一、 概述
注塑機是塑膠行業(yè)的主要生產(chǎn)設備,也是有名的“電老虎”,耗電量大,電能浪費嚴重。由于電價昂貴,電費在企業(yè)生產(chǎn)成本中占有相當大的比重,已經(jīng)成為嚴重影響企業(yè)生產(chǎn)效益的重要因素。
隨著市場競爭的日益加劇,各企業(yè)都在采取各種節(jié)能降耗措施、努力降低生產(chǎn)成本,以便提高市場競爭力。但是,注塑機的電能浪費問題一直困擾著廣大塑膠生產(chǎn)企業(yè)。在此形式下,高力在吸收國外有關技術的基礎上,結(jié)合自己多年來在節(jié)能領域積累的豐富經(jīng)驗,研制開發(fā)出高科技產(chǎn)品——GL-ZS系列注塑機節(jié)電器,為注塑機用戶提供了一個行之有效的節(jié)能降耗手段,使注塑機的單機電耗下降30%以上,受到廣大塑膠生產(chǎn)企業(yè)的歡迎。
二、基本結(jié)構(gòu)
GL-ZS系列節(jié)電器是一個高度智能化的集成控制系統(tǒng),我公司以一個控制柜的形式提供給各位用戶,控制柜的具體尺寸與所對應的注塑機油泵電機功率有關,標準控制柜尺寸參見附表。GL-ZS主要由以下三部分組成:
1.調(diào)速器:由變頻器控制油泵調(diào)速運行,調(diào)速范圍為0-100%,過載率為120-150%,過載持續(xù)時間一分鐘。調(diào)速器的運轉(zhuǎn)頻率或轉(zhuǎn)速信號來自于智能控制單元,按智能控制單元確定的速度——時間曲線自動調(diào)速運轉(zhuǎn)。
2.切換組件:該組件由一系列斷路器、接觸器、開關、按鈕等低壓電器組成,用于注塑機節(jié)電運行和市電運行這兩種工作方式的切換控制。節(jié)電運行時,調(diào)速器驅(qū)動油泵電機運行,實現(xiàn)軟啟動、軟停車和自動調(diào)速控制。市電運行時,油泵電機恢復原有啟動器控制,實現(xiàn)降壓啟動和全壓市電運行,油泵轉(zhuǎn)速恒定。兩種工作方式的切換確保在節(jié)電器意外故障時不影響注塑機的正常工作,維持注塑機正常生產(chǎn)。
3.智能控制單元:智能控制單元是注塑機節(jié)電智能控制器的核心,承擔著大量的分析、計算和實時控制任務。它收集來自注塑機的運行信息,進行綜合分析處理,按照優(yōu)化的節(jié)電數(shù)學模型,計算出注塑機油泵的節(jié)電運轉(zhuǎn)速度曲線,控制油泵調(diào)速運行,實現(xiàn)節(jié)能運行。節(jié)電數(shù)學模型包括注塑機的類型、注塑機的當前工況、注塑機的參數(shù)設定值等設備運行信息,使節(jié)電控制器能夠自動適應注塑機的工況變化,在開模、合模、射膠、冷卻、回料等不同工作階段,注塑機均能達到最佳的節(jié)電效果。并且在工藝工程師或操作工對注塑機參數(shù)進行微調(diào)時,節(jié)電控制器能夠自動識別這些參數(shù)的變化,自動修正控制輸出數(shù)據(jù),達到節(jié)電效果最好、產(chǎn)品質(zhì)量最佳的雙重效果。
三、節(jié)電原理
注塑機的能耗主要表現(xiàn)在電能消耗方面,按具體設備來劃分,大致可分為下列三個部分:
1、 液壓系統(tǒng)油泵的電能消耗
2、 加熱器的電能消耗
3、 循環(huán)冷卻水泵的電能消耗
其中,液壓油泵電機的用電量占整個注塑機用電量的80%以上,降低其耗電量是注塑機節(jié)能的關鍵。
注塑機液壓油泵大多采用葉片泵、柱塞泵和活塞泵,都是典型的容積式油泵,其供油量與油泵轉(zhuǎn)速成正比,在工頻50Hz恒速運轉(zhuǎn)狀態(tài)下,油泵的供油量是恒定不變的。由于受到技術條件的限制,現(xiàn)在的注塑機液壓系統(tǒng)幾乎全部是閥控系統(tǒng),即油泵電機由工頻50Hz電源驅(qū)動恒速運轉(zhuǎn),油泵供油量恒定,當注塑機的油量需求發(fā)生變化時,由安裝在油泵出口的溢流閥或比例閥來調(diào)節(jié)負載壓力和負載流量,滿足注塑機工況變化的需要。
事實上,注塑機液壓系統(tǒng)是一個壓力和流量波動都較大的負載,在合模、鎖模、射膠、保壓、冷卻、開模、頂出等不同工作階段,其壓力和流量都要發(fā)生有規(guī)律的變化,典型的注塑機壓力和流量曲線如下圖所示。

從上圖可以看出,在一個工作循環(huán)周期內(nèi),注塑機的實際壓力和實際流量是變化的,時大時小,有時幾乎為零。在實際流量較小時,油泵的供油量遠遠大于負載實際消耗量,供大于求,富余的處于高壓狀態(tài)下的液壓油全部經(jīng)溢流閥溢流。高壓狀態(tài)下的液壓油經(jīng)溢流閥后放出大量熱能,這部分耗散的能量實際上是油泵電機從電網(wǎng)吸收電能中的一部分。小流量狀態(tài)維持的時間越長,所耗散的電能也就越大。因此,注塑機液壓系統(tǒng)存在嚴重的能源浪費問題。
