注塑机节电方案

常州新维致远科技公司简介常州新维致远科技有限公司专业从事自动化控制系统、节能环保技术、以及将自动化技术与信息化相结合的企业现代化信息管理多领域的高科技企业。新维致远的系列产品可以为企业的现代化管理提供核心实时和历史数据“引擎”平台和信息自动处理和决策手段。同时为工业生产的设备实施节能、环保、提高自动化水平及生产效率的改造提供“管控一体化”的整体解决方案。新维致远以企业级实时历史数据库及管理系统和无线远程监控的核心技术为主导的产品线覆盖了企业的控制层、监控层和管理层等多方面，能帮助企业实现信息的实时化，帮助其完成商业模式的革命性变革，增强其市场竞争力，因此产品具有很强的市场竞争力和广泛的市场影响。新维致远的系列节能环保产品受到众多用户的好评，其节电率达到25-65%，为用户创造了巨大的经济效益，被美誉为“值得信赖的合作伙伴”。新维致远以“创新可以致远，细节决定成败”为核心价值观，在技术方面稳扎稳打，凭借在行业累积的专业经验以及对市场信息敏锐的把握，以自主创新为动力，不断创新推出更高价值的产品，是一个脚踏实地的企业。新维致远注重研发工作，每年投入大量资金用于新产品、新技术的开发投入，始终有预见性地开发具有潜在应用价值的新产品和新技术，同时认真评估用户反馈建议，以改进产品，使用户得到超值回报，与客户的互动合作促进了民族工业的成长，提高了中国制造业的自动化与信息化整体水平。新维致远是工业企业发展的助推器。一、节电的产生及原理随着科学技术的发展，科学家们将用绿色用电来缓解、对付面临能源危机及环境保护。对企业家来说：降低能耗，降低成本，提高工艺，提高产品质量、产量，使自己的产品在市场上的竞争中有一席之地。在塑料工业中，注塑机是一种通用型机械。在传统设计上，只考虑到共用性，设计时是以最大容量为基础，在实际的加工中，常常是大马拉小车的现象，所以，在注塑机运行过程中电能浪费相当严重。注塑机的运行工序过程一般分为:锁胶、射胶、熔胶、保压、冷却、开模等，随产品及加工工序不同，各工序所需液压、流量、压力不同。对于油泵马达而言，注塑机在注塑过程的负载是处于变化状态。其原注塑油泵马达以恒定的转速提供的液压流量，多余的液压将通过溢流阀回流，此过程称高压节流，高压节流效率一般为60%－70%。能量损失多达30%－40%，同时由于液压长期全速循环流动与液压件机械剧烈磨擦，造成油温过高，噪音过大，机械寿命缩短等不良现象。例如：一台CLF－600T（油泵电机为55KW）的注塑机在产生某一种塑料工件时，整过工艺周期为43.1－50秒，经现场测得其各工艺阶段，所需时间和油泵电机负载电流如下：锁模∕射台前进：4.1秒75A射胶：5.5秒52A保压：9秒52A冷却∕储料：23秒52A(前9.1秒)开模∕射台后退：3.7秒75由此可见，系统各工序油泵实际所需功率变化很大，特别是在射胶的保压和冷却阶段，设备所用的55KW油泵电机利用得很低度，并且在实际的运行加工过程中，系统有大量时间处于待机状态，电机空转，其相当部份电能浪费了。根据注塑机这一工艺特性，我公司研制、开发出注塑机专用型变频器，把定量泵液压系统改变成为变频控制(马达)系统。这种变频控制(马达)系统的运行，将随工艺、工序要求，可自动调节液压、油压的流量。满足了注塑工况工艺要求，又能达到节能30%左右的效果，并具有比原控制系统保护功能更强、更安全、更可靠。为此，在理论分析的基础上，我公司经实践检验得出的结果是：把通用型注塑机改用注塑机专用型智能节能控制装置后，将使注塑机产生以下几种优点：1.节能降耗、降低成本。2.满足各工况工艺要求，提高了产品质量、产量。3.实现了软起动，对电网、变压器无起动电流冲击。（根据用户的电网容量情况，可适当增加容量，免增容费）。4.由恒量泵改为变量泵，养活了因油压过高而对机械的冲击、磨损、延长机械寿命。5.相对地降低了油温，机械噪音。二、FMCZ技术解决方案1、运用案例：顺达电脑厂现有CLP系列注塑机，规格80T－1000T，油泵交流电机功率为11KW－90KW，产品为ABS和PVC塑料件。在生产过程中，设备的自动控制过程如下：锁模∕射台前进→射胶保压→冷却∕储料→开模∕射台后退(下一循环开始)。