变频器改造应用前言第一章:注塑机变频器改造节能原理一:注塑机工作过程二:注塑机变频器系统的节电分析三:注塑机变频改造必要性第二章:变频器在注塑机行业的改造方式一:注塑机专用变频器特点二:注塑机变频改造接线方式三:变频器的调试第三章:变频器改造后的常见问题及解决方案一:生产效率问题二:信号干扰三:温度信号受干扰的问题四:注塑机电机的振动问题五:电机发热的问题六:高次谐波问题七:工,变频控制系统第四章:成功案例及测试数据结束语前言注塑机作为现代高分子材料的成型设备,广泛应用于各种热塑性塑料(聚苯已烯、乙烯、聚丙烯、尼龙、ABC、聚碳酸酯等)、工程塑料的注射成型加工。
自五十年代螺杆式注塑机问世以来,至今已有五十年的历史。
纵观这几十年注塑机的发展,精密化、高速化、环保节能化仍是当前注塑机发展的主要内容。
精密化主要体现在注塑机控制系统的改善方面,高速化的发展主要表现在液压控制系统的改善方面。
长期追求精密化和高速化的注塑机设计,导致注塑机的能耗的日益增大,因此对于塑料制品行业来说,电耗是其生产成本的主要部分。
近年来,一些国内外注塑机制造厂纷纷推出了各式节能型注塑机,包括变量泵注塑机﹑全电动注塑机等等,但由于制造工艺复杂﹑对使用条件要求高和设备价格昂贵等种种原因,在市场上销售数量不多。
对于绝大多数生产厂家使用的定量泵注塑机来说,采用新技术进行节能改造更具有实际意义。
经过多年的实践积累,这个重担落在了交流变频调速技术上。
第一章:注塑机变频器改造节能原理一:注塑机工作过程注塑机的工作过程有提压、加热、合模、射胶、保压、开模等环节。
提压的目的是升高油泵站的压力,此时要求油泵电动机高速运转,从而使油压快速升高,达到要求的工作压力;同时加热系统起动,使塑料填料快速熔化。
合模则是为塑压工件提供射胶容腔,其合模力大小直接影响工件尺寸精度和表面光度。
射胶过程是工件塑压的中心环节,其射胶量大小由射胶压力和射胶时间决定。
变频器在注塑机中的应用一.前言半个世纪以来,塑料已成为工农业和民用主要的材料之一。
注塑机就是一种专用的塑料成型机械。
它利用塑料的热塑性,经适当加热熔化后,加高压快速流入模腔经一定时间保压、冷却。
成为各种型材和塑料制品。
在注塑机上推广应用变频器可以实现节约电能、提高生产率和产品质量,降低油污染和噪声污染,延长机器使用寿命等优点。
因此将逐步推广使用。
二.注塑机变频调速系统的方案注塑机的工作循环如下:1)锁合模:模板快速,接近定模板,且确认无异物存在时,系统转为高压,将模板锁合。
2)注射台前移:喷嘴与模具紧贴。
3)注射:注射螺杆以一定的压力和速度将料筒前端的熔料注入模腔。
4)保压、冷却:通过此动作,使模腔内的塑料制品冷却成形。
5)预塑:传统上应用液压马达驱动螺杆并后退,料斗中加入的塑料粒子被前推进行预塑。
螺杆后退到预定位置,停止转动,准备下一次注射。
6)注射台后退,开模7)顶出制品以上这些动作在传统的注塑机上都是以液压系统来完成的。
由油泵和不同阀门的配合产生的压力和流量,提供油缸和液压马达所要求的推动力和移动速度。
众所周知,油泵的输出功率Pt=p*qt=p*V*n (1)而油泵的理论转矩:Tt=1/2pi*p*V (2)式中p为压力,qt为流量,V为油泵排量,n为油泵转速将(2)式代入(1)式得:Pt=2pi* Tt *n (3)如果忽略机械能到液压能转换过程中的能量损失,则可近似认为油泵的输出功率与电机的输出转矩与电机转速成正比。
因此可以看出,当系统要求低流量时,系统要求的功率其实是非常低的。
但是实际情况却是,由于电动机始终运行在工频50Hz状态上,并不能根据实际的需求来降低其转速,从而减小流量。
因此多余的液压油通过比例流量阀流回油箱,造成能源的白白浪费。
