注塑机伺服系统节能原理
注塑机伺服电机如何节能
注塑机伺服电机如何节能除了塑料以外，电费是注塑成品的最大成本，有必要节约。
节能的本质: 注塑机要产生如锁模及注塑等动作，亦要产生热量将料筒内的塑料加热/塑化。
动能及热能的节约，只能从减少浪费着手，别无它法。
让我们先温习热力学的两大定律。
热力学第一定律: 热力学的第一定律就是能量守衡。
在能量的转换中，能量只从一种型态变做另一种型态，但转换之前及之后的能量是相等的，既没有增加也没有减少。
热力学第二定律: 热力学第二定律认为在转换过程中，热熵(entropy)只会增加，不会减少。
热熵这个概念很难用几句话讲得清楚。
对于这个讨论来说，第二定律可以简化为“无用”输出能量就是热能。
异步电机: 传统的注塑机是用异步（鼠笼式）电机来驱动油泵的。
异步电机的定子在三相电的驱动下产生旋转磁场。
以四极定子及50 Hz 的供电为例，磁场以1500 rpm 的速度转动。
转子上有多条斜放的铜枝，它们都是在末端短接的。
鼠笼由此得名。
在旋转的磁场下，铜枝上感应出电流。
电流与磁场相互作用下产生扭力，转动转子。
转子的转速比旋转磁场低20~60 rpm，故称为异步（非同步）电机。
矽铁片重叠起来支撑着转子的铜枝及定子的线圈。
异步电机将电能转换为动能。
在转换过程中，由于线圈的电阻、涡流在矽铁片中的产生及轴承的摩擦，输出的“有用”动能只是输入电能的9成左右（在满载时），其他便转换为热能。
故电机都会自带风扇，将热能带走，以免电机过度升温。
异步电机都能短暂过载达两倍。
过载时，电流增加，故发热也增加。
在没有过载保护之下，线圈会烧毁。
油泵: 油泵将旋转的动能转换为液能（压力及流量）。
油泵内的摩擦力会降低输出压力。
油泵的内漏会降低输出流量。
故输出的（有用）液能是比输入的旋转动能低，而无用的热能便跑到压力油去，使其升温，是注塑机为何要安装压力油冷却器的原因之一。
油马达、油缸：油马达及油缸分别将液能转回旋转动能及线形动能，来驱动如螺杆的塑化及注射动作。
如油泵一样，转换过程中产生了热量，提高了油温。
注塑机变频器节电工作原理
注塑机变频器节电工作原理成都佳灵电气制造有限公司――吴加强一、注塑机传动基本工作原理现有注塑机绝大部分为定量泵的液压系统，其油泵马达以恒定的转速提供恒定的液压油流量，多余的液压油通过溢流阀回流，此过程称为高压节流。
高压节流率一般为60%～70%，能量损失多达30%～40%。
同时，由于液压油长期的全速回圈流动，与液压件、机械件的剧烈摩擦，造成油温过高、机械寿命缩短等弊端。
针对高压节流耗能现象，部分注塑机厂家已研制出变量泵的注塑机。
但由于将定量泵液压系统改造为变量泵液压系统的工程浩大、成本过高等多方面原因，因此这种改造是不实际的。
由于注塑机是一种典型的周期性变动负荷设备，在一个完整的生产周期（包括锁模、射胶、充填、熔胶、冷却、开模）的不同阶段中，对于其液压系统来说，每个阶段对压力的需求是不同的，从油泵的负荷特性可知,油泵转速愈高，其输出压力就愈大，这样，只要调节油泵电机的转速就可以实现液压系统压力的调节。
二、注塑机变频器节电工作原理变频节电器是一种可改变工频（50赫兹）电源频率的电源控制装置，通过变频器来调节频率可实现交流电动机转速的改变。
注塑机专用变频节电器正是按照这一原理，根据注塑机生产工艺对系统压力、流量的需求，直接利用注塑机电子控制的同步信号，变频器全过程跟踪各级压力和流量的变化，通过自动调节油泵电机的转速以适应各阶段的需求，使油泵电机的输出负荷与工艺流程对系统的需求呈合理的匹配关系，从而达到最大限度的节电目的。