從上述分析中可知,注塑機液壓系統(tǒng)電能浪費問題的最直接原因就是油泵流量與負載流量需求不相適應,供大于求,造成高壓液壓油溢流,這是油泵轉(zhuǎn)速恒定不變所帶來的不良后果。針對此問題,我公司研制開發(fā)出GL-ZS節(jié)電器能解決注塑機電能浪費問題。
注塑機原有控制系統(tǒng)采用GL-ZS節(jié)電器改造后,液壓油泵不再是工頻50Hz恒速運轉(zhuǎn)的,而是改由調(diào)速器進行啟??刂坪驼{(diào)速運行,速度可以在0-50Hz范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào),即油泵供油量可以在0-100%范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。
在注塑循環(huán)過程中,智能控制單元自動檢測來自于注塑機控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)信號,并對這些信息進行分析和計算,根據(jù)注塑機當前的工作狀態(tài)(開模、合模、射膠、回料、頂出等)對工作壓力及工作流量要求,自動控制調(diào)速器運行,從而調(diào)節(jié)油泵的轉(zhuǎn)速,使油泵實際供油量與注塑機的流量需求相一致,徹底消除溢流現(xiàn)象,節(jié)省電能消耗。
四、產(chǎn)品的適用對象及應用范圍
GL-ZS系列產(chǎn)品可廣泛應用于各種類型的注塑機、擠壓機、油壓機及其它具有液壓泵的生產(chǎn)設備,既適用于老設備的節(jié)電技術改造,又適用于注塑機和擠壓機制造商為其產(chǎn)品進行配套。
GL-ZS系列產(chǎn)品具有多種規(guī)格型號,既可用來改造東芝、三菱等外商生產(chǎn)的注塑機,又可改造震雄、海天等合資或國產(chǎn)注塑機和其它擠壓設備。
GL-ZS的每一種型號都與相應的注塑機油泵電機對應,請在訂購時提供注塑機型號、生產(chǎn)廠家、液壓電機功率等設備參數(shù),以便正確合理地選用節(jié)電器。
五、主要特點
GL-ZS注塑機節(jié)電器具有如下特點:
1、 節(jié)省電能,降低能源消耗,節(jié)約生產(chǎn)成本,節(jié)電率達到25--70%。
2、 提高電網(wǎng)功率因數(shù),節(jié)省就地補償裝置,電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)達到0.95以上。
3、 平滑啟動,消除啟動時的大電流沖擊,啟動時電機電流可限制在其額定電流的150%以內(nèi)。
4、 平緩啟動和平緩停車,消除液壓沖擊現(xiàn)象。
5、 減少液壓油發(fā)熱,降低了冷卻水的消耗量,并有效減緩液壓元器件的老化問題。
6、 減輕電機軸承、油泵葉片等運動部件的磨損程度,延長其使用壽命。
7、 設備故障率下降,可靠性提高,減少了備品備件消耗,降低了維修成本。
8、 微電腦智能控制,具有強大的自學習功能,自動適應注塑機工況的變化,無需人工調(diào)整。
9、 自動跟蹤注塑機運行數(shù)據(jù)。當工藝工程師或操作工修改注塑機壓力、速度等預置參數(shù)時,不必調(diào)整GL-ZS的系統(tǒng)數(shù)據(jù),GL-ZS能自動適應注塑機壓力、速度等預置參數(shù)的變化。
10、 市電/節(jié)電切換。GL-ZS注塑機節(jié)電器具有完善的市電/節(jié)電轉(zhuǎn)換功能,特殊情況下,萬一節(jié)電器發(fā)生故障,可以切換到市電運行,不會影響注塑機的正常工作。
11、 GL-ZS注塑機節(jié)電器一旦安裝調(diào)試完成,上電后它就會自動運行,注塑機的操作方式與改造前完全相同,操作工不必重新培訓。
12、 完善的運行指示和故障查尋功能,方便設備管理人員的日常維護工作。
六、產(chǎn)品的節(jié)電規(guī)律
GL-ZS是根據(jù)當前注塑工藝對流量、壓力的要求,進行動態(tài)跟蹤、分析,調(diào)整電機的輸出功率的,每一段工藝過程都對應電機相應的轉(zhuǎn)速。它有如下的節(jié)電規(guī)律:
1、設備的運行狀況,注塑機電機負荷越輕、空載時間越長,節(jié)電率越理想。
2、產(chǎn)品的工藝要求,產(chǎn)品對流量、壓力要求越小,產(chǎn)品的生產(chǎn)周期越長、冷卻時間越長,節(jié)電率越理想。
七、應用對象是否適用GL-ZS節(jié)電器的評判
根據(jù)產(chǎn)品的適用范圍和節(jié)電規(guī)律,可以考察應用對象是否適用節(jié)電器:
1、考察設備的運狀況,檢測電機的運行參數(shù),大致判定設備的負荷情況。
1、考察設備的運狀況,檢測電機的運行參數(shù),大致判定設備的負荷情況。







