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注塑机伺服系统节能原理一、引言随着工业化进程的加快和环境保护意识的增强，节能已经成为了各行各业的重要议题。
注塑机作为一种重要的塑料加工设备，其节能问题也备受关注。
目前，注塑机伺服系统被广泛应用于注塑机上，以提高注塑机的节能性能。
本文将从注塑机伺服系统的基本原理、控制方式和节能效果等方面进行论述。
二、注塑机伺服系统的基本原理1.注塑机伺服系统的组成2.伺服电机的特点伺服电机是注塑机伺服系统的核心部件，其具有响应速度快、控制精度高、输出扭矩稳定等特点。
伺服电机通过微处理器的控制，实现了对注塑机运行过程中各个环节的精确控制，从而提高了注塑机的运行效率和质量。
三、注塑机伺服系统的控制方式1.闭环控制闭环控制是指通过传感器实时检测注塑机的运行状态，并将反馈信息传输给微处理器，微处理器根据反馈信息进行数据处理和计算，调整伺服电机的工作参数，从而实现对注塑机运行过程的精确控制。
2.开环控制开环控制是指在注塑机的运行过程中，不实时检测注塑机的运行状态，并且不进行反馈信息的处理和计算。
开环控制一般适用于对注塑机的运行要求不高，且对注塑品质要求不严格的情况下。
四、注塑机伺服系统的节能效果1.降低电能消耗2.提高运行效率3.降低产品缺陷率由于伺服电机可以精确控制注塑机的运行过程，保证了注塑机在运行过程中的稳定性，减少了产品的缺陷率。
4.延长设备寿命五、结论注塑机伺服系统通过对注塑机的运行过程进行精确控制，可以提高注塑机的节能性能。
通过降低电能消耗、提高运行效率、降低产品缺陷率和延长设备寿命等方式，注塑机伺服系统可以实现对注塑机的节能优化。
未来，随着技术的不断进步和应用的不断推广，注塑机伺服系统的节能效果将会进一步提高。
大型注塑机液压动力驱动系统节能技术的分析研究及展望摘要：本文分析了大型注塑机液压驱动系统能耗的主要特点，指出了其节能的研究开发重点，提出并分析了几种多泵液压驱动源的节能特点及性能，探讨了新颖的节能液压驱动系统。
大型注塑机的能耗主要表现在液压动力驱动系统，提高液压动力驱动系统的效率，降低液压动力驱动系统的装载功率，减少无效能耗，是大型注塑机节能的主要研究重点。
大型注塑机的液压动力驱动系统主要特点是由有多个液压动力驱动单元组成，不同于单一液压驱动单元的中、小型注塑机，所以，大型注塑机节能的液压动力驱动系统的开发，是对整个液压动力驱动系统的分析研究。
本文根据作者对大型注塑机节能的液压动力驱动系统开发研究的一些成果，进行进一步的探讨，并对大型注塑机节能液压动力驱动系统的科技进步，提出一些作者的观点。
1 大型注塑机液压动力驱动系统能耗分析注塑机的加工工作循环周期，一般分为低压移模、高压锁模、高压开模、变速（压）注射、多级压力保压、多级速度塑化、顶出（退）、制品冷却、抽芯、制品取出等几个阶段，各个阶段所需的工作压力与工作流量相差很大，处于周期性的不断变化负载的工况，例如，塑化阶段，一般需要系统的最大流量，制品冷却时间，不需要系统的动力供给。
大型注塑机成形大形制品，工作压力与工作流量周期性变化范围更大，特别是制品的保压及冷却时间更长，所以节能对大型注塑机尤为重要。
大型注塑机动力驱动系统的装载功率很大，至少有55kW，甚至达到近400kW。
执行机构的动力来自液压动力驱动系统，使液压动力驱动系统提供的动力匹配于执行机构所需的动力，尽量减少能量的损失，系统即达到最佳的节能状态。
2 大型注塑机多泵液压动力驱动泵源节能系统大型注塑机液压动力驱动系统的节能是大型注塑机液压系统节能的最主要研究对象。