从理论上我们可知，电机的转速N与供电频率f有以下关系：N =p f602×（1 – s）其中： p——电机极数 S——转差率可见，电机转速和频率成正比，如果不改变电动机极的对数，只改变供电的频率，电动机的转速即成正比例改变。
又根据定理： Q ∝ N， M ∝ N2 P ∝ N3其中： Q-流体的流量， M-轴转矩，P-轴功率由以上可知，轴功率同电机转速成立方关系，改变电机频率，轴功率即成立方关系变化。
注塑机异步伺服控制节电方案样本
注塑机异步伺服节电改造可行性方案一、前言注塑机是塑胶行业重要生产设备, 也是有名“电老虎”, 耗电量大, 电能挥霍严重。
由于电价昂贵, 电费在公司生产成本中占有相称大比重, 已经成为严重影响公司生产效益重要因素。
随着市场竞争日益加剧, 各公司都在采用各种节能降耗办法、努力减少生产成本, 以便提高市场竞争力。
但是, 注塑机电能挥霍问题始终困扰着广大塑胶生产公司。
在此形式下, 康灿在吸取国外关于技术基本上, 结合自己近年来在节能领域积累丰富经验, 自主创新研制开发出高科技产品—康灿KC系列注塑机异步伺服节电器, 为注塑机顾客提供了一种行之有效节能降耗手段, 使注塑机单机电耗下降30-80%以上, 受到广大塑胶生产公司欢迎。
二、KC注塑机异步伺服节电应用康灿KC系列注塑机异步伺服节电器是我司依照成型机工艺特别设计一款应用于注塑行业节电装置,采集成型机信号经微解决器, 在实现节能同步, 也达到不影响产量、不影响产品品质规定。
采用人机界面操作, 依照注塑工序直接设定补偿异步驱动器运营频率；选用专用异步伺服驱动器, 具备电流矢量控制算法, 输出转矩大, 可完全满足了注塑机工况规定, 其加减速时间可达0.1 秒。
三、KC注塑机异步伺服节电原理:老式液压驱动系统使用普通电机加载定量泵, 液压驱动系统能耗与油泵输出流量和输出压力成正比；由于油泵由额定转速驱动运转, 因而油泵流量在机器运营过程中始终保持不变；然而在注塑工艺中, 其锁模、射胶、熔胶、保压、冷却、开模等各个阶段所需要压力和流量是不同, 时大时小, 有时几乎为零, 如在高压节流过程中, 设在油泵出口溢流阀或比例阀实时调节负载压力和负载流量, 以满足注塑机工况实际需要, 这样多余液压油就会通过溢流阀流回油箱, 从而使油泵电机做了大量无用功；据记录, 由此导致能量损失高达36%～68%。
可见, 解决液压驱动系统能耗问题在于如何减少和避免多余能量损失。
康灿科技推出异步伺服在注塑机节能领域通过精心研究和实验, 完全吸取同步伺服系统长处, 开发出一款性价比极高注塑机异步伺服系统, 把老式比流比压控制升级为速度型控制系统, 实现与同步伺服同样功能, 每模生产周期与改造前一致, 节电率高达30-80%, 康灿科技推出异步伺服0-1500转加速为100ms,仅比同步伺服略逊（同步伺服0-1500转加速为15～50ms）。
注塑机伺服节能改造方案分析
注塑机伺服节能改造方案分析【摘要】注塑行业正面临着一个飞速发展的机遇，如何有效地节能降耗也就成为迫切需要解决的问题，而占绝大多数比例的定量泵注塑机电能浪费情况非常严重。
目前市场上根据定量泵与变量泵液压系统相似原理研制出的伺服注塑机节能控制系统，可广泛应用于大、中、小各种规格，各种品牌，以液压传动的定量泵或变量泵注塑机。
通过对江苏春兰机械制造有限公司、泰州申视塑料有限公司分别选择一台注塑机作为改造目标设备进行改造，节电率达66%。
根据注塑机在具体运行过程中所需控制的压力和速度参量来专门设计的，经程序优化后，具有压力上升快，控制精确，重复定位精度高。
与传统的液压控制相比，具有节能、高效、废品率低等特点.【关键词】注塑机；伺服电机；节能减排引言注塑机是塑料加工业主要设备、是有名的“电老虎”，一般注塑机的用电量要占到塑胶企业总体用电量的30～70%（在某些专业塑胶企业比重甚至超过70%）。
