注塑机节能(伺服节能)改造前后对比 点击：507 | 回复：19
F 合模、锁模阶段：
动作要求：合模动作尽可能快速动作，在模具到位时立即停止，防止模具到位时撞模，并且在模具移动时如出现异物卡模时及时停止移动。 | ||
机型 | 动作的实现 | 能量消耗分析 |
传统油压机 | 采用调节阀门，部分流量进入开合模油缸推动锁模动作，其余流量经节流阀回流 | 异步电机带动油泵以亚同步速转动，合模动作消耗部分流量，回流部分能量为浪费的能量 |
伺服式电液混合节能型 | 伺服器调节油泵速度，供油速度等于推动合模油缸所需要的油量，完全没有溢流，并且可以精确控制合模动作的行程距离，在到位后自动实现锁模。在合模的过程中，伺服系统工作于带力矩限制的速度闭环控制模式，如果出现异物卡住模具导致阻力非正常增加时，电机会自动停止运行 | 合模移动中电机效率可达85%以上，锁模阶段电机速度接近零速而最大出力不减，功率消耗最小。 |
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射胶阶段：
动作要求：匀速射出，速度精度高，射出量精确控制，射满模腔后立即转为压力控制进入保压过程 | ||
机型 | 动作的实现 | 能量消耗分析 |
传统油压机 | 采用调节阀门，部分流量进入射胶油缸推动射胶动作，其余流量经节流阀回流 | 异步电机带动油泵以亚同步速转动，射胶动作消耗部分流量，回流部分能量为浪费的能量。由于射胶动作对压力和速度都有要求，因而电机负载较重，从电网取用功率很大，能量损失也比较大 |
伺服式电液混合节能型 | 伺服器调节油泵速度，实现速度平滑给定控制。供油速度等于推动射胶动作所需要的油量，完全没有溢流，并且可以方便、精确控制射胶动作的行程距离。 | 射胶阶段中电机效率可达90%以上，由于效率高并且没有溢流，所以此阶段能量消耗较大，但没有多余的消耗。 |
熔胶、冷却阶段：
动作要求：熔胶时进行速度控制，要求尽可能较快地将射台推出至适当的位置，同时螺杆将足够量的熔胶推出至射口处，并且要求射台推出时有一定的背压。为节省时间，熔胶与冷却一般同时进行，但如果冷却时间较长，会出现熔胶结束后仍需等待冷却的空等时间。 | ||
机型 | 动作的实现 | 能量消耗分析 |
传统油压机 | 采用调节阀门，部分流量进入液压马达驱动螺杆，部分进入射胶油缸推动射台回程动作，其余流量经节流阀回流 | 异步电机带动油泵以亚同步速转动，在熔胶阶段溢流较少，此时功率消耗较大，能量损失较少。但在“空等”时段，所有流量均经节流阀回流，功率消耗较大，所有能量都被浪费 |
伺服式电液混合节能型 | 伺服器调节油泵速度至最佳速度，精确控制射台和螺杆速度。 | 熔胶阶段需要流量和压力都较大，此时功率消耗较大，但实际效率接近90%，功率损耗很小。在到达“空等”时段时，运动系统需要的净流量为零，伺服器调节油泵速度至接近零速，并且转入力矩控制，稳定保持压力。此时电机输出力矩较大，但转速接近零速，所以几乎不输出功率，从电网取用的功率仅几百瓦。 |
松模、开模阶段：
动作要求：快速打开模具，动作快捷到位 | ||
机型 | 动作的实现 | 能量消耗分析 |
传统油压机 | 采用调节阀门，部分流量进入开合模油缸推动松模、开模动作，其余流量经节流阀回流 | 异步电机带动油泵以亚同步速转动，此阶段功率消耗较大，能量浪费较小 |
伺服式电液混合节能型 | 伺服器调节油泵速度至最佳速度，快速控制松模、开模动作。 | 此阶段需要流量和压力都较大，此时功率消耗较大，实际效率接近90%，功率损耗很小。 |
注塑机节能改造的节能原理：注塑工艺过程一般为锁模、射胶、溶胶、保压、冷却、开模等几个阶段，各个阶段需要不同的压力和流量。传统的油泵马达按最高压力和设备需求确定功率，以恒定的转速提供恒定的流量，多余的液压油通过溢流阀回流，这样，很多能量就这样浪费掉了。
伺服节能系统在锁模、保压、冷却等阶段能输出最大压力但保持速度接近零速，因而功率消耗最小。在需要低速射胶的场合下，例如射胶速度是最高速度的30%，大约可以节约70%的能量。传统注塑机由于高压节流的存在，油温迅速上升，会导致油体变稀、管路软化、漏油等问题，所以必须对液压油进行强行冷却，这也需要有相当大的功率消耗。使用伺服后，绝大多数工况下，液压油的自然冷却已经足够。
