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一、 變頻器的節能原理及控制系統（見附圖一）
1．1 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。
1.2 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。
1.3 軟啟動節能
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。
圖一： 注塑機變頻節能控制系統方框圖
二． E520系列注塑機專用變頻器的特點
1。高節電率，節電效果保證在 30% ~ 70%。
2。注塑機原有控制方式及油路不變，無須對注塑機原有結構和控制方式做變動， 只需在原油泵主電機接線處串入變頻節能控制器，并對流量、壓力比例控制線做適當接入切換并作簡單調試即可完成。
3。采用 “市電／節能運行”轉換控制方式，并保留注塑機油泵電機原有Y－△啟動及運行線路不變，確保萬一變頻節能控制器發生故障檢修或是注塑加工件周期過短時仍能切換到“市電”狀態工作以保持正常生產。
4。與注塑機同步運行，調試完成投用后無需任何調節；即使更換模具和改變加工參數，均無需對變頻節能控制器進行調整。
5。改造后注塑機液壓油發熱明顯降低，一般比改造前平均油溫降低 15~20℃以上；液壓油使用壽命可得到延長；注塑機冷卻用水量可節省30％以上。
6。對整個系統的保護功能，（ 1 ）、變頻器自身的保護；（ 2 ）、對電機的保護；如：電流限制、過載、輸出短路或輸出接地等（ 3 ）、對因誤操作引起的機械損傷進行保護；如：未到熔融溫度強行溶膠引起火箭頭、炮筒、螺桿或溶膠馬達的損壞等。
7。注塑機運行噪音明顯降低，開、鎖模振動減輕，延長設備和模具的使用壽命，改善工作環境；用電功率因數提高，油泵主電機平滑啟動，啟動時無大電流沖擊并可減少配電設備容量。
8。延長油路密封組件的使用壽命，減少停機維修幾率，節省大量維護費用。
9。 注塑件加工周期越長，節能效果越好；
三． 改造案例
根據大量的現場測試，一般注塑機油泵電機在市電運行情況下因各工序所耗功率不同，實際所耗的總功率大概為電機額定功率的 50-70% 之間，而用變頻改造后可在此基礎上節省 20%-60% ，節電效益隨單機使用時間增長而增長。
案例一 深圳龍崗某電子廠
注塑機為：臺灣贊揚公司的 CY-250 系列，電機功率為3.7KW，變頻改造具體情況如下表：
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工頻運行時產量與耗電量 |
變頻運行時產量與耗電量 |
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時間(S) |
產品數 |
產量 |
抄表數
（度） |
耗電量
（度） |
時間
（S） |
產品數 |
產量 |
抄表數
（度） |
耗電量（度） |
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8 ： 00 |
119 |
403 |
487.3 |
10.3 |
13 ： 00 |
528 |
402 |
497.6 |
5.6 |
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12 ： 00 |
522 |
497.6 |
17 ： 00 |
930 |
503.2 |
從上表分析可知，工頻運行時平均每小時用電量為 2.58KWh ，變頻運行時平均每小時用電量為 1.4KWh ，當地電費是 0.75 元每度，按每天平均工作20小時，每月工作28天計算得：
節電率為 = （ 2.58-1.4 ） /2.58 = 45.7%
工頻運行是每年電費為： 2.58 ╳ 20╳28╳12╳0.75=13003.2元
變頻運行是每年電費為： 1.4 ╳ 20╳28╳12╳0.75=7056元
每年節省電費 5947.2元
案例二 （廣州某電池 / 塑料盒生產企業）
一臺臺灣產全自動設備注塑機，使用 E520-4T0550系列（55KW）的注塑機專用變頻器進行節能改造，現場調試記錄數據如下表：
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使用四方 E520-4T0550（55KW）注塑機專用變頻器一臺，根據注塑機雙泵特性，使用雙通道流量輸入方式兩通道取大。 |
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動作過程分析 |
注塑機泵 |
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過程分析 |
時間分析 |
1號泵 |
2號泵 |
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工頻過程 |
工頻時間（S） |
變頻時間（S） |
泵1壓力 |
泵1平均流量 |
泵 2壓力 |
泵2平均流量 |
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合模 |
2.5 |
2.6 |
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32%（0.25） |
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鎖模 |
3.2 |
3.2 |
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89%（0.70） |
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射膠 (三段) |
13.1-6.3 |
13.3-6.3 |
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34%（0.26） |
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保壓 |
6.3 |
6.3 |
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55%（0.43） |
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冷卻 |
9.8 |
9.8 |
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8%(0.08) |
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熔膠 |
9.8-5.3 |
9.8-5.3 |
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3%(0.03) |
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開模 |
2.8 |
2.8 |
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63%（0.50） |
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機械取料 |
3 |
3 |
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合計時間 |
33.4 |
33.7 |
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E520變頻器主要參數設定 |
功率 55KW |
注：括號內表示采樣檢測量 |
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[F0.8]=1.5 |
[F0.9]=2.5 |
加減速時間設定 |
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[F3.1]=0 |
[F3.2]=0.43 |
通道 1流量特性設定 |
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[F3.3]=0 |
[F3.4]=0.50 |
通道 2流量特性設定 |
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[F3.5]=0.75 |
[F3.6]=0.89 |
各個通道權系數 |
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[F3.9]=5 |
[F3.10]=50 |
輸入對應頻率輸出 |
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[F3.19]=3 |
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組合方式設定 |
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讀數時間 |
讀表數 |
運行方式 |
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讀數時間 |
讀表數 |
運行方式 |
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4.4(14:10) |
1806.3 |
工 頻 |
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4.4(14:50) |
1825.3 |
變 頻 |
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4.4(14:40) |
1822.6 |
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4.4(15:20) |
1834.4 |
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4.4(15:30) |
1837.1 |
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4.4(17:00) |
1883.9 |
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4.4(16:30) |
1869.6 |
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4.4(9:00) |
2168.7 |
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工頻平均
時耗 |
48.8/1.5=32.53度 |
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變頻平均
時耗 |
293.9/16.5=17.8度 |
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平均時節電量 =32.53-17.8=14.73度 |
節電率 =14.73/32.53=45.3% |
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按 650元/KW投資計算，一次投資650元*55KW=35750元 |
由于其為全自動設備，平均每天工作 20小時，每月工作28天計算，電費按0.75元/KW計算，則月回收額=20*28*14.73*0.75=6186.60元，回收期=35750/6186.6=5.78個月
四．結束語
根據長期以來對使用廠家的回訪與觀察，一致反映使用四方變頻改造以后的注塑機不但為客戶節省了電能，而且運行可靠平穩，保護功能強，同步控制準確，操作簡單方便，充分滿足了注塑成型工藝要求，穩定了產品質量和產量。同時降低壓力油油溫，延長密封元件的使用壽命，減少設備維護費用，為用戶創造了良好的經濟效益，贏得了用戶的滿意效果。
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