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一、 变频器的节能原理及控制系统（见附图一）
1．1 调速节能
根据注塑机的工艺要求 ,把总压阀、低压阀、一压阀、二压阀的开关信号经转换后加在变频器的输入端作为变频器的频率给定信号，变频器通过对其进行实时采样并通过CPU处理，使输出频率随比例阀的模拟信号成线形变化，在需要压力和流量较小的工艺过程中使电机转速降低，从而降低电机的输出功率，在冷却和半成品置入过程中可以让电机停转，使电机在整个负载范围内的能量损耗达到最小程度。
1.2 提高功率因数节能
无功功率不但增加线损和设备的发热，更主要的是因为功率因数的降低导致电网有功功率的降低。由公式 S2=P2+Q2，Q=S*SINφ，P=S*COSφ，其中：S-视在功率。Q-无功功率，P-有功功率，COSφ-功率因数。可知，当COSφ越大，有功功率 P越大。普通定量泵注塑机COSφ值在0.6-0.8之间，而使用变频调速装置后，由于变频器内滤波电容的补偿作用，使得COSφ≈1，从而减小了无功损耗，增大了电网的有功功率。
1.3 软启动节能
由于原电机为直接启动或 Y/ △启动，启动电流等于 (3-7) 倍额定电流，这样会对机电设备和供电电网造成严重的冲击，而且还会增加电网容量要求，启动时产生的大电流和震动对设备的使用寿命极为不利。而使用变频节能装置后，利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始，最大值被限制在变频器设置的加速中电流限幅水平以内，一般不超过 1.7 倍额定电流，减轻了对电网的冲击和对电网容量的要求，延长了设备和模具的使用寿命。
图一： 注塑机变频节能控制系统方框图
二． E520系列注塑机专用变频器的特点
1。高节电率，节电效果保证在 30% ~ 70%。
2。注塑机原有控制方式及油路不变，无须对注塑机原有结构和控制方式做变动， 只需在原油泵主电机接线处串入变频节能控制器，并对流量、压力比例控制线做适当接入切换并作简单调试即可完成。
3。采用 “市电／节能运行”转换控制方式，并保留注塑机油泵电机原有Y－△启动及运行线路不变，确保万一变频节能控制器发生故障检修或是注塑加工件周期过短时仍能切换到“市电”状态工作以保持正常生产。
4。与注塑机同步运行，调试完成投用后无需任何调节；即使更换模具和改变加工参数，均无需对变频节能控制器进行调整。
5。改造后注塑机液压油发热明显降低，一般比改造前平均油温降低 15~20℃以上；液压油使用寿命可得到延长；注塑机冷却用水量可节省30％以上。
6。对整个系统的保护功能，（ 1 ）、变频器自身的保护；（ 2 ）、对电机的保护；如：电流限制、过载、输出短路或输出接地等（ 3 ）、对因误操作引起的机械损伤进行保护；如：未到熔融温度强行溶胶引起火箭头、炮筒、螺杆或溶胶马达的损坏等。
7。注塑机运行噪音明显降低，开、锁模振动减轻，延长设备和模具的使用寿命，改善工作环境；用电功率因数提高，油泵主电机平滑启动，启动时无大电流冲击并可减少配电设备容量。
8。延长油路密封组件的使用寿命，减少停机维修几率，节省大量维护费用。
9。 注塑件加工周期越长，节能效果越好；
三． 改造案例
根据大量的现场测试，一般注塑机油泵电机在市电运行情况下因各工序所耗功率不同，实际所耗的总功率大概为电机额定功率的 50-70% 之间，而用变频改造后可在此基础上节省 20%-60% ，节电效益随单机使用时间增长而增长。
案例一 深圳龙岗某电子厂
注塑机为：台湾赞扬公司的 CY-250 系列，电机功率为3.7KW，变频改造具体情况如下表：
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工频运行时产量与耗电量 |
变频运行时产量与耗电量 |
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时间(S) |
产品数 |
产量 |
抄表数
（度） |
耗电量
（度） |
时间
（S） |
产品数 |
产量 |
抄表数
（度） |
耗电量（度） |
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8 ： 00 |
119 |
403 |
487.3 |
10.3 |
13 ： 00 |
528 |
402 |
497.6 |
5.6 |
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12 ： 00 |
522 |
497.6 |
17 ： 00 |
930 |
503.2 |
从上表分析可知，工频运行时平均每小时用电量为 2.58KWh ，变频运行时平均每小时用电量为 1.4KWh ，当地电费是 0.75 元每度，按每天平均工作20小时，每月工作28天计算得：
节电率为 = （ 2.58-1.4 ） /2.58 = 45.7%
工频运行是每年电费为： 2.58 ╳ 20╳28╳12╳0.75=13003.2元
变频运行是每年电费为： 1.4 ╳ 20╳28╳12╳0.75=7056元
每年节省电费 5947.2元
案例二 （广州某电池 / 塑料盒生产企业）
一台台湾产全自动设备注塑机，使用 E520-4T0550系列（55KW）的注塑机专用变频器进行节能改造，现场调试记录数据如下表：
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使用四方 E520-4T0550（55KW）注塑机专用变频器一台，根据注塑机双泵特性，使用双通道流量输入方式两通道取大。 |
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动作过程分析 |
注塑机泵 |
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过程分析 |
时间分析 |
1号泵 |
2号泵 |
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工频过程 |
工频时间（S） |
变频时间（S） |
泵1压力 |
泵1平均流量 |
泵 2压力 |
泵2平均流量 |
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合模 |
2.5 |
2.6 |
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32%（0.25） |
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锁模 |
3.2 |
3.2 |
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89%（0.70） |
