一、概述
注塑機(jī)是塑膠行業(yè)的主要生產(chǎn)設(shè)備，也是有名的“電老虎”，耗電量大，電能浪費(fèi)嚴(yán)重。由于電價(jià)昂貴，電費(fèi)在企業(yè)生產(chǎn)成本中占有相當(dāng)大的比重，已經(jīng)成為嚴(yán)重影響企業(yè)生產(chǎn)效益的重要因素。
隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，各企業(yè)都在采取各種節(jié)能降耗措施、努力降低生產(chǎn)成本，以便提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。但是，注塑機(jī)的電能浪費(fèi)問題一直困擾著廣大塑膠生產(chǎn)企業(yè)。在此形式下，電力通在吸收國(guó)外有關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合自己多年來在節(jié)能領(lǐng)域積累的豐富經(jīng)驗(yàn)，研制開發(fā)出高科技產(chǎn)品——DLT-ZK11系列注塑機(jī)節(jié)電器，為注塑機(jī)用戶提供了一個(gè)行之有效的節(jié)能降耗手段，使注塑機(jī)的單機(jī)電耗下降30%以上，受到廣大塑膠生產(chǎn)企業(yè)的歡迎。
二、基本結(jié)構(gòu)
DLT-ZK11系列節(jié)電器是一個(gè)高度智能化的集成控制系統(tǒng)，我公司以一個(gè)控制柜的形式提供給各位用戶，控制柜的具體尺寸與所對(duì)應(yīng)的注塑機(jī)油泵電機(jī)功率有關(guān)，標(biāo)準(zhǔn)控制柜尺寸參見附表。DLT-ZK11主要由以下三部分組成：
1.調(diào)速器：由變頻器控制油泵調(diào)速運(yùn)行，調(diào)速范圍為0-100%，過載率為120-150%，過載持續(xù)時(shí)間一分鐘。調(diào)速器的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率或轉(zhuǎn)速信號(hào)來自于智能控制單元，按智能控制單元確定的速度——時(shí)間曲線自動(dòng)調(diào)速運(yùn)轉(zhuǎn)。
2.切換組件：該組件由一系列斷路器、接觸器、開關(guān)、按鈕等低壓電器組成，用于注塑機(jī)節(jié)電運(yùn)行和市電運(yùn)行這兩種工作方式的切換控制。節(jié)電運(yùn)行時(shí)，調(diào)速器驅(qū)動(dòng)油泵電機(jī)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)、軟停車和自動(dòng)調(diào)速控制。市電運(yùn)行時(shí)，油泵電機(jī)恢復(fù)原有啟動(dòng)器控制，實(shí)現(xiàn)降壓?jiǎn)?dòng)和全壓市電運(yùn)行，油泵轉(zhuǎn)速恒定。兩種工作方式的切換確保在節(jié)電器意外故障時(shí)不影響注塑機(jī)的正常工作，維持注塑機(jī)正常生產(chǎn)。
3.智能控制單元：智能控制單元是注塑機(jī)節(jié)電智能控制器的核心，承擔(dān)著大量的分析、計(jì)算和實(shí)時(shí)控制任務(wù)。它收集來自注塑機(jī)的運(yùn)行信息，進(jìn)行綜合分析處理，按照優(yōu)化的節(jié)電數(shù)學(xué)模型，計(jì)算出注塑機(jī)油泵的節(jié)電運(yùn)轉(zhuǎn)速度曲線，控制油泵調(diào)速運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行。節(jié)電數(shù)學(xué)模型包括注塑機(jī)的類型、注塑機(jī)的當(dāng)前工況、注塑機(jī)的參數(shù)設(shè)定值等設(shè)備運(yùn)行信息，使節(jié)電控制器能夠自動(dòng)適應(yīng)注塑機(jī)的工況變化，在開模、合模、射膠、冷卻、回料等不同工作階段，注塑機(jī)均能達(dá)到最佳的節(jié)電效果。并且在工藝工程師或操作工對(duì)注塑機(jī)參數(shù)進(jìn)行微調(diào)時(shí)，節(jié)電控制器能夠自動(dòng)識(shí)別這些參數(shù)的變化，自動(dòng)修正控制輸出數(shù)據(jù)，達(dá)到節(jié)電效果最好、產(chǎn)品質(zhì)量最佳的雙重效果。
