定量泵注塑機(jī)的變頻改造節(jié)能應(yīng)用介紹（2）
五、應(yīng)用案例
工程案例一：廣東南海新豐塑料廠大型注塑機(jī)改造
深圳市日業(yè)電氣有限公司同東莞市某節(jié)能設(shè)備科技開發(fā)有限公司合作，對(duì)廣東南海新豐塑料廠四臺(tái)主泵55KW大型注塑機(jī)（由東華800）進(jìn)行了變頻改造，該機(jī)最大壓力可達(dá)2000噸，最大投料量可達(dá)16000克，約1-2分鐘生產(chǎn)6個(gè)中、大型水管接頭。這是應(yīng)用變頻器的技術(shù)改造成功的典范，現(xiàn)已投產(chǎn)使用達(dá)半年之久，工作正常，平均節(jié)電率達(dá)35％以上，深受用戶歡迎，經(jīng)長(zhǎng)達(dá)半年之久的應(yīng)用對(duì)比，該廠已確定對(duì)另6臺(tái)注塑機(jī)也使用變頻器進(jìn)行技術(shù)改造。充分說(shuō)明應(yīng)用變頻器對(duì)大型注塑機(jī)實(shí)行節(jié)能的技術(shù)改造方案是正確的有效的，值得向大家推薦。
1． 工頻、變頻主電路及變頻器的選用
主油泵55KW，選用深圳市日業(yè)電氣有限公司ZY3200-ZY055T4變頻器四臺(tái)，經(jīng)半年來(lái)使用，證明變頻器的性能良好，工作可靠，節(jié)電率高，主電路采用工頻-變頻二套電源供電方式，（即變頻、工頻互鎖互換的雙回路控制），以確保不間斷的工作。
2． 變頻改造應(yīng)用中注意的事項(xiàng)
① 必需是采用比例流量控制的注塑機(jī)才可進(jìn)行變頻節(jié)能改造。
② 變量泵不用進(jìn)行變頻節(jié)能改造。因?yàn)樽兞勘帽旧硪褞в幸欢ǖ墓?jié)能效果，增加變頻器不能體現(xiàn)出它的優(yōu)勢(shì)。
③ 有些繼電器控制的注塑機(jī)速度是采用手調(diào)節(jié)流量閥控制速度的，進(jìn)行變頻節(jié)能改造的效果并不理想。對(duì)小型注塑機(jī)也輥對(duì)變頻器響應(yīng)速度的特別要求，需慎進(jìn)行變頻節(jié)能改造。
④ 一般情況下，安裝節(jié)能變頻器不會(huì)影響注塑機(jī)的操作使用方式，為保證生產(chǎn)效率，某些工藝參數(shù)卻需要作調(diào)整
如何正確取得控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)變頻器與注塑機(jī)的最優(yōu)結(jié)合是十分重要的。我們采用方案的原理框圖（見圖3）。
佳工機(jī)電網(wǎng)
3． 經(jīng)濟(jì)效益分析
注塑機(jī)及生產(chǎn)情況表表（1）
注塑機(jī)型號(hào) 主電機(jī)功率 制品名稱 制品材質(zhì) 節(jié)電器型號(hào)
東華800 55＋55KW 水管接頭 PVC SY3200-ZY55T4
工頻、變頻運(yùn)行耗用電能表表（2）
- 電度表初值 電度表終值 時(shí)間 耗電量 節(jié)電 節(jié)電率
工頻運(yùn)行 28 78．6 1小時(shí) 50．6 -
變頻運(yùn)行 78．6 108．7 1小時(shí) 30．1 20．5 40．52%
投資回報(bào)分析：
每月節(jié)電： 20.5度/小時(shí)×22小時(shí)/天×28天=12628度/月
每月節(jié)約電費(fèi)： 12628度×0.6元/度=7576.8元
每年節(jié)約電費(fèi)： 7576.8元/月×12月=90921.6元
投資回收期： 63800元÷7576.8元/月×28天/月=235天
工程案例二：某注塑廠仁興塑機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造
我公司于2004年3月1日對(duì)某玩具廠進(jìn)行注塑節(jié)能改造，節(jié)電率達(dá)到35.86％，現(xiàn)就改造過程分析如下：
1. 對(duì)象：
注塑機(jī)及生產(chǎn)情況表表（3）
注塑機(jī)型號(hào) 主電機(jī)功率 制品名稱 制品材質(zhì) 節(jié)電器型號(hào)
仁興塑機(jī) 45KW 塑膠桶 ABS SY3200-ZY045T4
2．改造前后電流、電度表讀數(shù)比較
（1）改造前后運(yùn)行電流的比較
改造前后電流比較圖表（4）
>動(dòng)作順序 合模 注塑 保壓 回料 冷卻 開模 頂針
電流(改前) 63.2 90.7 67 80 55.4 63 75
