盡管近幾年來,變頻器節(jié)能運(yùn)用注塑行業(yè)如雨后春筍般的異軍突起,但是真正成功的典范還是屈指可數(shù)的,并且很多的塑料廠家也已經(jīng)試用過兩三個(gè)品牌,但他們的結(jié)論是否定的,這無疑給節(jié)能安裝公司澆上一瓢冷水,甚至關(guān)門大吉.我們承認(rèn)變頻器運(yùn)用注塑機(jī)的工況是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)；但也并非不能用,除變頻器本身的性能局限外,最重要的是缺乏變頻器的使用技術(shù),只要突破使用技術(shù)瓶頸,注塑行業(yè)的節(jié)能改造工程仍是浩大的,整個(gè)珠江三角洲有幾千萬臺(tái)注塑機(jī)等著您去改造它.

一 我司變頻節(jié)能改造概況

    1.公司電力設(shè)施狀況:
    
    本司有市電容量7100A,有備用發(fā)電輸出容量5400A,未節(jié)能改造前,因我司電路分布不合理狀況,生產(chǎn)所需供電除市電供電外,還需開啟2臺(tái)發(fā)電機(jī)提供1000-1200A電流才能滿足生產(chǎn)的需要,若遇停市電,用發(fā)電供應(yīng),還差三分之一的缺口.
    
    2.公司用電設(shè)施及用電狀況:

    本司有30-800PC的注塑機(jī)138臺(tái),其中注塑機(jī)用電總電流為6000A,除此之外的其它設(shè)備需用1500A左右,即總用電量為7600A左右.本司除帶變量泵的進(jìn)口注塑機(jī)外,可進(jìn)行節(jié)能改造的注塑機(jī)有80臺(tái),總馬達(dá)功率為2800KW.

    3.本司的節(jié)能改造計(jì)劃:

    因本司電力供應(yīng)緊張,每月有4-6天會(huì)停市電,在停電時(shí)需由發(fā)電供應(yīng),而發(fā)電供應(yīng)尚差2100A的缺口,若要用發(fā)電機(jī)供電還需要增加兩臺(tái)1250千瓦的發(fā)電機(jī)組,需投資250萬左右,用發(fā)電機(jī)會(huì)讓資金投入越來越多,而用變頻節(jié)能的方法則可以在一定時(shí)間內(nèi)收回成本.故本司決定做節(jié)能改造.本司先于1999年12月就委托深圳市泰發(fā)興電子有限公司安裝了一臺(tái)華為TD-2000-37KW的泛用型變頻器；在后來的兩年內(nèi)有4家節(jié)能公司先后來安裝試機(jī),其間本司投入大量的時(shí)間,對(duì)各型變頻器節(jié)能效果、運(yùn)行狀況等多項(xiàng)資料做詳細(xì)周密的測(cè)試,同時(shí)亦應(yīng)多家節(jié)能器安裝公司的邀請(qǐng),先后十幾次到其它注塑廠家參觀其它品牌節(jié)能器的使用運(yùn)行狀況.據(jù)本司的使用測(cè)試結(jié)果和到其它廠家參觀累積的經(jīng)驗(yàn)；又恰逢華為公司新推出的高性能向量控制的TD-3000變頻器.故本司于2002年4月份決定做節(jié)能改造,并要求一定要改造成功,（因99年12月份啟用的37KW變頻器,在兩年的使用中能實(shí)現(xiàn)無故障運(yùn)行）,所以我們選用了華為TD-3000的高性能矢量控制變頻器,安裝工程仍由深圳泰發(fā)興公司完成.

    4.安裝后的用電狀況:

    全廠的用電量由7500A降至了5400A左右,也就是說,若市電停電,本司由現(xiàn)有的發(fā)電機(jī)供電也能滿足生產(chǎn)的需要,生產(chǎn)不受停市電的影響.另外原來要開的兩臺(tái)發(fā)電機(jī)可以不用開了.通過對(duì)比每月可節(jié)電50萬度,同時(shí)省開2臺(tái)發(fā)電機(jī),可節(jié)省發(fā)電費(fèi)用30萬元左右.這個(gè)效果是我們改造前未能預(yù)料的；我司對(duì)此改造效果非常滿意.通過改造我司的市電裝機(jī)容量擴(kuò)大了近2000A,為我司新的發(fā)展計(jì)劃提供了可靠的電力保證.