大型注塑机的液压动力驱动泵源一般由多个液压驱动泵源系统组成，以达到系统工作所需流量。
系统中，其中一个小泵为成形周期中一直工作的动力驱动主泵，其余间歇工作的辅助多泵与主泵组合，达到系统各步成形速度的要求。
液压机械节能控制技术发展研究摘要：随着我国经济的快速增长，能源消耗量也在不断增加。
据统计，目前全国每年用于生产、生活和交通等方面的能源消费总量已经超过20亿吨标准煤，其中大部分是以煤炭为主要燃料进行驱动的。
因此，降低能耗对节约资源、保护环境具有重要意义。
而液压系统作为工业设备中能量损失最大的环节之一，其能量利用率较低，约有35%—65%的能量被浪费掉了。
因此，如何提高液压系统的能量利用效率成为当前亟待解决的问题。
关键词：液压机械；节能；控制技术；发展引言：随着社会的不断进步和科学技术的飞速发展，人们对能源问题越来越重视。
在所有的资源中，石油是不可再生的有限资源之一，而且它还面临着日益枯竭的危险。
因此，节约利用现有的各种资源已经成为世界各国都十分关注并积极探索的重要课题。
我国作为一个人口众多、人均资源相对匮乏的国家，更应该把节约放在首位。
一、液压机械节能控制技术的研究现状（一）电液比例智能化控制在液压系统中，通过对油路进行优化设计和调整，可以实现能量损失最小化。
其中，电液比例控制是目前应用最广泛的一种方法之一。
该方法采用电信号来精确地调节执行元件的运动状态，从而达到控制液压系统压力、流量等参数的目的。
同时，由于其具有响应速度快、精度高、可靠性强等优点，被广泛用于各种工业领域。
例如，在工程机械、农业机械、矿山机械以及船舶等行业中都有广泛应用。
（二）柴油机电喷控制技术在当前社会中，随着科技水平不断提高，柴油机已经成为重要的动力源。
而为了进一步提升其性能和效率，相关领域也开始逐渐关注起柴油机电喷控制技术这一问题来。
通过对该项技术进行深入探究可以发现，其主要是利用电子控制装置来实现对燃油喷射过程的精确掌控，从而达到减少能量损失以及降低排放量等目的。
同时，这种技术还能够有效地改善柴油机的燃烧质量，使得其整体工作效率得到大幅度提升。
因此，将其应用到液压机械节能控制系统之中，将会取得非常显著的效果[1]。
二、工程机械液压技术发展中的系统控制方式（一）变量泵控制方式变量泵是现代液压传动系统中最常用的一个元件，其主要作用就是实现对液体的定量输出。
液压系统中的高效节能控制技术研究与应用第一章：液压系统的概述液压系统是一种广泛应用于各种工业生产中的传动控制系统。
其能够将机械能转换为液压能，进而实现力的放大和传递，从而达到工业生产中需要的各种操作。
液压系统广泛应用于冶金、矿山、农业、工程机械、船舶、航天等领域。
然而，液压系统在使用过程中也存在能源浪费、环境污染等问题。
因此，在液压系统中引入高效节能的控制技术成为发展的必然趋势。
第二章：液压系统中节能技术的研究现状2.1 液压系统中流体动力控制技术流体动力控制技术被广泛应用于液压系统中。
以PID调节器为基础的闭环控制技术可以更有效地控制系统的流率和压力。
采用节流阀、换向阀等元件实现液压力的调节控制，以节流阀为代表的稳态调速系统，以压差式稳态调速系统为代表的双阀流量调节系统，以及以电液比例系统为代表的比例调速系统等也是液压系统节能技术的一些典型代表。
2.2 液压马达组合速度控制技术液压马达组合速度控制技术是一种高效率的液压节能技术。
其原理是在运动控制中采用以电液比例控制为基础的马达速度控制系统，运用矢量变频控制技术、磁流体变阻器技术等实现液压力的调节控制，从而得到更为精准的运动即可达到高效节能目的。
2.3 全液压伺服控制技术全液压伺服控制技术是近年来液压技术的一项重要进展。