伺服系统是指以物体的位移、角度、速度为控制量组成的，能够跟踪目标任意变化的自动化控制系统，通常由伺服驱动器和伺服电机组成。
伺服系统是在变频技术基础上的延伸产品，除了可以进行速度与转矩控制外，还可以进行精确、快速、稳定的位置控制。
1 伺服电机市场据了解，注塑机节能改造具有节电率高、节能效果好、投资回收快等优点。
例如注塑机的伺服电机能耗约占整机用电总量70%～80%，将原有的“普通电机+定量泵系统”更换成“伺服电机+齿轮泵（螺杆泵）”，节能率达40%～85%，10～18个月便可收回成本，节能效果十分理想。
2 伺服控制系统的组成伺服系统的由伺服控制器、伺服电机、油泵、编码器、压力传感器等组成。
3 注塑机改造发展情况在传统注塑机使用定量泵驱动方式带来巨大电能浪费的同时，注塑机的节能改造也经历了三个阶段：（1）变量泵改造；（2）变频器改造；（3）伺服改造。
4 伺服系统的节能原理用伺服驱动器的最大优点，首先是节能因为当系统保压时注塑机控制器会同时给压力和流量信号给驱动器，驱动器会根据PID换算后将低速驱动伺服电机运转实现节能，其次是产能得到很的提高因为伺服驱动器驱动伺服电机运转相应很快，而且伺服电机一般可以运转到2000转/分以上，所以注塑机在进行除保压状态外的其它工作状态时基本上执行的是速度模式其电机转速很快就可实现了注塑机运转周期加快，提高了产能，再次是系统保压时压力的稳定性很好，因为该驱动系统是个死循环控制系统，注塑机系统压力通过压力传感器传递到驱动器上并通过驱动器的PID快速调节响应，从而保证了系统压力的稳定性。
注塑机异步伺服节能改造
注塑机异步伺服节能改造注塑机异步伺服节能改造一.节电：35%-75%节电原理：传统注塑机的油泵马达以恒定的转速提供恒定的流量，多余的液压油通过溢流阀回流，这样，很多能量就白白浪费掉了。
伺服注塑机在锁模、保压、冷却等阶段速度接近零速，因而功率消耗最小。
在原来的注塑机中，动力系统是普通(异步)电机+定量泵系统。
改造后，动力系统更换成“异步伺服驱动器+普通(异步)电机+定量泵系统”。
动力系统是塑料机械能耗最大的部分，约占整机用电总量的50%-80%，电能浪费最为严重。
由于电价昂贵，而且不断加价，电费在企业生产成本中占有相当大的比重，目前，各地都有限电措施，使得电能损耗已经成为严重影响企业生产效益的重要因素。
注塑工艺过程一般为锁模、射胶、溶胶、保压、冷却、开模等几个阶段，各个阶段需要不同的压力和流量。
传统的油泵马达按最高压力和设备需求确定功率，以恒定的转速提供恒定的流量，多余的液压油通过溢流阀回流，这样，很多能量就这样浪费掉了。
二.分析当前注塑机节能的三种方式1.变频器+异步电机，即变频节能，节电效果一般，安装简单，延长产品的生产周期。
2.矢量驱动器+同步电机+速度和压力反馈，即同步伺服节能，节电效果好，安装复杂，价格高，同步电机有退磁隐患，维护成本高。
3.矢量驱动器+异步电机+电流反馈，即异步伺服节能，安装简单，节电效果好，三相异步电机无退磁隐患，维护成本低，性价比好。
三.异步伺服介绍对于注塑机节能而言，伺服就是实现了闭环反馈控制，系统动态响应快、控制精度高。
伺服是变频器发展到高级阶段的产物，变频器是伺服之母。
异步伺服的创新，巧妙融合了变频节能技术和同步伺服节能技术的优点，同时又克服了它们各自的缺点，在提升注塑机生产效率的基础上，节电效果好，而且具备绝对的性价比优势。
定量泵注塑机配套上异步伺服之后，具备了新的竞争力，对整个相关行业，具有颠覆性的意义。
四.异步伺服改造原理注塑机的用电量主要消耗在油泵电机上，所以，降低油泵电机的用电量是注塑机节能的关键。
注塑机工作原理和电能消耗