    我司已經(jīng)安裝80臺(tái)TD-3000的變頻節(jié)能器,其功率從15千瓦到100千瓦,總改造功率為2800KW,每臺(tái)機(jī)都能正常使用,到目前為止，尚未發(fā)現(xiàn)任何故障,也沒收到某臺(tái)機(jī)或者某套模具不適合使用的信息.這種使用狀況就連泰發(fā)興公司的工程技術(shù)人員都覺得是不可能的事,但是我們真的做到了.
    
    5.節(jié)能改造后的測(cè)試:

    總的來講:節(jié)能效果是肯定的,平均節(jié)電達(dá)56.2%,并且TD-3000較TD-2000在運(yùn)行的可靠性方面有了很大程度的提高,運(yùn)行穩(wěn)定可靠.
    1）在工變頻對(duì)比方面:在不改變注塑機(jī)和變頻器參數(shù)的前提下作比較:射出成型品的品質(zhì)方面無影響,周期在變頻工作時(shí)會(huì)慢0.3-1.2秒（變頻器功率越大,產(chǎn)品工況越復(fù)雜,周期就會(huì)相應(yīng)的增加）,在射出的穩(wěn)定性和重復(fù)精度方面,變頻狀況較工頻狀態(tài)穩(wěn)定,因?yàn)樽冾l狀況注塑機(jī)壓力油溫度可降至35-40℃左右,在此狀況下的油溫最能保證液壓執(zhí)組件的重復(fù)精度和穩(wěn)定性,壓力油的使用壽命也會(huì)延長(zhǎng),也減輕了中央運(yùn)水系統(tǒng)的負(fù)荷,油溫較工頻狀態(tài)降低15-18℃.

    2）.增加了本司電力系統(tǒng)的裝機(jī)容量.電力系統(tǒng)本身預(yù)留一定的容量供用電設(shè)施激活用,工頻狀況下激活馬達(dá)是采用的星三角形降壓延時(shí)激活,此激活電流是電機(jī)額定電流的4-7倍,若多臺(tái)大功率的電機(jī)同時(shí)激活,將對(duì)電網(wǎng)造成很大的沖擊.為經(jīng)得起激活沖擊,只有加大系統(tǒng)的容量.故本司先前的用電容量很大.而采用變頻時(shí)激活馬達(dá)屬軟起動(dòng),只需在額定電流下就可以激活,且起動(dòng)平滑無沖擊,這樣,可以減小激活時(shí)對(duì)馬達(dá)和電網(wǎng)的沖擊,從另外角度來講可以算是增加了系統(tǒng)的裝機(jī)容量.

    3）變頻狀態(tài)下工作時(shí)有很強(qiáng)的保護(hù)功能.變頻器的保護(hù)可從以下三個(gè)方面去認(rèn)識(shí):第一,可以保護(hù)變器本身.第二,可以保護(hù)馬達(dá).第三,可保護(hù)注塑機(jī)免受錯(cuò)誤操作.在此保護(hù)功能下,可以保證注塑機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)壓力和系統(tǒng)速度下工作,若所執(zhí)行的動(dòng)作需要的壓力和速度超過系統(tǒng)壓力和速度,此時(shí)變頻器就將進(jìn)入保護(hù)狀態(tài).比如:未到熔融溫度強(qiáng)行熔膠,因注塑機(jī)過負(fù)載工作,變頻器就會(huì)通過恒速過電流進(jìn)行保護(hù),若是工頻狀態(tài)下,注塑機(jī)可以借助強(qiáng)大的動(dòng)力,扭斷火箭頭、炮筒、螺桿或者損壞熔膠液壓馬達(dá).又比如超過140bar的鎖模壓力強(qiáng)行高壓鎖模,變頻器會(huì)對(duì)超過140bar的鎖模力的執(zhí)行動(dòng)作進(jìn)行保護(hù),也會(huì)出現(xiàn)恒速過電流,工頻時(shí)其鎖模力還可大幅度地提高,這樣機(jī)械系統(tǒng)將會(huì)受到致命的打擊.若保證所有執(zhí)行動(dòng)作所需的壓力和速度都在標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)壓力和速度之內(nèi),變頻器也就不會(huì)頻繁保護(hù),對(duì)注塑機(jī)本身也有很大的好處.
    
