注塑机伺服系统节能原理
注塑机伺服系统节能原理
注塑机节能原理: 注塑机是注借助于螺杆（或柱塞）推力，将已塑化好的熔融状态（即粘流态）料以高压快速方式，注射入到闭合好的模腔内，经冷却固化定型后取得制品的设备。
在这个过程中，有锁模、射胶、保压、储料、冷却、开模等工序。
传统注塑机油泵马达按最高压力和流量确定功率，以固定转速确定恒定流量，多余的液压油通过溢流阀回流，浪费能量。
注塑机进行伺服改造后，采用压力、流量双闭环时电脑控制，在锁模、保压、冷却阶段能按需输出流量和压力，但电机低速或停转，功率消耗最小。
由于异步电机负载偏大，所做无用功较大，导功率消耗大反观伺服电机为永磁同步电机，效率和功率因素高，在注塑机平均况下，伺服电机比异步电机效率高10%,传统注塑机因高压节流，油温升大，导致油体变稀、管路软化、漏油，必须对液压油进行冷却。
而伺服系统采用齿轮泵，根据需求提供流量，不存在节流，液压油温升低。
2、伺服节能改造特点: 伺服系统采用闭环转速控制，射台运动位置重复精度高生产出的产品精度高，一致性好；克服了普通异步电机定量泵系统由于电网电压、频率等变化会带来转速变化，进而引起流量变化，使注塑产品成品率降低的缺点；同时由于注射与锁模精度的提高，制品重量偏移量降低，制品平均重量可降低，制品尺寸精度可提高；制品平均重量的降低，带来原材
料的节约；此外伺服系统还可以按照电脑设定的任意压力、流量曲线运行，为开发各种塑料产品的成型工艺造了条件；经实践证明，注塑机工作由开机至进入稳态，油温上升,机器液压油无需冷却，降低了水资源的消耗，节约了冷却水系统容量，延长了整机特别是液压油、液压易损件（如油封）的寿命。
综上所述，进行伺服节能改造后系统呈现如下特点：3、伺服节能改造效果1）节电率在30%-80%,相比传统注塑机节电率在50%左右2）提高生产效率5%-15%，产品加工时间缩短，提高产量。
3）增加产品数量合格率，减少原料损耗5%。
4）延长机器寿命10%-20%，减少设备维护费用。
5）提高管理效率，采用实时监测收集数据，可远程监控实现注塑机联网管理。
注塑机节能
大型注塑机液压动力驱动系统节能技术的分析研究及展望摘要：本文分析了大型注塑机液压驱动系统能耗的主要特点，指出了其节能的研究开发重点，提出并分析了几种多泵液压驱动源的节能特点及性能，探讨了新颖的节能液压驱动系统。
大型注塑机的能耗主要表现在液压动力驱动系统，提高液压动力驱动系统的效率，降低液压动力驱动系统的装载功率，减少无效能耗，是大型注塑机节能的主要研究重点。
大型注塑机的液压动力驱动系统主要特点是由有多个液压动力驱动单元组成，不同于单一液压驱动单元的中、小型注塑机，所以，大型注塑机节能的液压动力驱动系统的开发，是对整个液压动力驱动系统的分析研究。
本文根据作者对大型注塑机节能的液压动力驱动系统开发研究的一些成果，进行进一步的探讨，并对大型注塑机节能液压动力驱动系统的科技进步，提出一些作者的观点。
1 大型注塑机液压动力驱动系统能耗分析注塑机的加工工作循环周期，一般分为低压移模、高压锁模、高压开模、变速（压）注射、多级压力保压、多级速度塑化、顶出（退）、制品冷却、抽芯、制品取出等几个阶段，各个阶段所需的工作压力与工作流量相差很大，处于周期性的不断变化负载的工况，例如，塑化阶段，一般需要系统的最大流量，制品冷却时间，不需要系统的动力供给。
大型注塑机成形大形制品，工作压力与工作流量周期性变化范围更大，特别是制品的保压及冷却时间更长，所以节能对大型注塑机尤为重要。
大型注塑机动力驱动系统的装载功率很大，至少有55kW，甚至达到近400kW。
执行机构的动力来自液压动力驱动系统，使液压动力驱动系统提供的动力匹配于执行机构所需的动力，尽量减少能量的损失，系统即达到最佳的节能状态。
2 大型注塑机多泵液压动力驱动泵源节能系统大型注塑机液压动力驱动系统的节能是大型注塑机液压系统节能的最主要研究对象。
大型注塑机的液压动力驱动泵源一般由多个液压驱动泵源系统组成，以达到系统工作所需流量。
系统中，其中一个小泵为成形周期中一直工作的动力驱动主泵，其余间歇工作的辅助多泵与主泵组合，达到系统各步成形速度的要求。
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。
伺服电机原理与注塑机应用课件
01
02
03
提高生产效率