注塑机工作原理和电能消耗1、注塑机的工作循环1）锁合模：模扳快速接近定模扳（包括慢-快-慢速），且确认无异物存在下，系统转为高压，将模板锁合（保持油缸内压力）。
2）射台前移到位：射台前进到指定位置（喷嘴与模具紧贴）。
3）注塑：可设定螺杆以多段速度，压力和行程，将料筒前端的溶料注入模腔。
4）冷却和保压：按设定多种压力和时间段，保持料筒的压力，同时模腔冷却成型。
5）冷却和预塑：模腔内制品继续冷却，同时液力马达驱动螺杆旋转将塑料粒子前推，螺杆在设定的背压控制下后退，当螺杆后退到预定位置，螺杆停止旋转，注射油缸按设定松退，预料结束。
6）射台后退：预塑结束后，射台后退到指定位置。
7）开模：模扳后退到原位（包括慢-快-慢速）8）顶出：顶针顶出制品。
2、注塑机的电能消耗注塑机的电能消耗主要表现在以下几个部分：①液压系统油泵的电能消耗，②加热器的电能消耗③循环冷却水泵的电能消耗（在注塑车间内，一般多台注塑机共用一台冷却水泵），其中液压油泵电机的用电量占整个注塑机用电量的80%以上，所以降低其耗电量是注塑机节能的关键。
提高模具质量的基本途径模具质量并不是一个简单的话题，它包括以下几个方面：⑴制品质量：制品尺寸的稳定性、符合性，制品表面的光洁度、制品材料的利用率等等；⑵使用寿命：在确保制品质量的前提下，模具所能完成的工作循环次数或生产的制件数量；⑶模具的使用维护：是否属最方便使用、脱模容易、生产辅助时间尽可能的短；⑷维修成本、维修周期性等等。
提高模具质量的基本途径：⑴首先制件的设计要合理，尽可能选用最好的结构方案，制件的设计者要考虑到制件的技术要求及其结构必须符合模具制造的工艺性和可行性。
⑵模具的设计是提高模具质量的最重要的一步，需要考虑到很多因素，包括模具材料的选用，模具结构的可使用性及安全性，模具零件的可加工性及模具维修的方便性，这些在设计之初应尽量考虑得周全些。
① 模具材料的选用既要满足客户对产品质量的要求，还需考虑到材料的成本及其在设定周期内的强度，当然还要根据模具的类型、使用工作方式、加工速度、主要失效形式等因素来选材。
注塑机伺服节能系统的应用
注塑机伺服节能系统的应用伺服节能技术简介早期注塑机以全液压式为主，对于节能及环保贡献上明显较弱，反观全电注塑机发展却是节能与环保贡献上最具代表性的设备技术，两者主要差异上在于伺服马达的使用，也就是说将液压式注塑机所有动作的驱动源由原本的液压马达被伺服马达所取代，成为所谓的全电式注塑机，当然取两者应用优势者即为油-电混合注塑机，使同时兼具液压与伺服之优点。
然而油压机在长时间维持高压、高出力时仍有全电机无法完全取代的优势，因此具节能环保的全液压系统也是现阶段最具潜能的设备技术，这里将重点以全液压伺服节能注塑机进行说明。
传统定量泵系统与伺服系统之差异注塑机从标准动作上可分解成锁模、射胶/保压、加料、冷却、开模、托进等几个阶段，各个阶段皆需要提供不同且适当的压力和流量，对于油泵马达而言，注塑机成型过程是属于变化的负载状态。
在定量泵的液压系统中(见图1)，马达是以恒定转速持续提供一恒定的流量，尽管透过比例式压力流量比例阀(EFBG)来达到各阶段所需压力及流量比例配置的结果，非属所需受控的液压油仍旧须排回油箱，对注塑机而言，输出功耗造成的电力消耗是持续性的，也就是说若注塑机属待机状态，定量液压泵则仍不断地提供恒定的流量并直接排回油箱，此即形成相当大且不必要的电力耗费。
然而伺服系统的控制技术(见图2)，可改善上述定量泵液压系统的缺点，伺服马达乃透过编码器传输讯号回馈至驱动器进行精准的回转控制，使其受控液压油之流量需求经油泵直接输出，也就是说输出流量的大小系透过精准转速的增减控制来获得；液压油之压力控制方面则是透过油泵上串联的一压力传感器，将压力讯号结果传递回馈至驱动器端进行连续的闭回路控制，以其达到压力精准控制为目的。
