厂商 ：深圳中科电气科技有限公司
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商品详情描述
一,序言
对于塑料制品行业来说, 电耗是其生产成本的主要部分,而注塑机是塑料制品厂的主要能耗设备之一,因此降低注塑机的能耗成为注塑行业降低成本,提高产品竞争力的有效途径.目前绝大多数的注塑机都属于液压传动注塑机,液压传动系统中的动力由电机带动油泵提供,在注塑周期的过程中,注塑机在不同工序下需要的流量和压力不同,必须依靠流量阀和压力阀调节不同工序所须的流量和压力.液压系统的负荷变化很大,由于定量泵不可调节输出功率,因此多余的能量只能在挡板,油路泄露,油的升中消耗掉.这样既加剧了各种阀门的磨损,又造成油温过高,电机噪音过大,以及机械寿命缩短等现象.并且通常在设计中, 用户油泵电机设计的电容比实际需要高出很多, 存在"大马拉小车"的现象,造成电能的大量浪费.因此推广交流变频器调速装置在注塑机上应用,对于减少能源浪费具有重要意义.
二,调速节能装置的节能原理
1,变频节能
由流体力学可知,P(功率)=H(压力),流量Q与转速n的一次方成正比,压力H与转速n的平方成正比,功率P与转速n的立方成正比,Q/Q=n/n,H/H=n/n式中:Q-油泵的额定流量,H-油泵的额定压力,P-油泵电机的额定功率,n油泵电机的额定转速.由上述公式可知,如果油泵的功率一定,当要求调节流量Q下降时,转速n可成比例下降,此时油泵的轴输出功率P是成立方关系下降,即油泵电机耗电功率P与其转速n近似成立方关系.例如:某注塑机油泵电机额定功率为55KW,则当转速下降到原转速的4/5时,其耗电量为28.16KW,省电48.8%;当转速下降到原转速的1/2时,其耗电量仅用6.875KW,省电87.5%.
2,动态功率因数补偿节能
无功率不但增加线损和设备的发热,更主要的是因为功率因数的降低导致电网的有功功率的降低.由公式S=P+Q, Q=S*SINфP=S*COSф ,其中:S-视在功率,Q-无功功率,P-有功功率,COSф功功率因数.可知.当COSф越大,有功功率P越大.普通定量泵注塑机COSф值在0.6-0.8之间,而使用变频器调速节能控制装置后, 由于变频器内滤波电容的作用,使得COSф≈1,从而减小了无功损耗,增大了电网的有功功率.
3,软启动节能
由于电机为直接启动或Y/D启动,启动电流等于(3-7)倍额定电流,这样会对电机设备和供电电网造成严重的冲击,而且还会对电网量要求过高,启动时产生的大电流和震动时对设备的使用寿命极为不利,而使用变频器节能装置后,利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始,最大值也不超过额定电流,减轻了对电网的冲击和对电容量的要求,延长了设备和模具的使用寿命.
注塑机原理示意图
注塑机流量阀接线图
三,塑机节能改造原理
1,注塑机成型的工艺过程
注塑机主要用于热塑料的成型加工.注塑机成型工艺是一个按照预定的周期性动作过程,即以合模等—射嘴前进—射胶—保压—溶胶,冷却--
开模—顶出制品—顶杆退回—合模等加工工序达到某件产品成型.注塑机通常采用减液压传动,其结构包含注射装置,开合模装置,液压传动装置和电气控制装置,后者的作用是保证注塑机按工艺过程以预完定每个工序的要求(压力,速度,温度,时间,位置)和动作程序准确有效地工作.在传统的注塑机中,液压传动装置主要出油泵,液压控制,压力电磁比例阀,流量电磁比例阀,各种不同的动作油缸,油泵电机及其它液压附件和管道组成,其中,油泵是定量油泵,电动机通常提供额定功率和转速,油泵将电动机所输入的机械能转变为压力能,然后向液压系统的液压元件输送具有一定压力和流量的液压油,满足液压执行机构驱动负载所需能量的要求.