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射胶 (三段) |
13.1-6.3 |
13.3-6.3 |
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34%（0.26） |
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保压 |
6.3 |
6.3 |
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55%（0.43） |
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冷却 |
9.8 |
9.8 |
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8%(0.08) |
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熔胶 |
9.8-5.3 |
9.8-5.3 |
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3%(0.03) |
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开模 |
2.8 |
2.8 |
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63%（0.50） |
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机械取料 |
3 |
3 |
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合计时间 |
33.4 |
33.7 |
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E520变频器主要参数设定 |
功率 55KW |
注：括号内表示采样检测量 |
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[F0.8]=1.5 |
[F0.9]=2.5 |
加减速时间设定 |
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[F3.1]=0 |
[F3.2]=0.43 |
通道 1流量特性设定 |
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[F3.3]=0 |
[F3.4]=0.50 |
通道 2流量特性设定 |
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[F3.5]=0.75 |
[F3.6]=0.89 |
各个通道权系数 |
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[F3.9]=5 |
[F3.10]=50 |
输入对应频率输出 |
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[F3.19]=3 |
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组合方式设定 |
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读数时间 |
读表数 |
运行方式 |
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读数时间 |
读表数 |
运行方式 |
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4.4(14:10) |
1806.3 |
工 频 |
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4.4(14:50) |
1825.3 |
变 频 |
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4.4(14:40) |
1822.6 |
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4.4(15:20) |
1834.4 |
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4.4(15:30) |
1837.1 |
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4.4(17:00) |
1883.9 |
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4.4(16:30) |
1869.6 |
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4.4(9:00) |
2168.7 |
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工频平均
时耗 |
48.8/1.5=32.53度 |
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变频平均
时耗 |
293.9/16.5=17.8度 |
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平均时节电量 =32.53-17.8=14.73度 |
节电率 =14.73/32.53=45.3% |
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按 650元/KW投资计算，一次投资650元*55KW=35750元 |
由于其为全自动设备，平均每天工作 20小时，每月工作28天计算，电费按0.75元/KW计算，则月回收额=20*28*14.73*0.75=6186.60元，回收期=35750/6186.6=5.78个月
四．结束语
根据长期以来对使用厂家的回访与观察，一致反映使用四方变频改造以后的注塑机不但为客户节省了电能，而且运行可靠平稳，保护功能强，同步控制准确，操作简单方便，充分满足了注塑成型工艺要求，稳定了产品质量和产量。同时降低压力油油温，延长密封元件的使用寿命，减少设备维护费用，为用户创造了良好的经济效益，赢得了用户的满意效果。
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