它是通过变量控制、位置控制、速度控制等实现液压系统的更高级控制，并对高精度定位要求的机构提供更优服务。
该技术利用用高速、高灵敏性的电液比例控制阀，通过不断调整比例阀开度，控制液压缸的位置、力和速度，从而实现负载的精准控制和推动液压系统节能的发展。
第三章：液压系统中节能技术的应用3.1 液压发电节能技术液压发电是一种新型的节能技术。
该技术采用高效液压发电装置，利用水能转换成高压水流，再通过高压液压泵的作用予以收纳，形成液压能，从而驱动液压发电机发电。
该技术易于维修和安装，效率较高，几乎不污染环境，成本低，可以在远离电网的地方进行电力供给，节约能源之外还能缩减电力传输线路的投资远距离输送电力所带来的变损耗等投资。
一、注塑机节能改造剖析目前市场上注塑机改造的方法各个各样，主要以变频和伺服为主，具体分析如下：一.变频改造1.变频器在注塑机上的应该主要是用于改造，将原来的定量泵注塑机加装一套变频控制柜，采集注塑机上比例压力和比例流量阀的模拟信号，来调节电机的转速，从而改变电机的输出功率，达到节能的目的；但变频节能改造对生产工艺要求不高，并且冷却时间较长的，节能效果是非常明显；二.伺服控制同步伺服：分为改造和厂家配套两种方式，都需要将电机和油泵换掉，改造工程量比较大，虽然节电率非常高，但这个方式就好比一台拖拉机将发动机更换为宝马的发动机，性能是不可能达到原装宝马车的性能，只会加速电磁阀、油封等液压配件的老化时间；厂家配套不需要安装比例压力阀和比例流量阀，配置伺服系统成本增加不了多少，但后期的维修成本是相当高的，所配电机为永磁同步电机，到了一定的时间会有退磁的现象，会使整个电机出力不足，机台性能下降，并且对油泵的性能影响也是特别大的，所有风险转嫁给了买这种注塑机的消费者；建议：我公司经过十多年的注塑机节能改造经验总结出一种新的控制方式就是采集比例模拟信号和工艺电磁阀的动作开关信号(即异步伺服控制），经过前馈控制器的精确运算后控制驱动器输出，调节电机的转速及输出功率，从而达到节能的目的，此控制方法性价比很高，改造与配套均适合，选择适合自己产品工艺要求的控制方式才是最好的方式，异步伺服控制的相关技术如下：二、注塑机异步伺服控制节能改造可行性分析2.1节能原理在注塑成型的一个周期中：锁模→注射→保压→加料→冷却→开模→顶针→取料等各动作，对流量和压力要求是不一样的，通常射胶和锁模阶段对流量和压力需求很大，而在冷却和取料等阶段对流量和压力需求却很小，定量泵型注塑机在节能改造前，在每个工作周期内油泵的排量基本不变，存在“大马拉小车”的现象。
负载小时，实际所需流量较小，多余的流量（如图阴影部分所示）通过溢流阀溢流掉，能量损失巨大（PB 1B 、QB 1B 为模具通常情况下所需最大压力和流量）。
液压注塑机伺服泵控制节能技术研究
作者：俞桥周江峰
来源：《科技探索》2013年第07期
摘要：介绍一种注塑机新型的液压泵伺服驱动及控制新技术，采用交流永磁同步伺服电机驱动液压油泵作为注塑机的驱动级控制系统，实现注塑机节能、动态响应快、压力控制稳定、低速性能优良等性能提升。
通过实际试验和应用，新的驱动控制技术对于实现注塑机的节能技术进步和控制精度提高具有重要作用。
关键词：注塑机伺服泵节能技术
一、注塑机的液压泵伺服的驱动和控制系统的构成
注塑机液压泵伺服驱动系统原理图如图1 所示，注塑机液压泵伺服控制系统主要由交流永磁同步伺服电机、伺服驱动器、液压油泵、压力传感器、编码器或旋转变压器构成。
这种系统提供了注塑机驱动及控制系统的新概念，能够接近全电动注塑机的节能水平。