伺服电机能够快速响应注 塑机的需求，提高生产效 率。
节能环保
伺服电机具有高效率、低 能耗的特点，有助于降低 注塑机的能耗和减少环境 污染。
提高产品质量
伺服电机精确控制注塑机 的运动，减少产品缺陷， 提高产品质量。
伺服电机在注塑机中的控制方式
位置控制
通过比较实际位置与目标 位置的差值，调整伺服电 机的输出，实现精确的位 置控制。
伺服电机与注塑机维护与保养的注意事项
注意安全
在维护与保养过程中，要严格遵守安全操作规程，确保人 员安全和设备安全。
专业人员操作
伺服电机与注塑机的维护与保养需要专业人员进行，非专 业人员不得随意拆卸、修理设备。
防止污染
在保养过程中，要防止灰尘、杂物等进入设备内部，以免 影响设备性能和使用寿命。
定期检查更新
04
伺服电机与注塑机的未来发展
伺服电机的未来发展趋势
高效能化
随着技术的不断进步，伺服电 机的效率将得到进一步提升，
实现更高效的工作性能。
智能化
伺服电机将集成更多的智能化 功能，如自适应控制、故障诊 断等，提高系统的自动化和可 靠性。
紧凑化
伺服电机的体积将进一步缩小 ，便于集成到各种设备中，减 少空间占用。
模块化
伺服电机将实现模块化设计， 方便用户根据需求进行定制和
扩展。
注塑机的未来发展趋势
高效化
注塑机将进一步提高生产效率，缩短 生产周期，降低生产成本。
智能化
注塑机将集成更多的智能化功能，如 自动识别、自动调整等，提高生产过 程的自动化和智能化水平。
节能环保
注塑机将更加注重节能环保，采用更 先进的节能技术和环保材料，降低能 耗和减少环境污染。
注塑机节能
注塑机的发展与节能随着塑胶制品多样化市场需求越来越大，注塑机设备的升级换代也越来越快。
早期的注塑机都是全液压式，由于环保和节能的需要，以及伺服电机的成熟应用和价格的大幅度下降，随着塑胶制品多样化市场需求越来越大，注塑机设备的升级换代也越来越快。
早期的注塑机都是全液压式，由于环保和节能的需要，以及伺服电机的成熟应用和价格的大幅度下降，近年来全电动式的精密注塑机越来越多，只有比较两类不同动力源注塑机的特点，才有可能弄清注塑机的技术发展方向。
全液压式注塑机在成型精密、形状复杂的制品方面有许多独特优势，它从传统的单缸充液式、多缸充液式发展到现在的两板直压式，其中以两板直压式最具代表性，但其控制技术难度大，机械加工精度高，液压技术也难掌握。
全电动式注塑有一系列优点，特别是在环保和节能方面的优势，由于使用伺服电机注射控制精度较高，转速也较稳定，还可以多级调节。
但全电动式注塑机在使用寿命上不如全液压式注塑机，而全液压式注塑机要保证精度就必须使用带闭环控制的伺服阀，而伺服阀价格昂贵，带来成本上升。
电动—液压式注塑机是集液压和电驱动于一体的新型注塑机，它融合了全液压式注塑机的高性能和全电动式的节能优点，这种电动-液压相结合的复合式注塑机已成为注塑机技术发展方向。
注塑行业正面临着一个飞速发展的机遇，然而在注塑产品的成本构成中，电费占了相当的比例，依据注塑机设备工艺的需求，注塑机油泵马达耗电占整个设备耗电量的比例高达50%-65%，因而极具节能潜力，设计与制造新一代“节能型”注塑机，就成为迫切需要关注和解决的问题。
注塑机的工艺过程一般分为锁模、射胶、熔胶、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。
对于油泵马达而言，注塑过程是处于变化的负载状态，在定量泵的液压系统中，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，此过程称为高压节流。
据统计由高压节流造成的能量损失高达36%-68%。
随着世界各国在环保，如能耗、噪音、泄漏等控制方面日益严格的要求，节能已完成为注塑机电液系统的研究重点，针对阀控电液系统有较大能量损失的不足，德、日等国发展了应用变量泵和电液比例阀结合的负载感应型的注塑机电液控制系统。
节能型电液注塑机伺服开发技术
辑运算 ，再发 出指令对 比例压力 电磁 阀进行比例调节 ，从而使 注射与保压 时的系统油压 能按 Ｐ Ｔ特性 曲线 的指令变化 。模 Ｖ
内熔体的温度是时 间的 函数 ，该温度是通过传感器连续地检测
获 得 的 （ 图 ２ 示 ） 如 所 。
１２２ 连 续 变频 功 能 ．．
实现本 功能后过载工作状态下能 自动连续 变频 ，减小功率