2,变频器调速节能装置的控制系统
根据注塑机的工艺要求,利用注塑机电脑的同步控制信号及电气控制,从注塑机的压力电磁比例阀和流量电磁比例阀公别取出0-1ADC的模拟电流信号,直接加在变频器专用的输入端,从而改变变频器的输出频率,即改变油泵电机的转速,来改变油泵电机的输出流量Q,满足注塑机在各个工序中所需的油泵压力大小和流量速度,将传统的定量泵转变为量泵.
四、方案优点
1.安装方便：基本不需要对注塑机作改动，就可以实现节能改造目的。
2.工频运行/变频节能运行方式可自由切换，即使节能控制器有故障，马上转换到工频方式运行，不影响正常生产。
3.不改变原来系统的任何操作方式，操作工人不需要重新培训，不影响生产加工效率。
4.延长整机寿命：节电器控制速度标准稳定，软启动减轻开锁模震动，避免设备撞击，降低油温，延长密封件使命周期，从而使得整机寿命达到延长。
5.降低噪声：改造后设备噪音降低约10DB，设备动作更稳，作业环境得到改善。
6.故障自动复位功能，保证生产连续。
7.生产过程中不需要对节电控制器进行调整，且有多种保护功能，简单、安全、方便。
8.四信道输入，可任意组合，传感器信号0-25V及0-5A输入，能适应各种类型的注塑机。
五、节能分析
从以上的变频器节能原理可以看出来,冷却时间减去加料时间在总周期中的比例越大,节电空间越大,一般来讲,节电空间都可达到20%以上,对于24小时连续生产的注塑机,一般投资不到一年就可回收成本,一年后的节能就是利润点.具体节能分析如下"
(1)注塑机型号:850吨
单台电机
市电用电量:35KW/h,按最低25%节电空间计算,
则变频节能电量为35х25%=8.75KW/h,
如果按每天8小时,每个月按26天，每年工作11个月计算,每度电为0.85元,
则每个月可以结约电费
8.75х8х26х0.85х11=17017
不到一年就可回成本
(事实上一般的节能电情况都大于25 %的,根据设备的不同,所做产品的不同,可以达到30%~50%,是可以很快的收回投资,并且由于进行软启动停,对电网的冲击大大降低,在相同容量的变压器下,可以供更多的设备使用,减少了供电设备投资,也改善了工厂的供电质量.
对于塑料制品行业来说, 电耗是其生产成本的主要部分,而注塑机是塑料制品厂的主要能耗设备之一,因此降低注塑机的能耗成为注塑行业降低成本,提高产品竞争力的有效途径.目前绝大多数的注塑机都属于液压传动注塑机,液压传动系统中的动力由电机带动油泵提供,在注塑周期的过程中,注塑机在不同工序下需要的流量和压力不同,必须依靠流量阀和压力阀调节不同工序所须的流量和压力.液压系统的负荷变化很大,由于定量泵不可调节输出功率,因此多余的能量只能在挡板,油路泄露,油的升中消耗掉.这样既加剧了各种阀门的磨损,又造成油温过高,电机噪音过大,以及机械寿命缩短等现象.并且通常在设计中, 用户油泵电机设计的电容比实际需要高出很多, 存在"大马拉小车"的现象,造成电能的大量浪费.因此推广交流变频器调速装置在注塑机上应用,对于减少能源浪费具有重要意义.
二,调速节能装置的节能原理
1,变频节能
由流体力学可知,P(功率)=H(压力),流量Q与转速n的一次方成正比,压力H与转速n的平方成正比,功率P与转速n的立方成正比,Q/Q=n/n,H/H=n/n式中:Q-油泵的额定流量,H-油泵的额定压力,P-油泵电机的额定功率,n油泵电机的额定转速.由上述公式可知,如果油泵的功率一定,当要求调节流量Q下降时,转速n可成比例下降,此时油泵的轴输出功率P是成立方关系下降,即油泵电机耗电功率P与其转速n近似成立方关系.例如:某注塑机油泵电机额定功率为55KW,则当转速下降到原转速的4/5时,其耗电量为28.16KW,省电48.8%;当转速下降到原转速的1/2时,其耗电量仅用6.875KW,省电87.5%.
