（可行性方案） 一． 注塑機概述 半個世紀以來，塑料己成為工農業和民用主要的材料之一。注塑機就是一種專用的塑料成型機械。它利用塑料的熱塑性，經適當加熱熔化后，加高壓快速流入模腔，經一定時間保壓、冷卻，成為各種型材和塑料制品。在注塑機上推廣應用變頻器可以實現節約電能，提高生產率和產品質量，降低油污染和噪聲污染，延長機器使用壽命等優點。因此將逐步推廣使用。 注塑機是對各種塑料（例如聚乙烯、聚丙烯）成型加工的主要設備，其工作原理是：通過對塑料顆粒在雙螺桿注塑機內進行多段溫度加熱，在熔融攪拌增壓后將流體料注入模具腔內，完成成型加工的。 二． 定量泵注塑機的生產過程現狀 注塑機、擠出機是塑膠行業的主要生產設備，同時也是主要的耗電設備，被人們稱為“電老虎”，其用電量占企業生產用電的80%左右。注塑機耗電大，一方面造成全社會電能的巨大浪費，另一方面造成企業生產成本居高不下，產品缺乏竟爭優勢，嚴重影響企業的經濟效益。 注塑機的工藝過程一般分為鎖模、射膠、熔膠、保壓、冷卻、開模等幾個階段，各個階段需要不同的工作壓力和流量。對于油泵馬達而言，注塑過程是處于變化的負載狀態。在定量泵的液壓系統中，油泵馬達始終以恒定的轉速提供恒定的流量，多余的液壓油通過溢流閥回流，此過程稱為高壓節流。據統計高壓節流造成的能量損失高達25-60%。同時，由于液壓長期的全速循環流動，與液壓件、機械件的劇烈磨擦，造成油溫過高、噪音過大、機械壽命縮短的現象。 在注塑機工序一個完整的過程中,各種型號的注塑機，它的工序過程是相同的，大致是五個工序過程（見圖1）。 從圖1可知注塑機不同的工序過程中壓力和時間是這樣分布的： （1）送模具過程：壓力低，時間較短。 （2）合模具過程：左右兩個模具相接直至完全閉合,壓力略高，時間不長。 （3）保壓過程：送料至模腔，直到成型，固化。壓力較高，時間較長，約占一件產品制造時間的40—60％。 （4）脫模具過程:加工成型,開啟模具,脫模，取出加工件。壓力略高,時間不長。 （5）退模具過程：加工件取出，模具后退原位，進行輔助工作后，待再次加工。壓力低，時間較短。 對同一臺注塑機,加工不同的塑料件,其壓力（P）與時間（t）長短是各不相同的。由于加工件模具的復雜性,使用不同的塑料,一個加工件的總用料量,有否嵌件等有關。具體參數設定，一般由工程技術人員經過測試后才能確定。 三． 注塑機節能的原理及可行性分析 1.理論原理 油泵的輸出功率： pt=p×Qt=p×v×n （1） 　 油泵的理論轉矩： Tt=1/2π×p×V （2） P為壓力,Qt為流量,V為油泵排量,n為油泵的轉速，將（2）式代入（1）式得： Pt=2π×Tt×n　　 　 　（3） 如果忽略機械能到液壓能轉換過程中的能量損失，則可近似認為油泵的輸出功率等于電機的輸出轉矩與電機轉速的乘積。因此可以看出，當系統要求低流量時，系統需要的功率其實是非常低的。但是實際情況卻是，由于電動機始終運行在工頻50HZ狀態上，并不能根據實際的需求來降低其轉速，從而減小流量。因此多余的液壓油只能通過比例流量閥流回油箱，造成能源的白白浪費。 2、油泵變頻調速節電運行 從圖1注塑機的P=f（t）工序過程中看出，在不同時間段，它的主油泵壓力是變化的，而且起伏較大，這就存在節能的可能性，且潛力較大。據統計，注塑機節電率一般可達25%-60%。眾所周知注塑機未使用變頻器時，主泵的電動機始終恒速運行，是極不經濟的運行的方式。 采用注塑機節電控制器，將控制比例流量閥的電流信號（0-1A），按每個生產工藝階段設定的流量比例，得到0-1A的比例信電表去打開電磁閥的比例開度，以提供系統所需的壓力。多余的流量通過溢流閥溢流掉。把比例流量信號連接到注塑機節電控制器作為驅動指令，控制油壓驅動電機的轉速，油泵只補充油路中所消耗的部份，油泵電機按比例指令運轉相應轉速，輸出相應的流量，以提供系統所需的壓力。即需要多少提供多少，在源頭上讓它不產生浪費。因此用變頻節電系統在注塑機的整過生產過程中都具有明顯的節電效果，從而能夠較大幅度節能省電，為用戶帶來可觀的經濟效益。 四．應用案例 工程案例一：廣東南海新豐塑料廠大型注塑機改造 深圳市日業電氣有限公司同東莞市某節能設備科技開發有限公司合作，對廣東南海新豐塑料廠四臺主泵55KW大型注塑機（由東華800）進行了變頻改造，該機最大壓力可達2000噸，最大投料量可達16000克，約1-2分鐘生產6個中、大型水管接頭。這是應用變頻器的技術改造成功的典范，現已投產使用達半年之久，工作正常，平均節電率達35％以上，深受用戶歡迎，經長達半年之久的應用對比，該廠已確定對另6臺注塑機也使用變頻器進行技術改造。充分說明應用變頻器對大型注塑機實行節能的技術改造方案是正確的有效的，值得向大家推薦。 