根据以上事实,德国科比(KEB)公司以此为基础,在几年的实践应用中积累了许多宝贵经验,提出了多种变频器在注塑机械上的节能方案,并且取得了成功。
方案一油泵变频调速此种方案采用了KEB F4-F系列闭环矢量控制水冷变频器。
注塑机变频器随着塑料制品在工业生产中的广泛应用,注塑机作为生产塑料制品的重要工具,其自动化程度和生产效率的提高越来越受到关注。
注塑机的变频器,作为其控制系统的重要组成部分,可以有效地提高注塑机的控制精度和生产效率,为塑料制品生产提供更好的保障。
一、注塑机变频器的作用注塑机变频器是控制注塑机电机转速和加减速的设备。
其主要作用是通过控制电机的转速和电流来调节注塑机的进给速度和塑化速度,以实现精确定量的注塑过程,提高注塑机的生产效率和精度。
当注塑机负载发生变化时,变频器能够根据负载变化自动调节电机的转速和电流,保证注塑机能够在任何负载条件下稳定工作,从而提高注塑机的生产效率和运行稳定性。
二、注塑机变频器的特点1、精准控制:注塑机变频器采用高精度的矢量控制技术,可实现精确的转速控制和负载调节,保证注塑机精准的进给速度和塑化速度,从而提高注塑机的注塑精度和生产效率。
2、能耗节约:变频器能够通过调节电机转速和电流来降低注塑机的运转速度,从而实现能耗的节约,降低生产成本。
3、稳定性强:注塑机变频器采用先进的控制技术和优化设计,工作稳定可靠,能够保证注塑机在长时间工作后不出现故障和损坏,从而保证生产效率和生产周期。
4、操作简便:注塑机变频器采用友好的人机交互界面,操作简单直观,可根据实际生产需要进行调节和设置,方便快捷。
三、注塑机变频器的适用范围注塑机变频器广泛应用于各种注塑机型号、规格和品牌,能够适应不同的注塑制品生产。
特别是在高精度、高速度和大批量生产的情况下,注塑机变频器的作用更加明显,能够提高生产效率、降低成本,增强企业竞争力。
四、注塑机变频器的推广与应用随着我国注塑机行业的逐步发展和生产技术的不断升级,注塑机变频器逐渐得到广泛应用。
目前,国内注塑机变频器市场存在一定的品牌和产品类型差异,用户在选择使用时需要根据自身生产需求和实际情况进行选择和购买。
同时,注塑机变频器生产厂家也需要不断加强技术研发和产品创新,提高产品质量和服务水平,以满足用户的不同需求和要求。
变频器在注塑机控制中的应用在制造业中,注塑机是一种常见的设备,用于加工塑料制品。
注塑机的控制是生产过程中要关注的重点,而变频器在注塑机控制中的应用则是一个热门话题。
本文将探讨变频器在注塑机控制中的应用以及其优点。
一、注塑机的控制注塑机是一种将熔化的塑料注入到模具中,使其冷却并形成所需形状的设备。
注塑机的控制主要包括以下几个方面:1.压力控制:保证熔化的塑料能够顺利注入模具中。
2.速度控制:控制塑料注入模具的速度,以避免塑料烧焦或模具破裂。
3.温度控制:控制加热和冷却的温度,以确保最终产品的质量。
4.时间控制:控制注塑机在生产流程中的时间,包括注塑、冷却、模具开合等。
以上控制可以手动或自动进行,手动控制需要人工对每一步进行控制,而自动控制则由电脑程序控制。
二、变频器在注塑机控制中的应用变频器是一种能够控制电动机转速的电子设备。
在注塑机控制中,变频器可以控制注塑机电动机转速,从而实现对注塑机的控制。
具体来说,变频器在注塑机控制中的应用主要体现在以下几个方面:1.控制油泵电机:油泵是注塑机中关键的部件之一,变频器可以控制油泵电机的转速,以达到精确控制的目的。
2.控制电机的转速:变频器可以控制注塑机电机的转速和转矩,从而实现对注塑机运行速度的控制。
3.节能:变频器可以通过精确控制电机的转速和转矩,大幅降低注塑机的能耗,节约电费。
4.提高生产效率:变频器可以通过快速响应系统和直接驱动机械部件的方式,提高注塑机的生产效率。