電流(改后) 16.5 80 15.4 65 12 18 37
節(jié)電率 73.89% 11.8% 77.01% 18.75% 78.34% 71.42% 50.66%
根據(jù)表(4)的比較結(jié)果可以得知采用變頻器調(diào)速后電流有了明顯的下降
（2）改造前后的有功電度表讀數(shù)比較
工頻下有功表以及用電容量的計(jì)算結(jié)果表(5)
具體時(shí)間 產(chǎn)量 小時(shí) 電度表 用電量 每小時(shí)用電 單位產(chǎn)品用電
09:30-13:30 670 4 0-162.7 162.7 40.675 0.2429
13:31-17:30 700 4 326.9 164.2 41.05 0.2326
合計(jì)數(shù) 1370 8 - 326.9 - -
平均數(shù) 171.25 - - - 40.8625 0.2387
由上表可計(jì)算單位產(chǎn)品的耗電量：
單件產(chǎn)品平均耗電量=326.9/1370=0.2387
變頻下有功表以及用電容量的計(jì)算結(jié)果表(6)
具體時(shí)間 產(chǎn)量 小時(shí) 電度表 用電量 每小時(shí)用電 單位產(chǎn)品用電
09:30-13:30 663 4 326.9-430.5 103.6 25.9 0.1563
13:31-17:30 695 4 534.8 104.3 26.075 0.1501
合計(jì)數(shù) 1358 8 - 207.9 - -
平均數(shù) 169.75 - - - 25.98 0.1531
由上表可計(jì)算出單位產(chǎn)品的耗電量：
單件產(chǎn)品平均耗電量=207.9/1358=0.1531
使用變頻節(jié)電器后效率=169.75/171.25=99.13%
根據(jù)以上耗量可以計(jì)算出改造后節(jié)電百分比：
節(jié)電率=(P工頻- P變頻)/ P工頻=（0.2387-0.1531）/0.2387=35.86％
3. 改造后對(duì)生產(chǎn)穩(wěn)定性、產(chǎn)品質(zhì)量、機(jī)器性能的影響
改造前后的生產(chǎn)數(shù)量的對(duì)比表(7)
- 8小時(shí)產(chǎn)量 每小時(shí)產(chǎn)量 影響產(chǎn)量 效率
改造前 1370 171．25 -1.5 -0.88%
改造后 1358 169．75
（1）生產(chǎn)量的穩(wěn)定性 變頻調(diào)速運(yùn)行后單位小時(shí)生產(chǎn)量沒有明顯變化，每小時(shí)減產(chǎn)1.5只，生產(chǎn)效率下降僅0.88%，具體數(shù)據(jù)見表（7）。
（2）產(chǎn)品質(zhì)量：經(jīng)工廠FQC檢驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題
（3）機(jī)器性能：經(jīng)測(cè)量采用變頻調(diào)速后，電機(jī)的表面溫度有所提高，工頻運(yùn)行電機(jī)溫度為53.6℃，變頻運(yùn)行時(shí)電機(jī)最高溫度為57.5℃，仍在電機(jī)安全范圍內(nèi)，這是由于電機(jī)在整個(gè)周期內(nèi)，根據(jù)生產(chǎn)工藝的不同運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)的散熱風(fēng)扇風(fēng)力減小的緣故。建議保持散熱風(fēng)扇及電機(jī)的清潔。
六 現(xiàn)場(chǎng)改造的幾點(diǎn)技術(shù)問題
目前市場(chǎng)上各種注塑機(jī)變頻節(jié)能器種類繁多，技術(shù)含量和產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，因此在現(xiàn)場(chǎng)改造中出現(xiàn)了一些具體問題，有的是屬于采用變頻調(diào)速技術(shù)后的正?，F(xiàn)象，而有的則是屬于產(chǎn)品或應(yīng)用中應(yīng)該克服的缺點(diǎn)。
6.1 電機(jī)高頻噪聲較市電時(shí)尖銳
由于變頻器輸出電壓是由許多脈沖列組成，存在著高次諧波，使電機(jī)運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)速不同時(shí)會(huì)發(fā)出不同響度且稍尖銳的聲音，這是正常現(xiàn)象，并可以通過降低變頻載波頻率來(lái)降低尖嘯聲。