目前主流的伺服驱动器均采用数字信号处理器（DSP）作为控制核心，
伺服驱动器（图1）【1】可以实现比较复杂的控制算法，实现
数字化、网络化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模块（IPM）为核心设计的驱动电路,IPM内部集成了驱动电路,同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路,在主回路中还加入软启动电路,以减小启动过程对驱动器的冲击。功率驱动单元首先通过三相全桥整流电路对输入的三相电或者市电进行整流，得到相应的直流电。经过整流好的三相电或市电，再通过三相正弦PWM电压型逆变器变频来驱动三相永磁式同步交流伺服电机。功率驱动单元的整个过程可以简单的说就是AC-DC-AC的过程。整流单元（AC-DC）主要的拓扑电路是三相全桥不控整流电路。
关键词：注塑机 节能技术 分析研究
注塑机的节能技术是注塑机科技进步发展过程中的开发的一项新技术，随注塑机的不断发展而进步，同时又推动了注塑机的科技进步。高端注塑机必定具有高端的节能技术，高端的节能技术是高端的注射成形不可缺少的技术。对节能技术的分析研究，有助于注塑机的科技进步及高端注塑机的开发。近年来，随着注塑机的发展，节能技术有了很大的进展，主要在中、小型注塑机上进行节能技术开发，在动力驱动系统上作开发，缺少对节能注射成形原理及节能执行机构的创新开发。从根本上实现注塑机的节能注射成形，只有创新的节能的注射成形技术、节能的动力系统和节能执行机构，三者合为一体，才能达到完满的节能性能。高性能的节能注射成形注射高端的塑料制品。高能耗的设备使制品高成本，难以实现高附加值塑料制品的注射成形，难以提高性价比。高能耗的设备只能在低端水平上徘徊，没有生存的活力。本文对注塑机的节能技术作了较为详细的分析研究，提出了注塑机节能技术推广应用中的几个值得注意的问题及发展方向，供有关人士作参考。
注塑机能耗的本质，就是动力系统输出的能量及能量的利用率，加工一个同样的制品，耗用的能量少即节能。注塑机的成形能耗性能主要反映在制品成形所需的注射能耗、塑化能耗及锁模能耗上，一台注塑机能够在低注射塑化及低锁模能耗成形出制品，显然这台注塑机节能。注塑机的能耗性能具体主要反映在动力驱动系统的结构形式及能量转换效率上，以及驱动机构的结构形式上。注塑机的节能技术，实际上主要包涵三个方面：一是节能注射成形技术，二是节能的执行机构，三是节能的动力驱动系统。机构、电气控制及动力驱动系统是为注射成形技术服务的，节能技术围绕着注射成形展开，随着注射成形技术的发展而进步，同时又促进注射成形的科技进步。
大型塑料制品的节能成形原理，开发节能超大型专用注塑机。超大型注塑机主要用于特定大型塑料制品的注射成形，降低能耗是降低制品成本的主要措施。降低能耗的最有效的措施是降低整机的装载功率，而不像中、小型注塑机那样，从提高驱动系统的效率方面进行。降低整机的装载功率，必须降低执行机构的所需功率。要降低执行机构的所需功率，必须创新加工制品的注射成形工艺。超大型注塑机节能最明显的特征是，能够实现低压高速注射/低锁模力成形出制品。具备低压高速注射/低锁模力成形的超大型注塑机，整机的重量、装载功率、制造成本、性价比等具有明显的竞争能力。以成形托盘为例，常规的托盘注射成形是在大型的通用注塑机上加工，大型托盘在2500吨以上大型注塑机上加工，对托盘生产厂家来说，不但投资的成本大，而且因加工的能耗大导致制品的成本高，缺乏市场竞争能力，有的单位购了50000g的加工托盘的通用注塑机，因动力及能耗太大而束之高阁。针对托盘制品的性能要求及结构特征，一些单位从创新托盘的注射成形工艺角度出发，降低托盘的注射成形能耗，并根据注射成形的工艺要求，开发创新的节能系统和机构的超大型托盘注塑机。
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