三、变频器在注塑机控制中的优点在注塑机控制中,采用变频器控制注塑机电机有以下优点:1.精确控制:采用变频器控制注塑机电机,能够实现数码化控制,通过精准计算,实现最佳控制效果。
2.稳定性强:采用变频器控制注塑机电机,能够在大范围的负载变化下保持稳定。
3.节能效果显著:采用变频器控制注塑机电机,能够降低电机在无负载时的电流和功率,从而实现节电效果。
4.适用性强:变频器可灵活控制电机转速,适用范围广,可满足多类型注塑机的控制需要。
注塑机节能改造方案注塑机是一种用于制造塑料制品的机械设备,其能源消耗较大,注塑机节能改造的目的是降低能源消耗并减少对环境的影响。
以下是一些注塑机节能改造方案:1.更新节能型变频器:传统注塑机使用的变频器能量转换效率较低,通过更新为节能型变频器可以提高能源转化效率,降低能源消耗。
节能型变频器能根据实际生产需求调整电机速度,减少能耗。
2.安装高效能电机:使用高效能电机可以大幅度降低能源消耗。
高效能电机具有较高的能源转换效率,相较于普通电机能节约30%以上的能源消耗。
3.使用节能型加热系统:注塑机的加热系统是能源消耗的主要部分,使用节能型加热系统可以降低能源消耗。
这包括使用节能型加热器和优化加热系统结构,减少热量损失。
4.优化注塑工艺参数:通过优化注塑工艺参数,可以提高注塑过程的效率,减少废品率和能源消耗。
例如,调整注塑温度、注塑时间和注塑速度等参数,以提高材料利用率和生产效率。
5.安装节能型附属设备:注塑机的附属设备(如冷却系统、压缩空气系统等)也会消耗大量能源,通过安装节能型附属设备可以减少能源消耗。
例如,使用高效能水冷却系统、高效能压缩空气系统等。
6.定期维护和保养:定期维护和保养注塑机可以确保其正常运行,并减少能源消耗。
包括清洁和润滑机器、更换损坏零件等。
7.资源回收和再利用:优化产品设计,增加注塑机中的回收装置,将废品和废渣重新利用,减少资源浪费。
8.提高员工意识:提高员工对节能环保的意识,培训员工关于注塑机节能的知识和技能,使其能主动参与到节能改造中。
综上所述,注塑机节能改造方案包括更新节能型变频器、安装高效能电机、使用节能型加热系统、优化注塑工艺参数、安装节能型附属设备、定期维护和保养、资源回收和再利用以及提高员工意识等措施。
通过综合实施这些措施,可以降低注塑机的能源消耗,减少对环境的影响。
变频器在注塑机中使用1引言注塑过程一般分为以下步骤:锁模注射保压熔胶加料冷却定型开模顶针。
每一动作的完成都有时间、压力、速度、位置等几个参数的精密配合,也就是说在某一位置的位移都有相应的压力和速度,且在不同的位置和时间内其压力和速度都是可变的。
同时每一动作完成后发出终止信号传送给程序控制器,程序控制器收到信号后才发出执行下一动作的指令。
此外注塑机系统本身还存在一些弱点:(1)注塑机动作内部有着十分剧烈的突变过程:如锁模过程中,快速锁模慢速低压护模高压高速锁模的工况突变就很剧烈:又如注射过程中,慢速注射快速慢速快速慢速的射胶过程工况也是很剧烈的,对机器的冲出非常大,影响了整个注塑系统的寿命。
(2)动作油路制动达不到设计的精度,油路制动的开闭取决于电磁阀,而电磁阀的动作又取决于过程控制器提供的电压和电流,因大多数注塑机都没有死循环控制,阀的开闭精度就会大打折扣,尤其是阀的开闭程度在10%以下和90%以上时,某一动作在此状态下被执行很难保证其稳定性和重复精度。
(3)执行动作的油缸本身有油封破损,内泄现象,执行动作的可靠性和稳定性不高。
这是由于多数时间内,负载的实际耗油量均小于油泵的供油量,造成高压状态下的液压油部分经溢流阀、比例阀等液压元件溢出。
该溢流部分不仅未作任何有用功,而且产生热量,造成液压油发热,既耗能,又有害。
采用注塑机的变频运行,就能很好的解决这些问题,既提高了整个注塑系统的精度和稳定性,减少巨大的机械冲出,延长系统使用寿命,又能够节约大量的电能。