6.2 電機(jī)溫度略高于市電運(yùn)行時(shí)的溫度
由于輸出諧波的存在，增加了電機(jī)的銅損和鐵損，因此，電機(jī)在變頻節(jié)電運(yùn)行時(shí)的溫度要稍高于市電運(yùn)行時(shí)的溫度。同時(shí)，在中低速運(yùn)轉(zhuǎn)階段，電機(jī)冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速下降，散熱能力降低，溫升可能上升3～5℃左右。由于普通油泵電機(jī)絕緣等級(jí)均在B級(jí)或F級(jí)以上，故電機(jī)溫升仍在允許的范圍內(nèi)，不會(huì)影響電機(jī)的使用和壽命。
6.3 對(duì)注塑機(jī)的正常運(yùn)行產(chǎn)生干擾
變頻裝置產(chǎn)生的諧波對(duì)注塑機(jī)的一些控制回路會(huì)有一定干擾，影響注塑機(jī)的正常動(dòng)作，特別是一些制造工藝粗糙、諧波含量大的變頻器用在工藝不穩(wěn)定的注塑機(jī)表現(xiàn)的更明顯，這就需要我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)采取一些對(duì)策解決干擾問題。干擾源主要有下面兩個(gè)方面：(1) 高次諧波通過導(dǎo)線產(chǎn)生的射頻干擾，對(duì)這類干擾可以通過在變頻裝置的輸入或輸出側(cè)加裝抑制射頻干擾的設(shè)備加以解決，例如磁環(huán)或?yàn)V波器等; (2) 輸入諧波通過電源耦合到其他用電設(shè)備形成干擾， 對(duì)這類干擾可以在變頻裝置的輸入側(cè)加裝濾波器解決，或者安裝進(jìn)線側(cè)交流電抗器也有一定效果;另外，同一電源下的其他設(shè)備最好能做到隔離供電。
6.4 影響注塑生產(chǎn)的效率
變頻節(jié)能器在控制油泵電機(jī)速度的過程中存在著一定的加減速時(shí)間，相比原來(lái)的電磁閥開通速度有一定的滯后，導(dǎo)致單位加工周期延長(zhǎng)，生產(chǎn)效率受到一定影響，由于日業(yè)SY3200變頻節(jié)能器能夠采用流量和壓力兩路信號(hào)控制，同時(shí)根據(jù)情況修改部分注塑機(jī)參數(shù)，就能夠較好地解決這個(gè)問題。(end)
工程案例一：廣東南海新豐塑料廠大型注塑機(jī)改造
深圳市日業(yè)電氣有限公司同東莞市某節(jié)能設(shè)備科技開發(fā)有限公司合作，對(duì)廣東南海新豐塑料廠四臺(tái)主泵55KW大型注塑機(jī)（由東華800）進(jìn)行了變頻改造，該機(jī)最大壓力可達(dá)2000噸，最大投料量可達(dá)16000克，約1-2分鐘生產(chǎn)6個(gè)中、大型水管接頭。這是應(yīng)用變頻器的技術(shù)改造成功的典范，現(xiàn)已投產(chǎn)使用達(dá)半年之久，工作正常，平均節(jié)電率達(dá)35％以上，深受用戶歡迎，經(jīng)長(zhǎng)達(dá)半年之久的應(yīng)用對(duì)比，該廠已確定對(duì)另6臺(tái)注塑機(jī)也使用變頻器進(jìn)行技術(shù)改造。充分說(shuō)明應(yīng)用變頻器對(duì)大型注塑機(jī)實(shí)行節(jié)能的技術(shù)改造方案是正確的有效的，值得向大家推薦。
1． 工頻、變頻主電路及變頻器的選用
主油泵55KW，選用深圳市日業(yè)電氣有限公司ZY3200-ZY055T4變頻器四臺(tái)，經(jīng)半年來(lái)使用，證明變頻器的性能良好，工作可靠，節(jié)電率高，主電路采用工頻-變頻二套電源供電方式，（即變頻、工頻互鎖互換的雙回路控制），以確保不間斷的工作。
2． 變頻改造應(yīng)用中注意的事項(xiàng)
① 必需是采用比例流量控制的注塑機(jī)才可進(jìn)行變頻節(jié)能改造。
② 變量泵不用進(jìn)行變頻節(jié)能改造。因?yàn)樽兞勘帽旧硪褞в幸欢ǖ墓?jié)能效果，增加變頻器不能體現(xiàn)出它的優(yōu)勢(shì)。
③ 有些繼電器控制的注塑機(jī)速度是采用手調(diào)節(jié)流量閥控制速度的，進(jìn)行變頻節(jié)能改造的效果并不理想。對(duì)小型注塑機(jī)也輥對(duì)變頻器響應(yīng)速度的特別要求，需慎進(jìn)行變頻節(jié)能改造。
④ 一般情況下，安裝節(jié)能變頻器不會(huì)影響注塑機(jī)的操作使用方式，為保證生產(chǎn)效率，某些工藝參數(shù)卻需要作調(diào)整
