注塑机伺服节能改造方案研究

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1、注塑机伺服节能改造方案研究　　【摘要】注塑行业正面临着一个飞速发展的机遇，如何有效地节能降耗也就成为迫切需要解决的问题，而占绝大多数比例的定量泵注塑机电能浪费情况非常严重。目前市场上根据定量泵与变量泵液压系统相似原理研制出的伺服注塑机节能控制系统，可广泛应用于大、中、小各种规格，各种品牌，以液压传动的定量泵或变量泵注塑机。通过对江苏春兰机械制造有限公司、泰州申视塑料有限公司分别选择一台注塑机作为改造目标设备进行改造，节电率达66%。根据注塑机在具体运行过程中所需控制的压力和速度参量来专门设计的，经程序优化后，具有压力上升快，控制精

2、确，重复定位精度高。与传统的液压控制相比，具有节能、高效、废品率低等特点.【关键词】注塑机；伺服电机；节能减排引言6注塑机是塑料加工业主要设备、是有名的“电老虎”，一般注塑机的用电量要占到塑胶企业总体用电量的30～70%（在某些专业塑胶企业比重甚至超过70%）。伺服系统是指以物体的位移、角度、速度为控制量组成的，能够跟踪目标任意变化的自动化控制系统，通常由伺服驱动器和伺服电机组成。伺服系统是在变频技术基础上的延伸产品，除了可以进行速度与转矩控制外，还可以进行精确、快速、稳定的位置控制。1伺服电机市场据了解，注塑机节能改造具有节电率

3、高、节能效果好、投资回收快等优点。例如注塑机的伺服电机能耗约占整机用电总量70%～80%，将原有的“普通电机+定量泵系统”更换成“伺服电机+齿轮泵（螺杆泵）”，节能率达40%～85%，10～18个月便可收回成本，节能效果十分理想。2伺服控制系统的组成伺服系统的由伺服控制器、伺服电机、油泵、编码器、压力传感器等组成。3注塑机改造发展情况在传统注塑机使用定量泵驱动方式带来巨大电能浪费的同时，注塑机的节能改造也经历了三个阶段：（1）变量泵改造；（2）变频器改造；（3）伺服改造。4伺服系统的节能原理6用伺服驱动器的最大优点，首先是节能因为

4、当系统保压时注塑机控制器会同时给压力和流量信号给驱动器，驱动器会根据PID换算后将低速驱动伺服电机运转实现节能，其次是产能得到很的提高因为伺服驱动器驱动伺服电机运转相应很快，而且伺服电机一般可以运转到2000转/分以上，所以注塑机在进行除保压状态外的其它工作状态时基本上执行的是速度模式其电机转速很快就可实现了注塑机运转周期加快，提高了产能，再次是系统保压时压力的稳定性很好，因为该驱动系统是个死循环控制系统，注塑机系统压力通过压力传感器传递到驱动器上并通过驱动器的PID快速调节响应，从而保证了系统压力的稳定性。能耗等级为1级。5伺服

5、电机总体技术5.1液压伺服系统技术原理液压传动：它是以液压油为工作介质，通过动力元件（油泵）将原动机的机械能变为液压油的压力能，再通过控制元件，然后借助执行元件（油缸或油马达）将压力能转换为机械能，驱动负载实现直线或回转运动，且通过对控制元件遥控操纵和对流量的调节，调整执行元件的力和速度。当外界对上述系统有扰动时，执行元件的输出量一般要偏离原有调定值，产生一定的误差。液压控制：和液压传动一样，系统中也包括动力元件、控制元件和执行元件，也是通过油液传递功率。二者不同之点是液压控制具有反馈装置，反馈装置的作用是执行元件的输出量（位移、

6、速度、力等机械量）反馈回去与输入量（可以是变化的，也可以是恒定的）进行比较，用比较后的偏差来控制系统，使执行元件的输出随输入量的变化而变化或保持恒定。它是一种构成闭环回路的液压传动系统，也叫液压随动系统或液压伺服系统。65.2项目的基本原理传统的液压动力系统是通过普通三相交流电机带动定量油泵，以额定的转速运行，通过控制流量控制阀和压力控制阀开口的大小来调整系统的压力，以满足配套设备所需的压力流量（位移）。由于在此系统中是通过调节阀的压力和流量来达到调节系统压力和位移的目的。因此为了保证系统最大流量和压力，系统中的电机必须始终以额定

7、转速运行。由于电机耗功只与系统压力有关，当配套设备需高压低速运行时，由于电机始终以额定转速运行，所以电机消耗的功率大部分为无效功，这些无效功大部分转化为热能通过液压油经压力控制阀流回油箱，导致系统发热，在许多场合下，特别是在高压且运动速度变化很大的工况下需安装冷却系统，从而导致能耗增加。伺服统采用特定的伺服电机及驱动器直接驱动专用齿轮油泵，通过动态调整伺服电机的转速、转矩，以提供配套设备所需的压力、流量（位移）。由此推导出只要动态地调整伺服电机的转速、转矩，就能提供配套设备所需的压力、流量（位移）。这就是基本原理。6伺服电机的应用

8、6泰州供电公司对江苏春兰机械制造有限公司、泰州申视塑料有限公司进行调研及与企业进行沟通，由江苏电力节能服务有限公司对以上两公司注塑机进行了节能评估及分析，分别选择一台注塑机（24小时运行）作为改造目标设备，以使用伺服电机替代原有电机的方案进行试点节