2注塑机变频节能原理对于塑料制品行业来说,电耗是其生产成本的主要部分,而注塑机是塑料制品厂的主要能耗设备之一,因此降低注塑机的能耗成为注塑行业降低成本、提高产品竞争力的有效途径。
传统的注塑机是采用定量泵供油的,注塑过程的各个动作对速度、压力的要求也不一样,它是通过注塑机的比例阀采用溢流调节的方式将多余的油旁路流回油箱,在整个过程中,马达的转速是不变的,故供油量也是固定的,而由于执行动作是间隙性的,也并不可能是满负载的,因此定量供油就有很大的浪费空间,据实测至少有50%左右。
变频器在注塑车间中央空调变频改造中的应用引言中央空调在注塑车间中扮演着关键的角色,它能够有效地调控车间的温湿度,提供舒适的工作环境,以提高工作效率和产品质量。
而传统的中央空调系统通常采用固定频率的压缩机,这种方式存在能耗高、工作效率低等问题。
为了解决这些问题,现代注塑车间中央空调系统开始广泛应用变频器进行改造。
本文将介绍变频器在注塑车间中央空调变频改造中的应用和优势。
变频器的工作原理变频器是控制交流电动机转速的设备,通过改变电机的输出电压和频率来调整转速。
它通过三相电压与电流的转换,可以实现对电机的精确控制。
在注塑车间中央空调系统中,变频器主要用于控制压缩机的转速,从而实现对制冷能力的精细调节。
变频器在注塑车间中央空调中的应用优势节能减排传统的中央空调系统在运行时,压缩机通常以固定频率运转,无法根据实际需求进行动态调节。
而变频器可以根据室内温度、负荷情况等因素精确调节压缩机转速,确保制冷能力和耗能之间的平衡。
通过减少压缩机的能耗,可以显著降低注塑车间的能源消耗,实现节能减排的目标。
精确控制变频器可以实现对压缩机转速的精确控制,从而提供更准确的制冷能力。
在注塑车间中,精确控制中央空调系统的制冷能力可以根据车间内部的温度变化进行调整,保持稳定的温度和湿度。
这不仅可以提高工作环境的舒适性,还能保证产品加工的稳定性和质量。
延长设备寿命传统的中央空调系统在启动和停止时,压缩机需要经历频繁的启停过程,这会对设备造成较大的负荷,容易导致设备寿命的缩短。
而变频器可以通过调整压缩机的转速,平滑启停过程,减少对设备的冲击,从而延长设备的使用寿命。
减少噪音传统的中央空调系统在运行时,由于压缩机的固定频率运转,会产生较大的噪音。
而变频器可以通过调整压缩机的转速,减少噪音的产生。
这对于注塑车间来说是非常重要的,因为噪音对工作人员的身体健康和工作效率都有一定的影响。
变频器在注塑车间中央空调中的实际案例案例一:某注塑车间中央空调系统的变频改造某公司的注塑车间中央空调系统原本采用固定频率的压缩机,存在能耗高、噪音大、温湿度控制不准确等问题。
变频器在注塑机节能改造中的应用2008-03-18 20:18一.塑料行业在国的开展形势现在人们已公认一个国家或地区塑料的人均年消耗量及塑料工业在国民经济中所占的地位是反映工业开展与进步的重要标志之一。
中国塑料资源丰富,21世纪初主要合成树脂年产量达1.4万吨,排世界第4位。
并且中国合成树脂的产量还在以5%~10%的速度增长。
中国又是塑料消费大国,据统计,其年消耗量占世界第二,仅次于美国,而中国的人均消费仅为19kg,在世界排名第32位,是工业兴旺国家的11%~20%,可见中国的塑料工业还要大开展,塑料机械前景广阔。
根据塑料制品的市场分析,目前中国塑料机械行业产值每年约100亿元,而国市场需求约200亿元,还有很大空间,注塑机的需求也逐步由南方向北方扩散,同时也带将带动塑料工业关联产业的开展。
二.变频改造在注塑行业开展趋势近几年塑料行业开展越来越迅速,其中注塑行业也正迎来一个飞速开展的机遇。
但同时行业的竞争也日渐剧烈,各厂家除了重视产品质量和品牌外,也越来越重视生产本钱的控制。