如何正確取得控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)變頻器與注塑機(jī)的最優(yōu)結(jié)合是十分重要的。我們采用方案的原理框圖（見圖3）。
佳工機(jī)電網(wǎng)
3． 經(jīng)濟(jì)效益分析
注塑機(jī)及生產(chǎn)情況表表（1）
注塑機(jī)型號(hào) 主電機(jī)功率 制品名稱 制品材質(zhì) 節(jié)電器型號(hào)
東華800 55＋55KW 水管接頭 PVC SY3200-ZY55T4
工頻、變頻運(yùn)行耗用電能表表（2）
- 電度表初值 電度表終值 時(shí)間 耗電量 節(jié)電 節(jié)電率
工頻運(yùn)行 28 78．6 1小時(shí) 50．6 -
變頻運(yùn)行 78．6 108．7 1小時(shí) 30．1 20．5 40．52%
投資回報(bào)分析：
每月節(jié)電： 20.5度/小時(shí)×22小時(shí)/天×28天=12628度/月
每月節(jié)約電費(fèi)： 12628度×0.6元/度=7576.8元
每年節(jié)約電費(fèi)： 7576.8元/月×12月=90921.6元
投資回收期： 63800元÷7576.8元/月×28天/月=235天
工程案例二：某注塑廠仁興塑機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造
我公司于2004年3月1日對(duì)某玩具廠進(jìn)行注塑節(jié)能改造，節(jié)電率達(dá)到35.86％，現(xiàn)就改造過程分析如下：
1. 對(duì)象：
注塑機(jī)及生產(chǎn)情況表表（3）
注塑機(jī)型號(hào) 主電機(jī)功率 制品名稱 制品材質(zhì) 節(jié)電器型號(hào)
仁興塑機(jī) 45KW 塑膠桶 ABS SY3200-ZY045T4
2．改造前后電流、電度表讀數(shù)比較
（1）改造前后運(yùn)行電流的比較
改造前后電流比較圖表（4）
>動(dòng)作順序 合模 注塑 保壓 回料 冷卻 開模 頂針
電流(改前) 63.2 90.7 67 80 55.4 63 75
電流(改后) 16.5 80 15.4 65 12 18 37
節(jié)電率 73.89% 11.8% 77.01% 18.75% 78.34% 71.42% 50.66%
根據(jù)表(4)的比較結(jié)果可以得知采用變頻器調(diào)速后電流有了明顯的下降
（2）改造前后的有功電度表讀數(shù)比較
工頻下有功表以及用電容量的計(jì)算結(jié)果表(5)
具體時(shí)間 產(chǎn)量 小時(shí) 電度表 用電量 每小時(shí)用電 單位產(chǎn)品用電
09:30-13:30 670 4 0-162.7 162.7 40.675 0.2429
13:31-17:30 700 4 326.9 164.2 41.05 0.2326
合計(jì)數(shù) 1370 8 - 326.9 - -
平均數(shù) 171.25 - - - 40.8625 0.2387
由上表可計(jì)算單位產(chǎn)品的耗電量：
單件產(chǎn)品平均耗電量=326.9/1370=0.2387
變頻下有功表以及用電容量的計(jì)算結(jié)果表(6)
具體時(shí)間 產(chǎn)量 小時(shí) 電度表 用電量 每小時(shí)用電 單位產(chǎn)品用電
09:30-13:30 663 4 326.9-430.5 103.6 25.9 0.1563
13:31-17:30 695 4 534.8 104.3 26.075 0.1501
合計(jì)數(shù) 1358 8 - 207.9 - -
平均數(shù) 169.75 - - - 25.98 0.1531
由上表可計(jì)算出單位產(chǎn)品的耗電量：
單件產(chǎn)品平均耗電量=207.9/1358=0.1531
使用變頻節(jié)電器后效率=169.75/171.25=99.13%
根據(jù)以上耗量可以計(jì)算出改造后節(jié)電百分比：
節(jié)電率=(P工頻- P變頻)/ P工頻=（0.2387-0.1531）/0.2387=35.86％
3. 改造后對(duì)生產(chǎn)穩(wěn)定性、產(chǎn)品質(zhì)量、機(jī)器性能的影響
改造前后的生產(chǎn)數(shù)量的對(duì)比表(7)
- 8小時(shí)產(chǎn)量 每小時(shí)產(chǎn)量 影響產(chǎn)量 效率
改造前 1370 171．25 -1.5 -0.88%
