近年來，塑料加工業經歷了快速穩定的發展，注塑機行業也迎來一個新的發展機遇。但注塑機在注塑成型產品成本中，電能消耗成本占了很大的比例，因而能否有效減少電能損耗，受到了各注塑機廠家和用戶的關注。隨著變頻調速技術的推廣，變頻器在傳動控制和節能領域已日漸得到了廣泛應用，尤其在泵類負載場合采用變頻控制節能效果顯著。下面我們一起了解一下吧。

注塑機變頻器改造常見問題

1、解決生產周期可能延長的辦法

在對注塑機進行變頻改造時，可能經常會發現，生產周期在變頻工作時會慢0.3s~1.2s。且變頻器功率越大，產品工況越復雜，周期就會相應地增加。這主要是由于在不同工序段切換時，變頻器需要根據各工序所需要的不同壓力、量而不斷改變輸出頻率，而使電機經常處于加減速過程中。

盡管變頻器的加減速時間可調得很短，但相比工頻運行時電磁閥通斷速度有一定的滯后，這就導致了相同工藝參數下變頻控制時單位加工周期有所延長，生產效率受到一定影響。對于這個問題，一方面，要求選用的變頻器有很好的動態響應性能，以盡量縮短響應時間；另一方面，可以根據實際情況，調整注塑機的部分工藝參數，如加大壓力設定值等。當然，也可以對液壓系統和控制系統進行改進來解決問題。例如，工頻時注塑機在液壓系統設計要考慮到液壓沖擊帶來的危害，在液壓回路上采用很多緩沖回路。如果能提高液壓回路反應時間就可以彌補變頻加速過程帶來的滯后。而對于變頻器控制系統，如果能采用流量和壓力兩路信號控制，也能夠較好地解決這個問題。

2、壓力不夠的原因及相應措施

個別情況下，由于機器采用的元件質量不過關，或保養不好，液壓回路中個別液壓元件磨損，導致自身的壓力一流量特性有所下降，造成控制壓力隨流量的變化較大。這時表現出有時夠力而有時不夠力的現象。工頻生產時由于流量恒定，因此問題沒有被暴露出來。采用變頻控制時就會表現出壓力不夠。

為了解決這一問題，采用兩種方法：一種是通過調整注塑機的工藝參數，將變頻工作時注塑機的壓力流量設定得比工頻時高一些；另一種是從控制方法上想辦法，例如采用基于速度環節的壓力閉環控制，保證壓力滿足要求。

3、應對變頻器對注塑機干擾的措施

由于變頻器在工作時輸入、輸出電流中都會有一定量高次諧波，會對注塑機的控制系統產生干擾，嚴重時可能影響到注塑機的正常動作。對此，可采取以下措施：

(1)在輸入側和輸出側加裝變頻器專用濾波器、電抗器等以減小高次諧波電流；

(2)控制信號線使用屏蔽電纜，并把屏蔽層一端接到變頻器的公共輸入端子上；

(3)變頻器的輸入、輸出電纜與控制信號線分開走線，它們之間應該至少保證20cm以上的距離且盡可能遠；

(4)減少變頻器的載波頻率；

(5)同一電源下的其他設備最好能做到隔離供電。

4、實際應用中發現的問題

節能變頻器的使用效果，與注射工藝參數設定密切相關。其中涉及塑料制品的重量與注塑機的鎖模力問題。

(1)制品的重量大，應由相應較大的鎖模力和較大注射量的注塑機進行加工（一般是在300噸級以上）。這類制品的加工成型周期較長，特別是冷卻階段尤為突出，注射動作時要有可靠的鎖模力和瞬時增壓力。通過一些實際使用，進行變頻調速的定量泵均能滿足這種工況，并使變頻調速的節能作用得到充分發揮。

(2)對于加工全是小型制品的注塑廠，最大的注塑機鎖模力不超過180t，工藝參數設定幾乎沒有冷卻過程，節能效果不顯著。

注塑機改造中使用變頻器的好處

1、調速節能

根據注塑機的工藝要求，把總壓閥、低壓閥、一壓閥、二壓閥的開關信號經轉換后加在變頻器的輸入端作為變頻器的頻率給定信號，變頻器通過對其進行實時采樣并通過CPU處理，使輸出頻率隨比例閥的模擬信號成線形變化，在需要壓力和流量較小的工藝過程中使電機轉速降低，從而降低電機的輸出功率，在冷卻和半成品置入過程中可以讓電機停轉，使電機在整個負載范圍內的能量損耗達到最小程度。

2、提高功率因數節能

無功功率不但增加線損和設備的發熱，更主要的是因為功率因數的降低導致電網有功功率的降低。由公式S2=P2 Q2，Q=S*SINφ，P=S*COSφ，其中：S-視在功率。Q-無功功率，P-有功功率，COSφ-功率因數。可知，當COSφ越大，有功功率P越大。普通定量泵注塑機COSφ值在0.6-0.8之間，而使用變頻調速裝置后，由于變頻器內濾波電容的補償作用，使得COSφ≈1，從而減小了無功損耗，增大了電網的有功功率。

3、軟啟動節

由于原電機為直接啟動或Y/△啟動，啟動電流等于(3-7)倍額定電流，這樣會對機電設備和供電電網造成嚴重的沖擊，而且還會增加電網容量要求，啟動時產生的大電流和震動對設備的使用壽命極為不利。而使用變頻節能裝置后，利用變頻器的軟啟動功能將使啟動電流從零開始，最大值被限制在變頻器設置的加速中電流限幅水平以內，一般不超過1.7倍額定電流，減輕了對電網的沖擊和對電網容量的要求，延長了設備和模具的使用壽命。

審核編輯 黃宇