从注塑机工艺过程知道,在注塑成型产品本钱中,电能消耗本钱占了很大的比例,因而能否有效减少电能损耗,受到了各注塑机厂家和用户的关注。
随着变频调速技术的推广,变频调速在传动控制和节能领域已日渐得到了广泛应用,尤其在泵类负载场合采用变频控制节能效果显著。
本文以四方注塑机专用型变频器为例,介绍了注塑机变频改造的可行性和改造中常出现的问题及相应处理方法。
三.注塑机变频改造可行性3.1 注塑机根本概况及成型工艺过程普通注塑机通常采用液压传动,其构造包含注射装置、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预定工序的要求〔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,液压传动系统中的动力由电机带动油泵提供。
变频器在注塑机节能改造中的应用一. 塑料行业在国内的发展形势现在人们已公认一个国家或地区塑料的人均年消耗量及塑料工业在国民经济中所占的地位是反映工业发展与进步的重要标志之一。
中国塑料资源丰富,21世纪初主要合成树脂年产量达1.4万吨,排世界第4位。
并且中国合成树脂的产量还在以5%~10%的速度增长。
中国又是塑料消费大国,据统计,其年消耗量占世界第二,仅次于美国,而中国的人均消费仅为19kg ,在世界排名第32位,是工业发达国家的11%~20%,可见中国的塑料工业还要大发展,塑料机械前景广阔。
根据塑料制品的市场分析,目前中国塑料机械行业产值每年约100亿元,而国内市场需求约200亿元,还有很大空间,注塑机的需求也逐步由南方向北方扩散,同时也带将带动塑料工业关联产业的发展。
二. 变频改造在注塑行业发展趋势近几年塑料行业发展越来越迅速,其中注塑行业也正迎来一个飞速发展的机遇。
但同时行业内的竞争也日渐激烈,各厂家除了重视产品质量和品牌外,也越来越重视生产成本的控制。
从注塑机工艺过程知道,在注塑成型产品成本中,电能消耗成本占了很大的比例,因而能否有效减少电能损耗,受到了各注塑机厂家和用户的关注。
随着变频调速技术的推广,变频调速在传动控制和节能领域已日渐得到了广泛应用,尤其在泵类负载场合采用变频控制节能效果显著。
本文以四方注塑机专用型变频器为例,介绍了注塑机变频改造的可行性和改造中常出现的问题及相应处理方法,三. 注塑机变频改造可行性3.1 3.1 注塑机基本概况及成型工艺过程注塑机基本概况及成型工艺过程普通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预定工序的要求(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,液压传动系统中的动力由电机带动油泵提供。
其中,油泵绝大部分是定量油泵,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---取出制品---将被注塑件放入模具中—合模等加工工序达到某件产品成型。
各个过程所需的速度和压力因不同工艺而不同,即所需的液压油流量不同,因而注塑机整个动作过程对油泵电机来说是个变负载过程。
在定量泵注塑机液压系统中,油泵电机始终以恒定转速提供恒定流量的液压油,各个动作中相应多余的液压油则通过溢流阀回流,从而造成电能的浪费。
据统计,由电液阀控模式造成电能损耗高达36~68%;根据注塑机设备工艺,油泵电机耗电占整个设备耗电比例高达65~80%。
因此,对阀控电液模式进行节能改造具有很大的潜力。
普通注塑工艺中的主要损耗3.2 普通注塑工艺中的主要损耗3.2普通注塑工艺中的主要损耗第一为溢流损耗。
随产品及加工工序不同,各工序所需液压、流量、压力不同(见附第一为溢流损耗图1)。