改造后 1358 169．75
（1）生產(chǎn)量的穩(wěn)定性 變頻調(diào)速運(yùn)行后單位小時(shí)生產(chǎn)量沒有明顯變化，每小時(shí)減產(chǎn)1.5只，生產(chǎn)效率下降僅0.88%，具體數(shù)據(jù)見表（7）。
（2）產(chǎn)品質(zhì)量：經(jīng)工廠FQC檢驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題
（3）機(jī)器性能：經(jīng)測(cè)量采用變頻調(diào)速后，電機(jī)的表面溫度有所提高，工頻運(yùn)行電機(jī)溫度為53.6℃，變頻運(yùn)行時(shí)電機(jī)最高溫度為57.5℃，仍在電機(jī)安全范圍內(nèi)，這是由于電機(jī)在整個(gè)周期內(nèi)，根據(jù)生產(chǎn)工藝的不同運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)的散熱風(fēng)扇風(fēng)力減小的緣故。建議保持散熱風(fēng)扇及電機(jī)的清潔。
六 現(xiàn)場(chǎng)改造的幾點(diǎn)技術(shù)問題
目前市場(chǎng)上各種注塑機(jī)變頻節(jié)能器種類繁多，技術(shù)含量和產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，因此在現(xiàn)場(chǎng)改造中出現(xiàn)了一些具體問題，有的是屬于采用變頻調(diào)速技術(shù)后的正?，F(xiàn)象，而有的則是屬于產(chǎn)品或應(yīng)用中應(yīng)該克服的缺點(diǎn)。
6.1 電機(jī)高頻噪聲較市電時(shí)尖銳
由于變頻器輸出電壓是由許多脈沖列組成，存在著高次諧波，使電機(jī)運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)速不同時(shí)會(huì)發(fā)出不同響度且稍尖銳的聲音，這是正常現(xiàn)象，并可以通過降低變頻載波頻率來(lái)降低尖嘯聲。
6.2 電機(jī)溫度略高于市電運(yùn)行時(shí)的溫度
由于輸出諧波的存在，增加了電機(jī)的銅損和鐵損，因此，電機(jī)在變頻節(jié)電運(yùn)行時(shí)的溫度要稍高于市電運(yùn)行時(shí)的溫度。同時(shí)，在中低速運(yùn)轉(zhuǎn)階段，電機(jī)冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速下降，散熱能力降低，溫升可能上升3～5℃左右。由于普通油泵電機(jī)絕緣等級(jí)均在B級(jí)或F級(jí)以上，故電機(jī)溫升仍在允許的范圍內(nèi)，不會(huì)影響電機(jī)的使用和壽命。
6.3 對(duì)注塑機(jī)的正常運(yùn)行產(chǎn)生干擾
變頻裝置產(chǎn)生的諧波對(duì)注塑機(jī)的一些控制回路會(huì)有一定干擾，影響注塑機(jī)的正常動(dòng)作，特別是一些制造工藝粗糙、諧波含量大的變頻器用在工藝不穩(wěn)定的注塑機(jī)表現(xiàn)的更明顯，這就需要我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)采取一些對(duì)策解決干擾問題。干擾源主要有下面兩個(gè)方面：(1) 高次諧波通過導(dǎo)線產(chǎn)生的射頻干擾，對(duì)這類干擾可以通過在變頻裝置的輸入或輸出側(cè)加裝抑制射頻干擾的設(shè)備加以解決，例如磁環(huán)或?yàn)V波器等; (2) 輸入諧波通過電源耦合到其他用電設(shè)備形成干擾， 對(duì)這類干擾可以在變頻裝置的輸入側(cè)加裝濾波器解決，或者安裝進(jìn)線側(cè)交流電抗器也有一定效果;另外，同一電源下的其他設(shè)備最好能做到隔離供電。
6.4 影響注塑生產(chǎn)的效率
變頻節(jié)能器在控制油泵電機(jī)速度的過程中存在著一定的加減速時(shí)間，相比原來(lái)的電磁閥開通速度有一定的滯后，導(dǎo)致單位加工周期延長(zhǎng)，生產(chǎn)效率受到一定影響，由于日業(yè)SY3200變頻節(jié)能器能夠采用流量和壓力兩路信號(hào)控制，同時(shí)根據(jù)情況修改部分注塑機(jī)參數(shù)，就能夠較好地解決這個(gè)問題。(end)
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