经现场检测，一台CLF－600T（油泵电机55KW）注塑机在生产某种塑料件时，整个工艺周期为43.1秒，其中各工艺所需时间和实测油泵电机负载电流如下：1)、锁模∕射台前进：4.1秒75A2)、射胶：5.5秒52A3)、保压：9秒52A4)、冷却∕储料：23秒52A(前9.1秒)46A(后13.9秒)5)开模∕射台后退：3.7秒75由此可见，设备所用的55KW油泵电机利用效率很低，相当部分电能变成了无功功率，降低了电网质量，造成了电能损失，增加了企业的生产成本。因此，对该系列注塑机进行改造，必定会产生良好的节电效果。2、控制原理图及方式：根据注塑机的工艺要求和变频器的节能特点，可令油泵电机在不同的工艺段运转于不同的转速，相应于变频器输出不同的频率。1)锁模∕射台前进：30－40HZ2)射胶∕保压：40－50HZ3)冷却∕储料：3－15HZ4)开模∕射台后退：30－40HZ这样，一方面，在电机利用效率低的情况下，通过智能变频控制技术充分提高电机的利用效率，达到大幅度的节能效果；另一方面，由于CLF注塑机各个工艺段之间负载变化大，所以可以通过使用智能变频技术，也在相当程度上节省了电能。例如：我公司注塑机系列就是这样一种智能交流感应电机节能控制装置，它同时具有变频调速、动态功率调节和动态COS￠补偿三方面功能。其核心是通过微电脑对电机的工作负载进行实时监测，并对负载的变化作出快速响应，使电机在任意负载下均能获得最佳的电压供给，以实现最大的节能效果。下面举例说明：从电机的V-A特性曲线可知：当电机的负载从100%→50%→30%依次减低，很明显，随着电压的变化会使电流逐渐降低到最低点X、Y、Z。该节能控制器可以通过其独特的负载电脑监控系统，以每秒5000次的采样速率，密切监测着负载变化，并随着负载的变化快速地调整电机的输入电压，使其保持在最佳工作点，使电机在整个负荷范围内的能量消耗达到最小程度，即：该智能节能控制装置，可以在不影响电机转矩和转速的情况下，可以根据负载的变化，不断的为电机提供一个使电能消耗减少到最小的最佳电压，在使用该智能节能控制装置后，除了能更强有力的运转外，更能充分体现节能效果。另外，该智能节能控制器还能根据电机负载的变化情况，对供给电机的电压及电流进行优化控制，大幅度改善马达的功率因数，使电机能在最高效率下运转。因此，在CLF系列注塑机节能改造中采用FMCZ智能节能控制装置，可以通过变频调速技术(不同工艺段在不同且适宜的变频下运行)、动态功率调节及大幅度改善电机功率因数三方面途径，来达到可观的节能效果。3、操作方式：FMCZ智能节能控制装置，在设备控制面板上带有市电与节电转换两种操作方式。可确保节能装置在维修与保养时不影响注塑机的正常生产需要；4、保护功能：FMCZ智能节能控制装置提供过流、过载、过压、缺相、短路、欠压及远程无线监控三、经济分析1、资金投入：对CLF系列注塑机进行节能改造，就单台CLF-600T注塑机来说，其油泵电机为55KW，则全套节能装置总造价为33000元人民币。2、节能率估算：（1）、根据P=√3UICOS￠，在不考虑改善和动态调功的情况下，假如相应电流不变(其实为减小)，结合变频器输出电压随频率变化的规律，可估算出总节能电率为：（2）、对于系列注塑机这种变化大的负载，系列的智能变频器，利用其独特的动态功率调节功能至少可以节能5%以上。综上所述，就算不考虑COS￠的改善，总节电率至少达到：31.4%＋5%=36.4%3、投资回收期：根据CLF－600T注塑机在现加工塑料件43.1秒件工作周期内、各工艺段所用的时间及油泵电机负载电流计算，每小时耗电量达37.6度；如工作周期内、各工艺段所用的时间及油泵电机负载电流计算，每小时耗电量达37.6度；如果按照每月工作30天，每天工作24小时，每度电按一元收费，节电率按36.4%计算：每月节约电费为：37.6×24×30×1×36.4%＝9857.2（元）投资回收期：60500÷9854.2＝6.2（月）即：大约6.2个月就可以收回全部投资。使用FMCZ系列注塑机专用智能节能控制装置，在节省电费开销的同时，由于FMCZ装置能准确有效的控制和消除多余的电力供应，还能防止电机不必要热损耗，改善工作环境。同时，采用了超低噪音的高载波IGBT器件，令电机能在超低噪音、低震动及最佳工作状态下平稳运转。