三、節(jié)電原理
注塑機(jī)的能耗主要表現(xiàn)在電能消耗方面，按具體設(shè)備來劃分，大致可分為下列三個(gè)部分：
1、液壓系統(tǒng)油泵的電能消耗
2、加熱器的電能消耗
3、循環(huán)冷卻水泵的電能消耗
其中，液壓油泵電機(jī)的用電量占整個(gè)注塑機(jī)用電量的80%以上，降低其耗電量是注塑機(jī)節(jié)能的關(guān)鍵。
注塑機(jī)液壓油泵大多采用葉片泵、柱塞泵和活塞泵，都是典型的容積式油泵，其供油量與油泵轉(zhuǎn)速成正比，在工頻50Hz恒速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，油泵的供油量是恒定不變的。由于受到技術(shù)條件的限制，現(xiàn)在的注塑機(jī)液壓系統(tǒng)幾乎全部是閥控系統(tǒng)，即油泵電機(jī)由工頻50Hz電源驅(qū)動(dòng)恒速運(yùn)轉(zhuǎn)，油泵供油量恒定，當(dāng)注塑機(jī)的油量需求發(fā)生變化時(shí)，由安裝在油泵出口的溢流閥或比例閥來調(diào)節(jié)負(fù)載壓力和負(fù)載流量，滿足注塑機(jī)工況變化的需要。
事實(shí)上，注塑機(jī)液壓系統(tǒng)是一個(gè)壓力和流量波動(dòng)都較大的負(fù)載，在合模、鎖模、射膠、保壓、冷卻、開模、頂出等不同工作階段，其壓力和流量都要發(fā)生有規(guī)律的變化，典型的注塑機(jī)壓力和流量曲線如下圖所示。
從上圖可以看出，在一個(gè)工作循環(huán)周期內(nèi)，注塑機(jī)的實(shí)際壓力和實(shí)際流量是變化的，時(shí)大時(shí)小，有時(shí)幾乎為零。在實(shí)際流量較小時(shí)，油泵的供油量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于負(fù)載實(shí)際消耗量，供大于求，富余的處于高壓狀態(tài)下的液壓油全部經(jīng)溢流閥溢流。高壓狀態(tài)下的液壓油經(jīng)溢流閥后放出大量熱能，這部分耗散的能量實(shí)際上是油泵電機(jī)從電網(wǎng)吸收電能中的一部分。小流量狀態(tài)維持的時(shí)間越長(zhǎng)，所耗散的電能也就越大。因此，注塑機(jī)液壓系統(tǒng)存在嚴(yán)重的能源浪費(fèi)問題。
從上述分析中可知，注塑機(jī)液壓系統(tǒng)電能浪費(fèi)問題的最直接原因就是油泵流量與負(fù)載流量需求不相適應(yīng)，供大于求，造成高壓液壓油溢流，這是油泵轉(zhuǎn)速恒定不變所帶來的不良后果。針對(duì)此問題，我公司研制開發(fā)出DLT-ZK11節(jié)電器能解決注塑機(jī)電能浪費(fèi)問題。
注塑機(jī)原有控制系統(tǒng)采用DLT-ZK11節(jié)電器改造后，液壓油泵不再是工頻50Hz恒速運(yùn)轉(zhuǎn)的，而是改由調(diào)速器進(jìn)行啟停控制和調(diào)速運(yùn)行，速度可以在0-50Hz范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，即油泵供油量可以在0-100%范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。
在注塑循環(huán)過程中，智能控制單元自動(dòng)檢測(cè)來自于注塑機(jī)控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)信號(hào)，并對(duì)這些信息進(jìn)行分析和計(jì)算，根據(jù)注塑機(jī)當(dāng)前的工作狀態(tài)（開模、合模、射膠、回料、頂出等）對(duì)工作壓力及工作流量要求，自動(dòng)控制調(diào)速器運(yùn)行，從而調(diào)節(jié)油泵的轉(zhuǎn)速，使油泵實(shí)際供油量與注塑機(jī)的流量需求相一致，徹底消除溢流現(xiàn)象，節(jié)省電能消耗。