    4）.變頻狀態(tài)下,因馬達(dá)的轉(zhuǎn)速隨不同的動(dòng)作需求在作劇烈的變化,馬達(dá)的平均轉(zhuǎn)速會(huì)降低一半以上,而馬達(dá)散熱風(fēng)扇的排量與馬達(dá)轉(zhuǎn)速有直接的關(guān)系,故散熱效果就會(huì)減低,馬達(dá)溫度會(huì)較工頻狀態(tài)升高10-13℃,馬達(dá)溫度會(huì)升到55℃左右
    
二.節(jié)能器廠家怎樣做好注塑機(jī)的節(jié)能改造工作
    
    基于注塑機(jī)本身的一些弱點(diǎn)和變頻器本身存在的一些不足疊加在一起,再加之注塑復(fù)雜多變的工況,以及原料、模具的一些問題,以及技術(shù)員參數(shù)設(shè)定的不合理性,使得變頻器運(yùn)用于注塑節(jié)能上還存在諸多的技術(shù)瓶頸問題，那么如何讓變頻器很好地運(yùn)用于注塑節(jié)能中就成了人們共同關(guān)心的問題.
    
    1.如何正確了解注塑成型的工況特點(diǎn)
    
    （1）.注塑成型工況的特點(diǎn):第一,每一動(dòng)作的完成都必須有時(shí)間、壓力、速度、位置等幾個(gè)參數(shù)的配合,也就是說在某一位置的位移都必須要有相應(yīng)的壓力和速度,且在不同的位置和時(shí)間內(nèi)其壓力和速度又是可變的.第二,注塑動(dòng)作的執(zhí)行是程序化的,也就是說,某一動(dòng)作完成后必須要將其終止信號(hào)傳送給程序控制器,程序控制器收到信號(hào)后才會(huì)發(fā)出執(zhí)行下一動(dòng)作的指令,而在每一個(gè)動(dòng)作的交換與確認(rèn)的過程中一定有一個(gè)信號(hào)傳送和終止時(shí)間,這個(gè)終止時(shí)間循環(huán)往復(fù)不規(guī)律的在周期動(dòng)作內(nèi)出現(xiàn),就會(huì)讓注塑工況趨于復(fù)雜變化之中,尤其是變頻工作時(shí),信號(hào)的激活與停止會(huì)造成變頻器的激活與停止,而變頻器頻繁的啟停狀態(tài)是對(duì)變頻器本身的一個(gè)考驗(yàn).馬達(dá)劇烈的加減速度,可能會(huì)導(dǎo)致加減速時(shí)過電壓、過電流.換句話說,本身注塑機(jī)的工況就很復(fù)雜多變,而加裝變頻器后,其復(fù)雜多變的程度又大大地加深,
    
    以致于有些性能較差的變頻器根本無法適應(yīng)注塑成型生產(chǎn)的需要.第三,動(dòng)作內(nèi)部的劇烈突變也是其工況的特點(diǎn)（如鎖模過程中,快速鎖模→慢速低壓護(hù)模→高壓高速鎖模的工況突變都是很劇烈的,又如注射過程中,慢速注射→快速→慢速→快速→慢速的射膠過程工況也是很嚴(yán)峻的）.第四,動(dòng)作與動(dòng)作之間的轉(zhuǎn)換使得原本復(fù)雜的工況進(jìn)一步疊加起來.第五,成型工藝的狀況會(huì)隨注塑機(jī)臺(tái)、模具、原料性能等因素的變化,其工況可能會(huì)變得極其嚴(yán)峻.
    以射膠動(dòng)作為例來說明馬達(dá)及變頻器工況的突變性、復(fù)雜性（本司生產(chǎn)某產(chǎn)品的射膠參數(shù)）