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1引言
随着塑料行业的迅速发展，注塑行业也正迎来了飞速的发展。同时同行业间的竞争也日渐激烈，各厂家除了重视产品质量、品牌竞争外，也越来越重视生产成本的控制。而注塑机设备在各类塑料加工行业中的广泛应用，更是各厂家所关注的。虽然各个生产厂家所用的注塑机品牌和型号各不相同，但要完成的工艺内容和基本过程还是相同的。从注塑机生产工艺过程知道，在注塑成型产品成本中电能量消耗成本占了很大的比例，因此能否有效减少电能损耗受到各注塑机厂家和用户关注。随着变压变频调速技术的推广，变频调速在传动控制和节能领域已日渐得到广泛应用，尤其在泵类负载场合采用变频控制节能效果显著。
2注塑机变频节能改造的可行性
2. 1 注塑机的分类
（1）卧式注塑机：卧式注塑机是最常用的类型，也是我们节能改造的重点对象。
（2）立式注塑机：其特点是合模装置与注塑装置的轴线呈一线排列，而且与地面垂直。
（3）角式注塑机：注塑装置和合模装置的轴线互相成直线排列。
传统的注塑机的油泵一般分为定量油泵和变量油泵，变量泵不用进行变频节能改造。因为变量泵本身已带有一定的节能效果，增加变频器不能体现出它的优势。
2.2 注塑机的工作原理
塑料注射成型是利用塑料三种状态，借助于注塑机和模具，成型出所需要的塑料制品。尽管所用的注塑机不尽相同，但要完成的工艺内容和基本过程还是相同的，如（图一）所示。
2.3 注塑机的压力、流量控制模块
注塑机的变频节能改造要对液压系统非常了解，在液压系统执行回路中，根据主油路和各执行油路的功能。液压组件在液压系统上可组成控制模块，以提高系统的集成度。注塑机控制油路的模块有压力/流量控制模块（P/Q油路模块），注塑/预塑控制模块，顶出控制模块，主要控制系统在整个工作周期中。液压序系统中的压力（P）和流量(Q),对各执行机构的速度和推力的大小及程序进行控制。在这里主要介绍（P/Q油路模块）。
注塑机定量泵+比例压力流量阀控制回路，如（图二）所示。由比例压力流量阀V1、泵p、电动机M组成。D1、D2分别是控制流量和压力的电磁铁，当电动机启动后，泵就输出一定的流量，此时D1、D2无电信输入，泵输出流量通过V1流回油箱，系统压力为零，如D1、D2有电信号输入，则V1开始工作，部分油通过比例阀所设定的开启压力，比例益流阀打开。把多余的油放回油箱。只要改变D1、D2电信号的输入值，就可以实现对系统的压力和速度调节。
3 SINEE推荐方案
目前一些注塑机用户使用了变频节能技术，收到了节能、低噪音、高效和可靠的显著效果，且能大大减少注塑机的耗电量，这在众多注塑机用户中得到了非常好的评价与信赖。通过本公司的许多测试和工程师的现场改造经验，注塑机的变频节能技术已日趋完善。
传统定量泵的注塑机的变频节能改造通常是：将用来控制调节比例调节阀的电量信号，进行转换处理后作为变频器输出频率的给定信号，或是将注塑机的锁模、射胶、熔胶、冷却、开模等工艺过程控制信号进行处理后作为变频节能器的多段速或程序控制信号（也是变频器输出频率的给定信号），以此调节方式来满足注塑机各种工艺对供油压力和流量的要求，节能改造模式（见图四）。
为了实现注塑机在变频调节时的最佳工况，我公司特别研究开发了针对注塑机压力信号控制回路的自动切换电路，它能根据注塑机各个不同工作环节的流量，压力要求不同而自动选择信号，这样在加工一些高、精度的塑料产品时使用更是得心应手。
3.1 SINE308专用型变频节能器
SINE308专用型变频器，是在SINE008高性能矢量变频器的硬件和软件核心基础上，结合各种型号的注塑机，风机，空压机等的控制要求，开发出来的一款高性能的变频节能器。并将矢量控制技术的优异性能引入节能领域，彻底解决过去V/F控制方式影响生产周期和生产效率的问题。而为了适应各种工作环境的要求，在硬件和软件上都做了许多特殊的处理，特别是防金属粉尘，防潮湿，防腐，耐高温等，大大增强了在注塑行业的可靠性。
SINE308专用型变频节能器采用CPU控制系统，功能控制和性能控制完全分开，电机控制采用矢量控制，把电机的励磁电流分量和转矩电流分量分开进行控制，从而实现转矩的高精度控制。
与V/F控制比较，矢量的优势
（1） 速度控制精度高，能实现高精度的同步控制。
（2） 动态响应好，能快速响应负载变化。
（3） 调速范围广和转矩脉动小。
（4） 能进行直接转矩控制
3.1.1 可靠性设计和保护功能
（1）全封闭设计，外型美观，结构紧凑，人机界友好。
（2）独立的通风系统，散热器安装可为柜体内或外，方便维护。
（3）对电网的波动在-20%~+20%可安全运行。
（4）机器（90KW以上）内配有直流电抗器，提高了效率和输入侧的功率因数。
（5）变频节能器上电，系统对软件，硬件进行安全自检。
（6）提供自动复位功能，方便常规的故障排除。
（7）系统内提供20多种的保护功能，可以实现设备的全方位保护。
3.1.2 外围配置
（1）提供两种控制电源：+10V，GND；+24V，COM。
（2）提供通信控制端口：+485，-485。
（3）可编程模拟输入：四路模拟输入信号VS/IS/VF/IF。
扩展卡可扩展2路输入（1I:0~1A）输入，或（1V：0~10V）输入。
（4）可编程数字输入：6路输入，其中1路可作高速脉冲输入。
3.1.3 主要技术
● 控制方式：V/F控制、矢量开环控制。
● 载波频率范围：1.0K—16.0KHz，可根据温度和负载特性自动调整。
● 过载能力：150%额定电流60秒。
● 频率给定方式：模拟信号给定（电流或电压），键盘数字给定，脉冲频率给定。
● 自动限流：对运行期间电流自动限制，防止频繁过流故障跳闸。
● 调制方式：磁通矢量PWM调制。
● 自动节能运行：根据负载情况，自动优化V/F曲线，实现节能运行。
● 转矩控制：多种转矩指令指令设定方式，可实现有PG和无PG的转矩控制。
● 自动电压调整:当电网电压在允许的范围内发生变化时，能自动保持输出电压恒定。
● 速度控制精度：±0.5%最高速度（SVC）；±0.1%最高速度(VC)。
● 控制信号方式：模拟信号经过特殊处理，有效避免模拟信号的 漂移及干扰。
● 设计PID调节功能：实现同步控制系统平稳起停。
3.1.4 安装环境要求
（1） 节能器与相邻物品间保持一定的距离。
（2） 应远离稀释剂、易燃物品，溶剂等。
（3） 安装基础坚固无振动。
（4） 应远离干扰源，电磁干扰。
（5） 安装接近窗户应做好防雨滴，日晒等。
3.2 系统的电气接线图
改造前，正确地找到电机起动的主交流接触器，将注塑机空气开关（断路器）到主交流接触器的三相交流电线拆开（注意主交流接触器上如果有其它电源线，就要移到空气开关上），然后将节能器的（R、S、T）三相电源线接到空气开关上，（U、V、W）三相输出线接到主交流接触器上。在改造注塑机时仍保留注塑机原有控制电路中的星-三角转换电路，这样可方便改造同时保持注塑原来的控制特性。
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