对于油泵马达而言,注塑机在注塑过程的负载是处于变化状态。
而泵的流量是按照所需的最大流量来设计的,其原注塑油泵马达以恒定的转速提供的液压流量,当注塑机所需的流量小于最大流量时,多余的液压将通过溢流阀回流,这一部分能量就损耗掉了。
第二为节流损耗。
当液压油流经阀的节流口时会有一定的压降,这就是节流损耗。
由第二为节流损耗于方向阀的节流面积比较大,所以大部分的节流损耗发生在比例阀上。
同时由于液压长期全速循环流动与液压件机械剧烈磨擦,造成油温过高,噪音过大,机械寿命缩短等不良现象。
第三为设计余量损耗三为设计余量损耗三为设计余量损耗。
通常在设计中,一般会考虑到共用性,设计时以最大容量为基础,因此用户油泵电机设计的容量比实际需要高出很多,存在“大马拉小车”的现象,造成电能的大量浪费。
图一:注塑机工序图和能耗对照图 四. 变频器在注塑机节能改造中的优点4.1 4.1 调速节能调速节能调速节能根据注塑机的工艺要求,把总压阀、低压阀、一压阀、二压阀的开关信号经转换后加在变频器的输入端作为变频器的频率给定信号,变频器通过对其进行实时采样并通过CPU 处理,使输出频率随比例阀的模拟信号成线形变化,在需要压力和流量较小的工艺过程中使电机转速降低,从而降低电机的输出功率,在冷却和半成品置入过程中可以让电机停转,使电机在整个负载范围内的能量损耗达到最小程度。
4.2 4.2 提高功率因数节能提高功率因数节能提高功率因数节能无功功率不但增加线损和设备的发热,更主要的是因为功率因数的降低导致电网有功功率的降低。
由公式S²=P²+Q²,Q=S*SINφ,P=S*COSφ,其中:S-视在功率。
Q-无功功率,P-有功功率,COSφ-功率因数。
可知,当COSφ越大,有功功率 P 越大。
普通定量泵注塑机COSφ值在0.6-0.8之间,而使用变频调速装置后,由于变频器内滤波电容的补偿作用,使得COSφ≈1,从而减小了无功损耗,增大了电网的有功功率。
4.3 4.3 软启动节能软启动节能由于原电机为直接启动或Y/△启动,启动电流等于(3-7)倍额定电流,这样会对机电设备和供电电网造成严重的冲击,而且还会增加电网容量要求,启动时产生的大电流和震动对设备的使用寿命极为不利。
而使用变频节能装置后,利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始,最大值被限制在变频器设置的加速中电流限幅水平以内,一般不超过1.7倍额定电流,减轻了对电网的冲击和对电网容量的要求,延长了设备和模具的使用寿命。
五. 变频器变频器节能改造原理节能改造原理由泵类负载的工作特性可知,泵的流量与转速成正比,泵的扬程与转速的平方成正比,泵电机轴功率与转速的立方成正比,如下述公式所示:Q2/Q1=N2/N1 ;H2/H1=(N2/N1)2 ;P2/P1=(N2/N1)3其中Q 为流量、N 为转速、H 为扬程。
管阻特性转速下降图2:阀门控制与变频控制节能比较图2给出了阀门控制与变频控制两种模式下的节能效果比较。
原有注塑机系统采用阀门控制,当流量由QA减少到QB时,由于管阻特性,工作点由A点转移B点,消耗的功率与0EBF的面积成正比。
若采用变频控制,这时因阀门全开,其管阻特性不变,工作点由A点转移到C点,消耗的功率与0ECH的面积成正比。
因此,从图2中可以看出,采用变频调速比阀门控制更加节能,且随着转速的降低,电机输出功率成立方关系减少。
这样,根据注塑工艺适时地调节油泵电机的转速,即可达到节能的目的。
目前三相异步电动机大多采用变频调速,由电机同步转速公式:n=60(1-S)f/p其中,n为电机转速;s为转差率;f为供电频率;p为极对数。
由上式可知,改变电源频率即可改变电机转速。
