近年來，塑料加工業(yè)經(jīng)歷了快速穩(wěn)定的發(fā)展，注塑機行業(yè)也迎來一個新的發(fā)展機遇。但注塑機在注塑成型產(chǎn)品成本中，電能消耗成本占了很大的比例，因而能否有效減少電能損耗，受到了各注塑機廠家和用戶的關(guān)注。隨著變頻調(diào)速技術(shù)的推廣，變頻器在傳動控制和節(jié)能領(lǐng)域已日漸得到了廣泛應(yīng)用，尤其在泵類負(fù)載場合采用變頻控制節(jié)能效果顯著。下面我們一起了解一下吧。

注塑機變頻器改造常見問題

1、解決生產(chǎn)周期可能延長的辦法

在對注塑機進(jìn)行變頻改造時，可能經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)周期在變頻工作時會慢0.3s~1.2s。且變頻器功率越大，產(chǎn)品工況越復(fù)雜，周期就會相應(yīng)地增加。這主要是由于在不同工序段切換時，變頻器需要根據(jù)各工序所需要的不同壓力、量而不斷改變輸出頻率，而使電機經(jīng)常處于加減速過程中。

盡管變頻器的加減速時間可調(diào)得很短，但相比工頻運行時電磁閥通斷速度有一定的滯后，這就導(dǎo)致了相同工藝參數(shù)下變頻控制時單位加工周期有所延長，生產(chǎn)效率受到一定影響。對于這個問題，一方面，要求選用的變頻器有很好的動態(tài)響應(yīng)性能，以盡量縮短響應(yīng)時間；另一方面，可以根據(jù)實際情況，調(diào)整注塑機的部分工藝參數(shù)，如加大壓力設(shè)定值等。當(dāng)然，也可以對液壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)來解決問題。例如，工頻時注塑機在液壓系統(tǒng)設(shè)計要考慮到液壓沖擊帶來的危害，在液壓回路上采用很多緩沖回路。如果能提高液壓回路反應(yīng)時間就可以彌補變頻加速過程帶來的滯后。而對于變頻器控制系統(tǒng)，如果能采用流量和壓力兩路信號控制，也能夠較好地解決這個問題。

2、壓力不夠的原因及相應(yīng)措施

個別情況下，由于機器采用的元件質(zhì)量不過關(guān)，或保養(yǎng)不好，液壓回路中個別液壓元件磨損，導(dǎo)致自身的壓力一流量特性有所下降，造成控制壓力隨流量的變化較大。這時表現(xiàn)出有時夠力而有時不夠力的現(xiàn)象。工頻生產(chǎn)時由于流量恒定，因此問題沒有被暴露出來。采用變頻控制時就會表現(xiàn)出壓力不夠。

為了解決這一問題，采用兩種方法：一種是通過調(diào)整注塑機的工藝參數(shù)，將變頻工作時注塑機的壓力流量設(shè)定得比工頻時高一些；另一種是從控制方法上想辦法，例如采用基于速度環(huán)節(jié)的壓力閉環(huán)控制，保證壓力滿足要求。

3、應(yīng)對變頻器對注塑機干擾的措施

由于變頻器在工作時輸入、輸出電流中都會有一定量高次諧波，會對注塑機的控制系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，嚴(yán)重時可能影響到注塑機的正常動作。對此，可采取以下措施：

(1)在輸入側(cè)和輸出側(cè)加裝變頻器專用濾波器、電抗器等以減小高次諧波電流；

(2)控制信號線使用屏蔽電纜，并把屏蔽層一端接到變頻器的公共輸入端子上；

(3)變頻器的輸入、輸出電纜與控制信號線分開走線，它們之間應(yīng)該至少保證20cm以上的距離且盡可能遠(yuǎn)；

(4)減少變頻器的載波頻率；

(5)同一電源下的其他設(shè)備最好能做到隔離供電。

4、實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)的問題

節(jié)能變頻器的使用效果，與注射工藝參數(shù)設(shè)定密切相關(guān)。其中涉及塑料制品的重量與注塑機的鎖模力問題。

(1)制品的重量大，應(yīng)由相應(yīng)較大的鎖模力和較大注射量的注塑機進(jìn)行加工（一般是在300噸級以上）。這類制品的加工成型周期較長，特別是冷卻階段尤為突出，注射動作時要有可靠的鎖模力和瞬時增壓力。通過一些實際使用，進(jìn)行變頻調(diào)速的定量泵均能滿足這種工況，并使變頻調(diào)速的節(jié)能作用得到充分發(fā)揮。

(2)對于加工全是小型制品的注塑廠，最大的注塑機鎖模力不超過180t，工藝參數(shù)設(shè)定幾乎沒有冷卻過程，節(jié)能效果不顯著。

注塑機改造中使用變頻器的好處

1、調(diào)速節(jié)能

根據(jù)注塑機的工藝要求，把總壓閥、低壓閥、一壓閥、二壓閥的開關(guān)信號經(jīng)轉(zhuǎn)換后加在變頻器的輸入端作為變頻器的頻率給定信號，變頻器通過對其進(jìn)行實時采樣并通過CPU處理，使輸出頻率隨比例閥的模擬信號成線形變化，在需要壓力和流量較小的工藝過程中使電機轉(zhuǎn)速降低，從而降低電機的輸出功率，在冷卻和半成品置入過程中可以讓電機停轉(zhuǎn)，使電機在整個負(fù)載范圍內(nèi)的能量損耗達(dá)到最小程度。

2、提高功率因數(shù)節(jié)能

無功功率不但增加線損和設(shè)備的發(fā)熱，更主要的是因為功率因數(shù)的降低導(dǎo)致電網(wǎng)有功功率的降低。由公式S2=P2 Q2，Q=S*SINφ，P=S*COSφ，其中：S-視在功率。Q-無功功率，P-有功功率，COSφ-功率因數(shù)。可知，當(dāng)COSφ越大，有功功率P越大。普通定量泵注塑機COSφ值在0.6-0.8之間，而使用變頻調(diào)速裝置后，由于變頻器內(nèi)濾波電容的補償作用，使得COSφ≈1，從而減小了無功損耗，增大了電網(wǎng)的有功功率。

3、軟啟動節(jié)

由于原電機為直接啟動或Y/△啟動，啟動電流等于(3-7)倍額定電流，這樣會對機電設(shè)備和供電電網(wǎng)造成嚴(yán)重的沖擊，而且還會增加電網(wǎng)容量要求，啟動時產(chǎn)生的大電流和震動對設(shè)備的使用壽命極為不利。而使用變頻節(jié)能裝置后，利用變頻器的軟啟動功能將使啟動電流從零開始，最大值被限制在變頻器設(shè)置的加速中電流限幅水平以內(nèi)，一般不超過1.7倍額定電流，減輕了對電網(wǎng)的沖擊和對電網(wǎng)容量的要求，延長了設(shè)備和模具的使用壽命。

審核編輯 黃宇