如此一来，伺服控制系统就可精准的提供注塑成型各阶段所需要的压力与流量，比较定量泵系统，可大幅降低输出的电力消耗。
注塑成型节能原理传统定量泵与伺服节能系统在注塑成型各阶段所使用电力消耗之状态，如图3所示，其各阶段动作下的电力消耗比较可获知，加料及冷却两阶段属于长时间作动的电力是最值得做省能控制的，尤其是冷却阶段，伺服系统对注塑机而言完全不需做功。
注塑机闭环伺服控制系统原理
注塑机闭环伺服控制系统原理
流量控制原理:当压力传感器检测到的压力小于压力设定值时，伺服驱动器控制伺服电机的转速，使泵的输出流量保持在设定值。
压力控制原理:当压力传感器检测到的压力达到设定值时，伺服驱动器控制伺服电机的转矩，使泵的输出压力保持在设定值。
◆多泵合流流量控
制原理
◎通过CAN总线
实现驱动器之间的
通信
◎主/从泵分配合
理，参数调试方便
◎高达16泵合流
的支持系统
◎系统流量可达
4000L/min
◆注塑机闭环伺服控制系统解决方案优点
●节能
注塑机闭环伺服控制系统的核心在于：根据制品生产过程中的实际需要，准确、快速提供相应的流量和压力，实现按需供油，完全杜绝溢流损耗。
这就满足了塑料成型快速、精密、节能的要求。
●精密
◎压力控制精度：先进、可靠的PID算法使系统压力波动范围小于±0.5bar，确保制品的高品质。
◎系统精度：射胶终点位置精度可达0.1mm，油泵的重复重量精度可达0.15%，减少次品率。
●响应快
◎“0~最大压力输出量”响应时间：最短20ms；”0~最大流量输出量”响应时间：最短30ms。
◎伺服电机的高转速可以快速增加油泵输出量，提高系统速度，带来极高的生产效率。
●省油
◎液压用的油，温升稳定，既可以节约用油，也可以延长液压部分元件的使用寿命。
●生产性能对比
●实际测试案例。
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注塑机伺服系统节能原理
一、引言
随着工业化进程的加快和环境保护意识的增强，节能已经成为了各行各业的重要议题。
注塑机作为一种重要的塑料加工设备，其节能问题也备受关注。
目前，注塑机伺服系统被广泛应用于注塑机上，以提高注塑机的节能性能。
本文将从注塑机伺服系统的基本原理、控制方式和节能效果等方面进行论述。
二、注塑机伺服系统的基本原理
1.注塑机伺服系统的组成
2.伺服电机的特点
伺服电机是注塑机伺服系统的核心部件，其具有响应速度快、控制精度高、输出扭矩稳定等特点。
伺服电机通过微处理器的控制，实现了对注塑机运行过程中各个环节的精确控制，从而提高了注塑机的运行效率和质量。
三、注塑机伺服系统的控制方式
1.闭环控制
闭环控制是指通过传感器实时检测注塑机的运行状态，并将反馈信息传输给微处理器，微处理器根据反馈信息进行数据处理和计算，调整伺服电机的工作参数，从而实现对注塑机运行过程的精确控制。
2.开环控制
开环控制是指在注塑机的运行过程中，不实时检测注塑机的运行状态，并且不进行反馈信息的处理和计算。
开环控制一般适用于对注塑机的运行
要求不高，且对注塑品质要求不严格的情况下。
四、注塑机伺服系统的节能效果
1.降低电能消耗
2.提高运行效率
3.降低产品缺陷率
由于伺服电机可以精确控制注塑机的运行过程，保证了注塑机在运行
过程中的稳定性，减少了产品的缺陷率。
4.延长设备寿命
五、结论
注塑机伺服系统通过对注塑机的运行过程进行精确控制，可以提高注
塑机的节能性能。
通过降低电能消耗、提高运行效率、降低产品缺陷率和
延长设备寿命等方式，注塑机伺服系统可以实现对注塑机的节能优化。
未来，随着技术的不断进步和应用的不断推广，注塑机伺服系统的节能效果
将会进一步提高。