1． 工頻、變頻主電路及變頻器的選用 主油泵75KW，選用深圳市日業電氣有限公司ZY3200-ZY055T4變頻器四臺，經半年來使用，證明變頻器的性能良好，工作可靠，節電率高，主電路采用工頻-變頻二套電源供電方式，（即變頻、工頻互鎖互換的雙回路控制）,以確保不間斷的工作。 2． 變頻改造應用中注意的事項 變頻器的應用不僅僅是一臺變頻器對一臺電動機的簡單運行方式，隨著變頻器在注塑機應用擴大，在實際使用中必須注意的是： （1）要充分了解所選用變頻器的技術性能、使用要求、內部功能。 （2）要充分了解實施改造設備的工藝要求、技術性能、使用要求以及負荷情況。 （3）要充分了解設備的現有控制電路、液壓油路、各種附件的功能，以不改變或少更動原有設備的零部件為原則。我們從實際出發，以提高效率、節約電能為標準。 （4）如何正確取得控制信號，實現變頻器與注塑機的最優結合是十分重要的。我們采用方案的原理框圖（見圖2）。 3． 經濟效益分析 投資回報分析： 每月節電: 20.5度/小時×22小時/天×28天=12628度/月 每月節約電費: 12628度×0.6元/度=7576.8元 每年節約電費: 7576.8元/月×12月=90921.6元 投資回收期: 63800元÷7576.8元/月×28天/月=235天 工程案例二：某注塑廠仁興塑機進行節能改造 我公司于2004年3月1日對某玩具廠進行注塑節能改造，節電率達到35.86％，現就改造過程分析如下： 1. 對象： 注塑機及生產情況表 表（3） 根據表（4）的比較結果可以得知采用變頻器調速后電流有了明顯的下降 （2）改造前后的有功電度表讀數比較 工頻下有功表以及用電容量的計算結果 表（5） 日期：2004.3.9 由上表可計算出單位產品的耗電量： 單件產品平均耗電量=207.9/1358=0.1531 使用變頻節電器后效率=169.75/171.25=99.13% 根據以上耗量可以計算出改造后節電百分比： 節電率=（P工頻- P變頻）/ P工頻=（0.2387-0.1531）/0.2387=35.86％ 3. 改造后對生產穩定性、產品質量、機器性能的影響 改造前后的生產數量的對比 表（7） （1）生產量的穩定性 變頻調速運行后單位小時生產量沒有明顯變化，每小時減產1.5只,生產效率下降僅0.88%,具體數據見表（7）。 （2）產品質量：經工廠FQC檢驗，未發現質量問題 （3）機器性能：經測量采用變頻調速后，電機的表面溫度有所提高，工頻運行電機溫度為36℃，變頻運行時電機最高溫度為41.5℃，仍在電機安全范圍內，這是由于電機在整個周期內，根據生產工藝的不同運轉，電機的散熱風扇風力減小的緣故。建議保持散熱風扇及電機的清潔。 五、日業變頻器的特點： 1、 采用日本日立32位電機專用CPU，高精度頻率輸出，分辨率高達0.01HZ。 2、 具有自動轉矩補償、死巨補償的功能。 3、 具有自動電壓調整、停電再起動的功能。 4、 具有過流、過壓、欠壓、過載、過熱、缺相保護。 5、 內置RS845接口，可計算機聯網控制。 6、 內置簡易PLC，多路模擬和數字量輸入輸出，自動控制的首選。 7、 內置PID功能,使閉環控制更簡便。 8、 載波頻率在線可調, 載波頻率高達16HZ，靜音運行。 9、 低速額定轉矩輸出,0.5HZ起動可輸出150%的額定轉矩,運行穩定。 10、 可控的風扇運行狀況，變頻器的調試和運行更節能、方便、安全 11、 新穎的功率累計功能，觀察節電效果更直觀。 12、 獨特的時間累計功能，可以顯示單次和累計運行時間 13、 多樣的運行參數顯示，對控制信號和變頻器及電機的運行狀況一目了然。 14、控制方式的多樣化，對場合的通用性更強。 15、內置剎車單元,可快速停車。 16、方便的在線調整方式，不必停機設置，使鍵盤操作更獨特。 六、深圳市日業電氣有限公司情況 深圳市日業電氣有限公司是一家由風險資本參股經營的高科技企業，專業從事變頻器的開發、生產和銷售。擁有一流的技術水準和豐富的開發設計經驗。公司開發、生產、管理、銷售人員均有5年以上的從業經歷，公司集多方面專業人才，經過近十年持續不斷的努力，開發生產變頻器，產品品質達到國家先進水準。公司研制生產的SY3200-Z、SY3200-ZY系列注塑機專用產品，是普通交流電機調速的最佳選擇。該系列產品采用32位日立電機專用單片機，運用優化正弦波空間矢量控制（SVPWM）技術，采用第四代國際上最先進的德國產IGBT模塊等最新器件，因其設計合理、結構緊湊、防塵防潮性好、調速范圍寬、保護功能完善、寬電壓輸入功能，適合電網電壓波動大的地區和企業，節電效果好、性價比高而受到廣泛歡迎。