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壓鑄機(jī)油壓機(jī)變頻應(yīng)用  控制精準(zhǔn)更迅速

前言

對(duì)于壓鑄制品行業(yè)來說，電耗是其生產(chǎn)成本構(gòu)成的主要部分，而壓鑄機(jī)是制品廠的主要能耗設(shè)備之一，人稱電老虎。因而降低壓鑄機(jī)的能耗成為壓鑄行業(yè)降低成本，提高產(chǎn)品競爭力的有效途徑。

行業(yè)簡述

目前絕大多數(shù)的壓鑄機(jī)都屬于液壓傳動(dòng)壓鑄機(jī)，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的動(dòng)力由電機(jī)帶動(dòng)油泵提供。在壓鑄周期過程中的變化，壓鑄機(jī)在不同工序下需要的流量和壓力不同，必須依靠流量閥和壓力閥來調(diào)節(jié)不同工序所須的不同流量和壓力。并且當(dāng)負(fù)荷變化比較大時(shí)，由于定量泵不可調(diào)節(jié)輸出功率，因此多余的能量只能消耗在擋板、油路泄漏、油溫的升高中，也加劇了各種閥的磨損、又造成油溫過高、電機(jī)噪音過大、以及機(jī)械壽命縮短等現(xiàn)象。并且通常在設(shè)計(jì)電機(jī)的容量時(shí)比實(shí)際需要高出很多，存在“大馬拉小車”的現(xiàn)象，造成電能的大量浪費(fèi)。因此推廣變頻器在壓鑄機(jī)上的應(yīng)用，對(duì)于減少能源浪費(fèi)具有重要意義。

工藝說明

壓鑄機(jī)合模和脫模，開模系統(tǒng)所需油壓較低，且時(shí)間較短；而注射，保壓，冷卻系統(tǒng)所需油壓較高，且時(shí)間較長，一般為一個(gè)工作周期的40%~60%。每個(gè)階段時(shí)間的長短與加工工件有關(guān)；間歇期長短也與加工工件的情況有關(guān)，有時(shí)可以不要間歇期。如果注射的螺桿用液油馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，注射時(shí)的系統(tǒng)油壓會(huì)高一些。壓鑄機(jī)加工工件的重量，從數(shù)十克到數(shù)萬克不等。因此，壓鑄機(jī)就有中小型和大型之分，加工數(shù)十克的小工件和加工數(shù)千克的大工件一個(gè)周期的時(shí)間也是不相同的，就是對(duì)同一臺(tái)壓鑄機(jī)，加工工件的原料不同，各段工藝流程中所需的壓力和時(shí)間也是需要改變的。

節(jié)能改造原理

由壓鑄機(jī)工作原理得知，高壓截流是油泵馬達(dá)耗能的浪費(fèi)之處。我公司生產(chǎn)的壓鑄機(jī)專用電流矢量變頻器利用這一特點(diǎn)，根據(jù)壓鑄機(jī)生產(chǎn)工藝的需求，采用變頻器調(diào)節(jié)油泵馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，根據(jù)壓鑄機(jī)工作時(shí)所需的壓力或流量參數(shù)及壓鑄機(jī)的動(dòng)作反饋信號(hào)同步控制壓鑄機(jī)的比例流量閥、比例壓力閥實(shí)現(xiàn)壓力和流量的自動(dòng)調(diào)節(jié)，其效果相當(dāng)于將定量泵改造成變量泵，使通過溢流閥的回流流量降到最低，油泵輸出與整機(jī)運(yùn)行所需壓力和流量相匹配，而且無高壓溢流能量損失。變頻器通過反饋信號(hào)跟蹤各個(gè)工作階段的壓力和流量變化，并自動(dòng)調(diào)節(jié)油泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速。這樣，油泵電機(jī)的電耗將跟隨輸出負(fù)載的變化而變化，從而可最大限度的節(jié)電，即經(jīng)濟(jì)又實(shí)用。很多工廠通過改造，已取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