系统工作时，注塑机整机控制器将机器动作的速度和压力的设定值转换为模拟信号或数字信号输出至伺服驱动器，伺服驱动器按指令信号要求驱动伺服电机带动液压油泵工作，机器动作的速度和压力控制要求，与伺服电机的转速控制和转矩控制对应。
图1 注塑机液压伺服驱动系统原理图
二、伺服泵注塑机功率消耗分析
伺服泵注塑机液压系统是注塑机的重要组成部分。
注塑机液压系统工作质量，比如系统工作的稳定性、可靠性、重复精度、灵敏性、节能效果以及低噪音性能都将直接影响注塑制品的质量，尺寸精度、塑料成型周期、生产成本，将影响工作环境、安全操作和维修工作。
伺服泵注塑机液压系统具有高精度、高灵敏度、低噪音、省能化、比例、伺服控制和微处理器等特点。
伺服泵注塑机液压控制系统在每一个注塑周期中系统的压力和流量是按照工艺要求而变化的，即在液压系统系统压力执行每一个具体程序时，如执行元件的驱动力和速度都有具体要求，因此，液压系统压力和流量必须与之相适应。
伺服泵注塑机液压系统的能耗输出总功率是一定的，但由于执行每一个程序时所需要消耗的功率不同，注塑机在一个周期中的功率消耗情况如图 2所示。
由图 2所示合模和开模系统所需油压较低，且时间较短，一般为一个工作周期的 40%～60%，时间的长短与加工工件有关，间歇期更短，这也与加工工件的情况有关，有时可以间歇期而连续加工。
图2 注塑周期中功率的消耗情况
三、液压泵伺服系统的性能测试实验
（一）节能效果及其影响因素
由于伺服电机本身的能量转换效率较高、系统流量压力输出与负载需求趋于一致、机器处于制品冷却工艺环节时伺服电机可停止转动等因素，采用液压泵伺服驱动和控制技术使注塑机节电性能明显提高。
与变量泵机器相比，可节电20%～50%，与定量泵机器相比，可节电30%一60%。
具体节电效果与不同产品成型工艺、塑料材料性能、系统配置方案相关。
节电性能在不同厂家生产的伺服电机和驱动控制系统之间存在差异。
如：伺服电机转动惯量和效率存在一定差异；驱动器制动回路的设计导致节能效果存在差异；配置的液压泵的种类对液压泵伺服驱动和控制系统节电性能有直接影响，定量齿轮泵、定量柱塞泵、定量螺杆泵、双排量柱塞泵在不同的系统中都有应用，其中以双排量柱塞泵系统的节电效果最好。
（二）响应速度及其影响因素
响应速度快是液压泵伺服驱动和控制系统的技术优势之一，使机器成型精密制品的能力和运行效率得到提升。
实验数据表明，系统达到最快速度和最高工作压力的响应时间在40ms-50ms范围内，而相同规格变量泵系统的响应时间在70ms一120ms。
高频响应伺服阀的响应时间在25ms-40ms。
提高响应速度的主要影响因素是系统配置的液压泵的排量和伺服电Figure机的最高转速。
相同规格的机器配置的液压泵排量越大，电机最大工作转速越低，系统的响应速度越快。
（三）压力控制精度及其影晌因素
在注塑机保压及高压锁模的工艺环节。
机器需要进行压力控制，系统进行压力控制时，伺服电机转速低至20。
150r/rain，低转速工作条件下，压力波动较大。
实际测试发现，不同系统的压力控制精度相差较大。
四、结束语
通过对液压泵伺服系统的性能测试实验，可以说明，伺服泵系统对于降低注塑机能耗，提高系统响应速度和压力控制精度，具有明显的技术优势。
可以预见，新的系统将取代注塑机现在配置的定量泵系统和变量泵系统，成为主流配置方案。
在电能供应日趋严峻的现在，节能无疑是一比较重要的话题，注塑机的能耗比较大，节能也就势在必行了。
参考文献：
[1]王兴天.注塑工艺与设备[M].北京：化学工业出版社，2009.
[2]王昌焱.全液压式注塑机液压系统的功率损耗[J].2007（2）
[3]杜青林.液压注塑机伺服泵控制方法研究.硕士学位论文.2010。