2,动态功率因数补偿节能
无功率不但增加线损和设备的发热,更主要的是因为功率因数的降低导致电网的有功功率的降低.由公式S=P+Q, Q=S*SINфP=S*COSф ,其中:S-视在功率,Q-无功功率,P-有功功率,COSф功功率因数.可知.当COSф越大,有功功率P越大.普通定量泵注塑机COSф值在0.6-0.8之间,而使用变频器调速节能控制装置后, 由于变频器内滤波电容的作用,使得COSф≈1,从而减小了无功损耗,增大了电网的有功功率.
3,软启动节能
由于电机为直接启动或Y/D启动,启动电流等于(3-7)倍额定电流,这样会对电机设备和供电电网造成严重的冲击,而且还会对电网量要求过高,启动时产生的大电流和震动时对设备的使用寿命极为不利,而使用变频器节能装置后,利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始,最大值也不超过额定电流,减轻了对电网的冲击和对电容量的要求,延长了设备和模具的使用寿命.
注塑机原理示意图
注塑机流量阀接线图
三,塑机节能改造原理
1,注塑机成型的工艺过程
注塑机主要用于热塑料的成型加工.注塑机成型工艺是一个按照预定的周期性动作过程,即以合模等—射嘴前进—射胶—保压—溶胶,冷却--
开模—顶出制品—顶杆退回—合模等加工工序达到某件产品成型.注塑机通常采用减液压传动,其结构包含注射装置,开合模装置,液压传动装置和电气控制装置,后者的作用是保证注塑机按工艺过程以预完定每个工序的要求(压力,速度,温度,时间,位置)和动作程序准确有效地工作.在传统的注塑机中,液压传动装置主要出油泵,液压控制,压力电磁比例阀,流量电磁比例阀,各种不同的动作油缸,油泵电机及其它液压附件和管道组成,其中,油泵是定量油泵,电动机通常提供额定功率和转速,油泵将电动机所输入的机械能转变为压力能,然后向液压系统的液压元件输送具有一定压力和流量的液压油,满足液压执行机构驱动负载所需能量的要求.
2,变频器调速节能装置的控制系统
根据注塑机的工艺要求,利用注塑机电脑的同步控制信号及电气控制,从注塑机的压力电磁比例阀和流量电磁比例阀公别取出0-1ADC的模拟电流信号,直接加在变频器专用的输入端,从而改变变频器的输出频率,即改变油泵电机的转速,来改变油泵电机的输出流量Q,满足注塑机在各个工序中所需的油泵压力大小和流量速度,将传统的定量泵转变为量泵.
四、方案优点
1.安装方便：基本不需要对注塑机作改动，就可以实现节能改造目的。
2.工频运行/变频节能运行方式可自由切换，即使节能控制器有故障，马上转换到工频方式运行，不影响正常生产。
3.不改变原来系统的任何操作方式，操作工人不需要重新培训，不影响生产加工效率。
4.延长整机寿命：节电器控制速度标准稳定，软启动减轻开锁模震动，避免设备撞击，降低油温，延长密封件使命周期，从而使得整机寿命达到延长。
5.降低噪声：改造后设备噪音降低约10DB，设备动作更稳，作业环境得到改善。
6.故障自动复位功能，保证生产连续。
7.生产过程中不需要对节电控制器进行调整，且有多种保护功能，简单、安全、方便。
8.四信道输入，可任意组合，传感器信号0-25V及0-5A输入，能适应各种类型的注塑机。
五、节能分析
从以上的变频器节能原理可以看出来,冷却时间减去加料时间在总周期中的比例越大,节电空间越大,一般来讲,节电空间都可达到20%以上,对于24小时连续生产的注塑机,一般投资不到一年就可回收成本,一年后的节能就是利润点.具体节能分析如下"
(1)注塑机型号:850吨
单台电机
市电用电量:35KW/h,按最低25%节电空间计算,
则变频节能电量为35х25%=8.75KW/h,
如果按每天8小时,每个月按26天，每年工作11个月计算,每度电为0.85元,
则每个月可以结约电费
8.75х8х26х0.85х11=17017
不到一年就可回成本
(事实上一般的节能电情况都大于25 %的,根据设备的不同,所做产品的不同,可以达到30%~50%,是可以很快的收回投资,并且由于进行软启动停,对电网的冲击大大降低,在相同容量的变压器下,可以供更多的设备使用,减少了供电设备投资,也改善了工厂的供电质量.
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