因此,采用注塑机比例流量阀及比例压力阀的控制信号同步控制油泵马达的变频器,使油泵电机的转速与注塑机工作所需的压力、流量成正比,从而使溢流阀的回流量减到最小,液压系统输出与注塑机生产所需功率相匹配,便可达到节能目的。
据统计,其单机节电率可达25~65%。
六.四方变频器的应用四方变频器的应用注塑机专用变频器的特点6.1四方四方注塑机专用变频器的特点四方注塑机专用变频器(E520系列)是根据注塑机工作特性专门设计的变频调速器。
通过对阀控电流、电压信号的采集,经CPU处理后对油泵电机进行相应的调速,从而满足注塑机工艺要求。
它具有以下特点:(1)具有适合注塑机专用的频率给定信号通道通用变频器的频率给定信号标准为0~10V电压信号或4~20mA电流信号,但注塑机专用变频器则需具有0~1A/10V信号接收通道。
四方E520系列变频器可直接入0~1A电流信号,而不需要另外加装信号转换电路。
(2)过载能力强、响应速度快一般注塑产品的工艺周期相对较短,从10几秒到几分钟不等。
一个成型产品从开模到合模,要求各个过程动作迅速。
采用变频控制时,油泵电机负载频繁变化,这就要求变频器有很强的过载能力。
四方E520系列变频器根据阀控信号进行快速升降速,加减速时间可达0.5~1s。
6.2变频改造电路注塑机变频改造时采用变频+工频控制方式。
其控制柜主电路由电度表、四方变频器和工频旁路接触器等构成,控制电路由工频/变频切换开关、启动、复位开关、指示灯等构成。
(1)变频控制柜主电路图3给出了注塑机变频节能改造的主电路图。
图中,QF为断路器,KM1、KM2、KM3为接触器。
在改造注塑机时仍保留注塑机原有控制电路中的星-三角转换电路,这样可方便改造同时保持注塑原来的控制特性。
采用工频旁路目的是为了在变频器出故障时可直接切换到工频运行,而不影响生产。
电度表变频器图3:注塑机变频节能改造主电路图(2)变频控制柜控制电路图4为注塑机变频柜的控制电路框图。
图中,SB为工频/变频转换开关,选用三级开关;SB1为变频器停止按钮,SB2为变频器启动按钮;L1为总电源指示灯;L2为工频运行指示灯;L3变频运行指示灯;L4为变频器故障指示灯,其故障信号由变频器TA、TC输出;KM1、KM2变频运行接触器;KM3为工频运行接触器。
图4:注塑机变频柜控制电路框图(3)变频主要参数设置以四方E520系列变频器在注塑机中的应用为例,变频器采用比例流量+比例压力两路信号控制,主要参数设定如表1所示。
F0.0=1, F0.1=1,F0.7=1 F3.19=2F0.8=0.7, F0.9=1.8,F3.1=0.12, F3.2=0.76F3.3=0.12, F3.4=0.70F3.5=0.5, F3.6=0.5表1:四方E520系列的主要参数设定(4)E520系列注塑机专用变频器的特点1.与注塑机同步运行,调试完成投用后无需任何调节;即使更换模具和改变加工参数,均无需对变频节能控制器进行调整。
2.改造后注塑机液压油发热明显降低,一般比改造前平均油温降低15~20℃以上;液压油使用寿命可得到延长;注塑机冷却用水量可节省30%以上。
3.对整个系统的保护功能,(1)、变频器自身的保护;(2)、对电机的保护;如:电流限制、过载、输出短路或输出接地等(3)、对因误操作引起的机械损伤进行保护;如:未到熔融温度强行溶胶引起火箭头、炮筒、螺杆或溶胶马达的损坏等。
4.注塑机运行噪音明显降低,开、锁模振动减轻,延长设备和模具的使用寿命,改善工作环境;用电功率因数提高,油泵主电机平滑启动,启动时无大电流冲击并可减少配电设备容量。
5.延长油路密封组件的使用寿命,减少停机维修几率,节省大量维护费用。
6.注塑件加工周期越长,节能效果越好;及处理方法七.调试中常出现的问题调试中常出现的问题及处理方法7.1调试前注意事项注塑机变频节能电气改造相对比较简单。