四、產(chǎn)品的適用對(duì)象及應(yīng)用范圍DLT-ZK11系列產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于各種類型的注塑機(jī)、擠壓機(jī)、油壓機(jī)及其它具有液壓泵的生產(chǎn)設(shè)備，既適用于老設(shè)備的節(jié)電技術(shù)改造，又適用于注塑機(jī)和擠壓機(jī)制造商為其產(chǎn)品進(jìn)行配套。
DLT-ZK11系列產(chǎn)品具有多種規(guī)格型號(hào)，既可用來改造東芝、三菱等外商生產(chǎn)的注塑機(jī)，又可改造震雄、海天等合資或國(guó)產(chǎn)注塑機(jī)和其它擠壓設(shè)備。
DLT-ZK11的每一種型號(hào)都與相應(yīng)的注塑機(jī)油泵電機(jī)對(duì)應(yīng)，請(qǐng)?jiān)谟嗁?gòu)時(shí)提供注塑機(jī)型號(hào)、生產(chǎn)廠家、液壓電機(jī)功率等設(shè)備參數(shù)，以便正確合理地選用節(jié)電器。
五、主要特點(diǎn)DLT-ZK11注塑機(jī)節(jié)電器具有如下特點(diǎn)：
1、節(jié)省電能，降低能源消耗，節(jié)約生產(chǎn)成本，節(jié)電率達(dá)到30%以上。
2、提高電網(wǎng)功率因數(shù)，節(jié)省就地補(bǔ)償裝置，電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)達(dá)到0.95以上。
3、平滑啟動(dòng)，消除啟動(dòng)時(shí)的大電流沖擊，啟動(dòng)時(shí)電機(jī)電流可限制在其額定電流的150%以內(nèi)。
4、平緩啟動(dòng)和平緩?fù)＼?，消除液壓沖擊現(xiàn)象。
5、減少液壓油發(fā)熱，降低了冷卻水的消耗量，并有效減緩液壓元器件的老化問題。
6、減輕電機(jī)軸承、油泵葉片等運(yùn)動(dòng)部件的磨損程度，延長(zhǎng)其使用壽命。
7、設(shè)備故障率下降，可靠性提高，減少了備品備件消耗，降低了維修成本。
8、微電腦智能控制，具有強(qiáng)大的自學(xué)習(xí)功能，自動(dòng)適應(yīng)注塑機(jī)工況的變化，無需人工調(diào)整。
9、自動(dòng)跟蹤注塑機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)。當(dāng)工藝工程師或操作工修改注塑機(jī)壓力、速度等預(yù)置參數(shù)時(shí)，不必調(diào)整DLT-ZK11的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，DLT-ZK11能自動(dòng)適應(yīng)注塑機(jī)壓力、速度等預(yù)置參數(shù)的變化。
10、市電/節(jié)電切換。DLT-ZK11注塑機(jī)節(jié)電器具有完善的市電/節(jié)電轉(zhuǎn)換功能，特殊情況下，萬一節(jié)電器發(fā)生故障，可以切換到市電運(yùn)行，不會(huì)影響注塑機(jī)的正常工作。
11、DLT-ZK11注塑機(jī)節(jié)電器一旦安裝調(diào)試完成，上電后它就會(huì)自動(dòng)運(yùn)行，注塑機(jī)的操作方式與改造前完全相同，操作工不必重新培訓(xùn)。
12、完善的運(yùn)行指示和故障查尋功能，方便設(shè)備管理人員的日常維護(hù)工作。
六、產(chǎn)品的節(jié)電規(guī)律DLT-ZK11是根據(jù)當(dāng)前注塑工藝對(duì)流量、壓力的要求，進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤、分析，調(diào)整電機(jī)的輸出功率的，每一段工藝過程都對(duì)應(yīng)電機(jī)相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。它有如下的節(jié)電規(guī)律：
1、設(shè)備的運(yùn)行狀況，注塑機(jī)電機(jī)負(fù)荷越輕、空載時(shí)間越長(zhǎng)，節(jié)電率越理想。
2、產(chǎn)品的工藝要求，產(chǎn)品對(duì)流量、壓力要求越小，產(chǎn)品的生產(chǎn)周期越長(zhǎng)、冷卻時(shí)間越長(zhǎng)，節(jié)電率越理想。
