变频器用于注塑机节能改造□艾默生网络能源有限公司周孚宏着塑料制品的广泛应用及其产量的迅速增长，塑料机械己经成为建材、包装、电子电气、汽车、石化和机械等行业的重要技术装备，需求量激增。其中注塑机由于对各种塑料的加工具有良好的适应性，能对外形复杂、尺寸精确或有金属嵌件质地密致的塑料制品一次成型，且其生产能力较高，易于实现自动化，因此成为塑料机械中增长最快，生产数量最多的机种之一。据统计，目前注塑机的生产总数占整个塑料成型设备的20%30%.在塑料制品加工行业飞速发展的同时，行业内的竞争也日趋激烈，如何有效降低成本，提高产品竞争力成了业内企业共同关注的问题。
近年来国内外一些厂家推出了变量泵注塑机、全电动注塑机等节能型产品，但是由于设备价格昂贵、维护成本高且使用要求高等种种原因，在国内市场上销量不大。我国塑料加工企业使用的注塑机90%以上还是定量泵注塑机。所以，采用新技术对定量泵注塑机进行节能改造更具有实际意义。变频器正是这样一种新的技术设备，由于它能够灵活方便地改变电动机的转速，因而就可以借助它将定量泵模拟成变量泵，达到节能改造的目的。
注塑机变频节能改造原理目前绝大多数注塑机都是采用液压传动，定量泵注塑机就是通过电动机带动定量泵供油来提供液压传动系统中的动力。以前液压马达直接接市电一直以工频运行，泵的输出流量也就无法随着负荷的变化而改变，始终保持恒定的流量。
注塑机的设计长期以来追求精密化和高速化，设计时电动机的功率通常又是按照各个动作的最大消耗功率来设计的。但实际生产中，由于产品的表面精度的要求，往往产品不适合高速高压成型，因此导致注塑机的设计功率偏大。实际使用时电动机的平均负载往往只有设计容量的40% 60%，个别情况甚至更低。这也造成了电动机工频运行时电能的大量浪费。
对定量泵注塑机的变频改造正是基于以上两方面的原因。
改造后的系统，能够自动跟踪注塑机本身的工作状态、工作压力和流量信号，通过变频器适时适量地控制液压马达的转速来调节泵的输出流量，使泵的实际供油量与注塑机的工作流量需求在任何工作阶段均能保持一致。这就使电动机在整个负荷变化过程中的能量消耗降到最小程度，基本消除了溢流现象。另外在非动作状态时让电动机停止下来，也能进一步地增大节能空间。再有，应用变频器还能提高系统的功率因数，减小液压马达的无功损耗，并提高了工厂的供电效率和电网质量。综上所述，不难看出，对定量泵注塑机进行变频节能改造能够带来巨大的节能效果。
例电动机功率为18.5kW，生产亚加力透明件，生产周期为14s，在市电供电状态下和变频控制状态下，实测功率消耗曲线的对比如所示。可以看出，在变频节能改造后，整个注塑工作周期内，节能显著。
沌塑机在工颊和变颊X作状态下的能耗1丨1|线比照图注塑机变频节能改造方案对定量泵注塑机进行变频改造时，为确保对生产无任何影响，保障系统的可靠性，对注塑机原有液压系统及电气控制系统尽量不作变动。另外，保留定量液压马达原有的工频运行回路，增加控制电路，保证用户可以方便地进行工频和电气传动pA应用与方案变频运行的切换。
变频控制部分则是利用注塑机控制系统的同步控制信号，并将注塑机控制器给出的调节流量、压力比例阀的模拟量信号（如01ADC），经处理变换，转变为010VDC或420mA的信号，送给变频器，用来调节液压马达的转速，使得液压系统的输出能与注塑机在各个工序段中所需的油压大小和流量速度精确匹配，从而使溢流阀的回流量降到最小，达到节能目的。
注塑机变频节能系统的原理示意图如所示。
注a机变频书能系统的原理sg*目前，变频控制部分对于取自注塑机控制器的压力比例和流量比例控制信号的处理方法多种多样。大部分是通过电路转换板直接将其中的一个信号转换为变频器可用的模拟量有的则是将流量与压力信号的乘积通过运算、放大后转换成变频器可用的信号还有些为了达到更好的控制效果，根据注塑机的工艺和产品特性专门建立了相应的数学模型，然后用注塑机控制器送出压力、流量信号并计算出对应的控制量，用来控制变频器的输出频率。
注塑机变频节能改造实例艾默生公司生产的TD3400注塑机专用变频器采用了矢量控制，具有高速的动态响应和优异的自动限流能力，且瞬间过载能力可达到额定负荷的200%，另外在零频无速度传感器的方式下也能输出150%的额定转矩。这些特性非常符合注塑机的应用需求，加之TD3400变频器注塑机专用还专门根据注塑机的应用特征增加了相应的功能，因此在注塑行业得到了广泛应用。目前，该型号变频器己成功应用在海天、震雄、东华、亿利达、华大、宝源、联塑、台中精机、三菱、东芝和川口等品牌的注塑机上，并成功地对富士康、海尔、长虹、灿坤等企业的注塑机进行了大批量的改造。
