点击图片查看大图塑料行业发展越来越迅速，其中注塑行业也正迎来一个飞速发展的机遇。但同时行业内的竞争也日渐激烈，各厂家除了重视产品质量和品牌外，也越来越重视生产成本的控制。从注塑机工艺过程知道，在注塑成型产品成本中，电能消耗成本占了很大的比例，因而能否有效减少电能损耗，受到了各注塑机厂家和用户的关注。随着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了广泛应用，尤其在泵类负载场合采用变频控制节能效果显著。本文以博乐BV3800注塑机专用型变频器为例，介绍了注塑机变频改造的可行性和改造中常出现的问题及相应处理方法，并统计了某注塑机变频改造项目的节电效果及投资成本的回收情况。
2、注塑机变频改造可行性
2.1节能改造的提出
目前市场上的各类注塑机约90%以上采用液压传动和电液比例控制方式。事实上，在采用电液阀控（即高压节流）控制模式的情况下，注塑机工作时存在很大的能量浪费。图1为一般产品的注塑成型的过程示意图。
图1：注塑成型工艺过程示意图
各个过程所需的速度和压力因不同工艺而不同，即所需的液压油流量不同，因而注塑机整个动作过程对油泵电机来说是个变负载过程。在定量泵注塑机液压系统中，油泵电机始终以恒定转速提供恒定流量的液压油，各个动作中相应多余的液压油则通过溢流阀回流，从而造成电能的浪费。据统计，由电液阀控模式造成电能损耗高达36～68%；根据注塑机设备工艺，油泵电机耗电占整个设备耗电比例高达65～80%。因此，对阀控电液模式进行节能改造具有很大的潜力。
2.2节能改造原理
由泵类负载的工作特性可知，泵的流量与转速成正比，泵的扬程与转速的平方成正比，泵电机轴功率与转速的立方成正比,如下述公式所示:
Q2/Q1=N2/N1 ；H2/H1=(N2/N1)2 ；P2/P1=(N2/N1)3
其中Q为流量、N为转速、H为扬程。
图2：阀门控制与变频控制节能比较
图2给出了阀门控制与变频控制两种模式下的节能效果比较。原有注塑机系统采用阀门控制，当流量由QA减少到QB时，由于管阻特性，工作点由A点转移B点，消耗的功率与0EBF的面积成正比。若采用变频控制，这时因阀门全开，其管阻特性不变，工作点由A点转移到C点，消耗的功率与0ECH的面积成正比。因此，从图2中可以看出，采用变频调速比阀门控制更加节能，且随着转速的降低，电机输出功率成立方关系减少。这样，根据注塑工艺适时地调节油泵电机的转速，即可达到节能的目的。
目前三相异步电动机大多采用变频调速，由电机同步转速公式：
n=60（1-S）f/p
其中，n为电机转速；s为转差率；f为供电频率；p为极对数。
由上式可知，改变电源频率即可改变电机转速。因此，采用注塑机比例流量阀及比例压力阀的控制信号同步控制油泵马达的变频器，使油泵电机的转速与注塑机工作所需的压力、流量成正比，从而使溢流阀的回流量减到*小，液压系统输出与注塑机生产所需功率相匹配，便可达到节能目的。据统计，其单机节电率可达25～65%。
3、博乐变频器的应用
3.1博乐BV3800注塑机专用变频器的特点
博乐BV3800注塑机专用变频器，是针对注塑工艺要求，结合注塑机标准压力，流量信号开发的一款软硬件完全满足注塑机节能要求的变频器。经过多家注塑机改造实际使用效果证明 ，其在完全满足工艺要求的情况下，节能效果显著。
其特点：
丰富的保护功能，及时故障报警
保留注塑机原有控制方式及油路不变
与注塑机同步运行，无须任何调节 延长设备作用寿命
针对注塑工艺开发的控制曲线，满足任何产品注塑工艺
0-1A的标准压力，流量信号输入，无需任何中间转换环节
采用市电、节能运行转换控制方式，以免发生故障时影响正常生产
3.2变频改造电路
注塑机变频改造时采用变频＋工频控制方式。其控制柜主电路由电度表、ZS变频器和工频旁路接触器等构成，控制电路由工频/变频切换开关、启动、复位开关、指示灯等构成。
（1） 变频控制柜主电路
图3给出了注塑机变频节能改造的主电路图。图中，ZD为断路器，K1、K2、K3为接触器，SB3为故障复位按钮。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。采用工频旁路目的是为了在变频器出故障时可直接切换到工频运行，而不影响生产。
图3：注塑机变频节能改造主电路图
（2）变频控制柜控制电路
图4为注塑机变频柜的控制电路框图。图中，SB1为工频/变频转换开关，选用三级开关；SB2为变频器启动按钮；L1为总电源指示灯；L2为工频运行指示灯；L3变频运行指示灯；L4为变频器故障指示灯，其故障信号由变频器TA、TC输出；KM1、KM2变频运行接触器；KM3为工频运行接触器。
注塑机专用变频器