0 引言

注塑機是一種對各種塑料進行加熱、融熔、攪拌、增壓后，將塑料流體注入模具腔內(nèi)，完成工件一次注塑成型的設(shè)備，它的工序過程基本是相同的，大致可分為鎖模、射膠、保壓、熔膠、冷卻、開模、頂針等7個工序過程，每一個工序都需要用不同的壓力和流量，也就是說被加工的工件不都是在最大壓力或流量下工作的，其壓力和流量大小是通過調(diào)整壓力或流量比例閥的開啟度來控制調(diào)節(jié)的。然而油泵電機在恒速運轉(zhuǎn)，各工序中油泵的輸出功率并沒有多大的變化，根據(jù)這一特性，采用SINE308系列開環(huán)矢量節(jié)能控制器調(diào)節(jié)電機(油泵)的轉(zhuǎn)速，來實現(xiàn)對壓力和流量的調(diào)節(jié)，這樣既可以滿足工序的要求，又可節(jié)約能源，非常經(jīng)濟實用。

SINE308 系列開環(huán)矢量節(jié)能控制器適用于各種液壓傳動控制的定量泵注塑機，根據(jù)注塑機不同的工作階段所需的壓力和流量，相應(yīng)調(diào)整油泵的輸出轉(zhuǎn)速，達到節(jié)能的目的，其節(jié)能效果達25%~50%，具有節(jié)電率高、可靠性高、電機軟起動、操作簡易等特點。

1 節(jié)能原理

傳統(tǒng)定量泵注塑機通常在需要改變負載流量和壓力時，用閥門來調(diào)節(jié)，這時輸入功率變化不大，大量能量以壓力差的形式損耗在閥門上，產(chǎn)生溢流現(xiàn)象。SINE308系列變頻器可根據(jù)注塑機當前的工作狀態(tài)，如鎖模、射膠、熔膠、開模、頂針等階段對壓力和速度的設(shè)定要求，自動調(diào)節(jié)油泵的轉(zhuǎn)速，改變油泵的供油量，使油泵實際供油量與注塑機實際負載流量在任何工作階段均能保持一致，保證電機在整個變化的負荷范圍內(nèi)的能量消耗達到所需的最小程度，徹底消除了溢流現(xiàn)象，并確保電機平穩(wěn)、精確地運行。

使用SINE308開環(huán)矢量節(jié)能控制器同時可使注塑機油泵電機實現(xiàn)軟起動，提高電機的功率因數(shù)cos漬，動態(tài)調(diào)整注塑機電機的輸出功率等, 從而達到節(jié)能的目的。

1.1 動態(tài)功率因數(shù)補嘗

無功功率不但增加線損和設(shè)備的發(fā)熱量，更主要的是因為功率因數(shù)的降低會導(dǎo)致電網(wǎng)有功功率的降低。我們知道，視在功率S、有功功率P、無功功率Q的關(guān)系為

1.2 動態(tài)調(diào)節(jié)功率輸出

SINE308 節(jié)能控制器可根據(jù)注塑機的流量與壓力等信號，不斷調(diào)整電機的轉(zhuǎn)速，使電機在整個變化的負荷范圍內(nèi)的能量消耗達到所需的最佳值，而且確保電機平穩(wěn)、精確地運行。

1.3 電機軟起動

SINE308 開環(huán)矢量節(jié)能控制器采用先進的矢量變頻控制技術(shù)，采用軟起動方式啟動電機，減緩了設(shè)備之間的機械沖擊，同時降低了噪音，并可延長設(shè)備和模具的使用壽命，避免了電機在工頻方式起動時較大的沖擊電流。使用相同功率的電機的情況下，電機軟起動在節(jié)電的同時，還可以大幅降低供電變壓器裝機容量的要求，由于電機通常方式運行時沖擊電流大，所以對供電變壓器裝機容量的要求比較大。

1.4 無高壓節(jié)流能量損失

利用注塑機同步信號及電氣控制，根據(jù)注塑成型的工藝要求控制注塑機壓力比例閥和流量比例閥，將傳統(tǒng)的定量泵改成節(jié)能型變量泵，將通過溢流閥的回流流量降到最少，液壓系統(tǒng)輸出與整機運行所需功率匹配，無高壓節(jié)流溢流能量損失。

1.5 改回流式調(diào)節(jié)為容積式調(diào)節(jié)

節(jié)能型變量泵采用的控制方式是容積式調(diào)節(jié)。

當系統(tǒng)處于流量控制狀態(tài)時，輸出流量的大小只與給定的流量控制信號有關(guān);負載突然增加和速度變慢時(例如射膠過程填充結(jié)束轉(zhuǎn)為保壓時，系統(tǒng)進入壓力控制階段)，油泵輸出壓力的大小只與負載的運動速度有關(guān)。所以系統(tǒng)的輸出功率與負載所需功率一樣，沒有多余的能量損失。節(jié)能型變量泵的輸出功率與流量和壓力的乘積成正比。而原有比例閥控制的定量泵系統(tǒng)控制方式采用回流調(diào)節(jié)方法，無論在系統(tǒng)處于流量控制還是壓力控制狀態(tài)，油泵的輸出流量都不會改變，僅通過改變比例閥的閥門開度調(diào)整壓力，多余的能量通過平衡回流的方式而被浪費。