壓鑄機(jī)的電能消耗

壓鑄機(jī)的電能消耗主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)部分：

1）液壓系統(tǒng)油泵的電能消耗

2）加熱器的電能消耗

3）循環(huán)冷卻水泵的電能消耗

在壓鑄車間內(nèi)，一般多臺(tái)壓鑄機(jī)共用一臺(tái)冷卻水泵，其中液壓油泵電機(jī)的用電量占整個(gè)壓鑄機(jī)用電量的80%以上，所以降低其耗電量是壓鑄機(jī)節(jié)能的關(guān)鍵。

改造效果

高節(jié)電率：改造后，使定量泵變?yōu)楣?jié)能型變量泵，壓鑄機(jī)液壓系統(tǒng)與整機(jī)運(yùn)行所需功率基本匹配，無高壓節(jié)流、溢流能量損失，節(jié)電率可達(dá)20%～60%。

高效率：改造前功率因數(shù)一般為0.5～0.8，改造后可達(dá)0.96 以上，故能顯著提高電網(wǎng)功率因數(shù)，降低無功電流，從而降低線路損耗。對(duì)供電設(shè)備而言，則起到了增容的作用。

高可靠性：保留壓鑄機(jī)原有控制方式及油路不變做備用，出現(xiàn)故障及時(shí)報(bào)警，具有過壓、過流、過載、過熱、欠壓及對(duì)地短路等多種保護(hù)，還可有效地保護(hù)油泵電機(jī)。采用市電/節(jié)能運(yùn)行控制方式，一旦故障時(shí)不影響生產(chǎn)。延長機(jī)械壽命、改善環(huán)境：軟起動(dòng)減輕開機(jī)鎖模震動(dòng)，延長設(shè)備和模具的使用壽命、減輕噪音。改善工作環(huán)境，系統(tǒng)發(fā)熱明顯減少，油溫穩(wěn)定，冷卻用水量可節(jié)省30%以上。延長密封組件的使用壽命，降低停機(jī)維修機(jī)會(huì)，節(jié)省大量維護(hù)費(fèi)用。

軟啟動(dòng)節(jié)能：由于電機(jī)為直接啟動(dòng)或Y/Δ啟動(dòng)，啟動(dòng)電流等于（3-7）倍額定電流，這樣會(huì)對(duì)機(jī)電設(shè)備和供電電網(wǎng)造成嚴(yán)重的損壞，而且會(huì)對(duì)電網(wǎng)容量要求過高，啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的大電流和震動(dòng)時(shí)對(duì)設(shè)備的使用壽命極為不利。而使用變頻節(jié)能改造后，用變頻器的軟啟動(dòng)功能將使啟動(dòng)電流從零開始，最大值也不超過額定電流，減輕了對(duì)電網(wǎng)的沖擊和對(duì)供電的要求延長了設(shè)備和模具的使用壽命。

結(jié)論

1、直觀節(jié)電效果的結(jié)論

對(duì)壓鑄機(jī)節(jié)電改造之后，按最低的節(jié)電效果也只需6個(gè)月時(shí)間左右即可收回投資成本，而設(shè)備的可用期限至少十年以上，“節(jié)電是回收期最快的投資，也是受益最長的投資”．用戶可以減少實(shí)際的電費(fèi)開支，達(dá)到節(jié)約開支，降低經(jīng)營成本、促進(jìn)企業(yè)發(fā)展的目標(biāo)。

2、隱含的經(jīng)濟(jì)效益

由節(jié)電器的節(jié)電原理可知，除了具有直觀的節(jié)電效益之外，其對(duì)設(shè)備及線路的保護(hù)作用從而產(chǎn)生的使系統(tǒng)運(yùn)行壽命延長，設(shè)備發(fā)熱量小、運(yùn)行效率提高、維護(hù)費(fèi)用減少，對(duì)投資方來說也是一筆不可忽視的經(jīng)濟(jì)效益。特別是通過節(jié)電改造后，用電量下降20-40%，降低了配電網(wǎng)中的功率損耗，提高變壓器的用電效率，帶來的隱含的經(jīng)濟(jì)效益對(duì)投資方來說亦又是一筆可觀的收益。