2 產(chǎn)品特點

矢量節(jié)能控制器的外形如圖1所示，它具有以下特點。

1)磁場定向電流閉環(huán)矢量控制，電機變量完全解耦，采用美國TI公司最新款高性能32 位電機控制專用DSP，能高速、準確地完成復(fù)雜的控制算法，系統(tǒng)運行平穩(wěn)，效率高。

2)隨機載波調(diào)制靜音運行。

3)AVR自動調(diào)整功能，即使輸入電網(wǎng)存在較大波動，輸出電壓也會基本保持不變。

4)工頻、變頻自由切換，即使節(jié)能器有故障也不影響生產(chǎn)。

5)保護功能完善，具有故障自動復(fù)位功能，保證生產(chǎn)連續(xù)。

6)四信道輸入，可任意組合，傳感器信號0~25 V及0~5 A寬帶輸入。

7)壓力、流量可獨立調(diào)節(jié)。

8)全系列人性化設(shè)計，外型美觀，結(jié)構(gòu)緊湊，人機界面友好。

9)安裝方便，對改造設(shè)備毋須做太大改動，即可實現(xiàn)節(jié)能目的。

3 壓力與流量信號采集說明

要正確安裝一臺注塑機節(jié)能器，必須準確地找到注塑機上的比例流量、比例壓力信號，以此作為節(jié)能器的輸入信號?？梢詤⒄找韵氯N方法。

1)在比例流量、比例壓力電流表上采集信號大部分注塑機上都會有這兩個電流表(如圖2所示)，一般會裝在注塑機配電箱的面板上或是配電箱里面，電流表的量程通常為0~1 A。要判斷電流表是比例流量還是比例壓力，可設(shè)定注塑機的一個動作參數(shù)，例如設(shè)定流量為0，壓力為50，再運行這個動作，哪一個電流表指針動就說明這個電流表是比例壓力表，確定比例流量表也是同樣的原理。

2)在比例壓力、比例流量信號放大板上采集信號如圖3所示在該信號放大板上可以找到壓力、流量信號的放大功率三極管，也就是說有這兩個功率三極管的電路板就是比例壓力、比例流量信號板，且在電路接線端子處標有壓力、流量英文縮寫的第一個字母：壓力(P+，P-)，流量(S+，S-)。也可通過萬用表電流擋測量判斷是否為比例壓力、比例流量信號。

3)在比例壓力、比例流量電磁閥上采集信號此方法如圖4所示，在注塑機兩端的油路上會有很多電磁閥，這些電磁閥大多都是一些方向閥，與這些方向閥不同的是比例壓力、比例流量電磁閥，這兩個閥通常會組合在一起，從外型上看流量閥會比較大，也可通過萬用表電流檔測量確認是否是比例壓力、比例流量電磁閥。[!--empirenews.page--]

4 具體接線

4.1 主回路接線

如圖5所示，將電機線與電源線接入變頻器。

4.2 變頻器控制接線

拆開變頻器，會看到如圖6 所示的短接線，將三角形接觸器K2 的輔助常開點接至該處，表示在原Y-△轉(zhuǎn)換完成后變頻器開始通電運行。

4.3 壓力流量信號接線

如圖7 所示，將壓力P+、P-，速度(流量)S+、S-接至變頻器的信號轉(zhuǎn)換板。

注意：信號接口板是串聯(lián)在比例壓力、流量信號中的，比例壓力、流量信號電流流向是由節(jié)能器信號采集卡1I+/2I+流入，由1I-/2I-流出，如方向接反信號采集將無效，注塑機則無動作信號，另外電機方向接反，注塑機也無動作信號。

5 結(jié)語

注塑機在工頻運行時，電機全速運行，液壓油在油路中高速運轉(zhuǎn)，溫度較高;安裝節(jié)能控制器后電機實現(xiàn)無級調(diào)速，頻率在0~50 Hz 內(nèi)運行，冷卻過程電機可完全停止，即電機在零至全速過程隨時變化，降低了油路的摩擦程度，使液壓油溫度降低，減緩了油質(zhì)變化的程度，延長了油封的老化時間。

應(yīng)用正弦SINE308系列矢量節(jié)能控制器改造注塑機，按工藝要求調(diào)節(jié)油泵電機的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)對油泵、油路壓力和流量的自動調(diào)節(jié)。這樣既滿足了對7個不同工序壓力和流量的不同要求，又節(jié)約了能源，值得在注塑機行業(yè)內(nèi)推廣。