器件发热 ，使得选用 比现有更小等级的 Ｉ Ｂ Ｉ Ｂ Ｇ Ｔ的过载能力 。连续 变频功能可 以提高驱动器的最大输 出功率 ，避免驱动器及电机过热保护提 早 出现 ，特别适合注塑机溶胶及射胶等高速大扭矩工况 。我们
（）节能 ：实际总能耗降低 ５ ％～８ ％；降低 电力设备 的 １ ０ ０ 投资 ，每 台 １０ 注塑机少投入 电力设备 １ Ｗ。 ２ ｔ ０ｋ
（）生产效率 ：提高 ５ ％射胶 速度 、开合模速度 ，响应 ２ ０
图 ２ 桂林 星辰 科 技 有 限 公 司 电 液伺 服
迅速最高快至 ３ 。 ０ｍｓ
３ 应用情况
桂林 星辰科技有限公司 自主研发 的稀土永磁同步节能型注 塑机伺服技术 ，适用于注塑机行业和采用液压系统的其他行业 。 公司一直致力 于专用伺服系统的研究和生产 ，产品技术处于 国 内领先水平 ，在技术方案上独辟蹊径，技术指标上领先同行 。
采 用 星 辰伺 服 的 电液 注 塑 机 ，已达 到 以下 技 术 指标 。
通定量泵系统高压溢流产生的高能耗 。可以肯定 ，伺服控制是
未来注塑机技术发展 的方 向，无论是 液压 控制还是全 电控制 ，
通过使用高速 Ｄ Ｐ的 Ｔ ３ ０ ２ ： Ｓ ＭＳ２ Ｆ ８０数字 处理芯片 ，由事件 管 １
注塑机节能分析
注塑机节能分析一、前言随着塑料制品的广泛应用及其产量的迅速增长，塑料机械已经成为建材、包装、电子电气、汽车、石化和机械等行业的重要生产设备。
其中注塑机由于对各种塑料的加工具有良好的适应性，能对外形复杂、尺寸精确或有金属嵌件质地密致的塑料制品一次成型，且其生产能力较高，易于实现自动化，因此成为塑料机械中增长最快，生产数量最多的机种之一。
据统计，目前注塑机的生产总数占整个塑料成型设备的20%～30%。
在塑料工业中，注塑机是一种通用型机械。
近年来国内外一些厂家推出了变量泵注塑机、全电动注塑机等节能型产品，但是由于设备价格昂贵、维护成本高且使用要求高等种种原因，在国内市场上销量不大。
我国塑料加工企业使用的注塑机90%以上还是定量泵注塑机。
所以，采用新技术对定量泵注塑机进行节能改造更具有实际意义。
二、注塑机工作原理注塑过程一般分为以下步骤：锁模→注射保压→熔胶加料→冷却定型→开模顶针。
每一动作的完成都有时间、压力、速度、位置等几个参数的精妙配合，也就是说在某一位置的位移都有相应的压力和速度，且在不同的位置和时间内其压力和速度都是可变的。
同时每一动作完成后发出终止信号传送给程序控制器，程序控制器收到信号后才发出执行下一动作的指令。
具体工作循环如下：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。
宇进注塑机伺服节能改造方案
宇进注塑机伺服节能改造方案宇进注塑机节能改造方案1．注塑机的优点宇进注塑机械有限公司是一家从事注塑机的研发、生产、销售、服务一体的韩国独资公司。
高精密是我们产品的主要特点。
公司技术力量雄厚，拥有众多资深的设计、研发工程师，朝着注塑机的环保节能化、智能化、集成化发展，在已有的产品上不断开发新、高端产品，针对不同的客户需求，提供最适合的产品方案。
我公司始终以“质量就是我们的生命”为宗旨，以优质量、优服务树立公司品牌，以一流的精神，世界技术的使命感，全力以赴于全球市场经营，通过先进的技术、优良的质量、快速的售后服务获得广大客户的认同，并与客户一起走向世界2．注塑机的缺点1.冷却时，电机仍在转动，无功功率未能消除，节能效果不理想。
2.由于是开环系统，生产稳定性难以保证。
3.采用鼠笼式感应异步电机，转动惯量大，系统响应慢。
4.噪声较大，工作环境得不到改善。
5.机器油温较高，机器稳定运行受影响，机器使用寿命缩短，需冷却设备要求高3．改造的目的节约资源、降低成本、提升品质、改善工况！注塑行业正面临着一个飞速发展的机遇，然而在注塑产品的成本的构成中，电费占了相当的比例，依据注塑机设备工艺的需求，传统的注塑机油泵马达耗电占整个设备耗电量比例高达80%-90%。
随着能源问题日益受到重视，节约能源变得越来越重要，设计与制造新一代“节能型”注塑机，就成为迫切需要关注和解决的问题。
4．改造后的效果更节能、更稳定、更高效、更耐用、更环保、更省钱、噪声低。
5．改造后是否有不良影响对注塑机没有任何影响,给注塑带来以下好处:公司已完成上万台传统注塑机的改造，根据注塑机的吨位差异不同，节能效果没有低于35％，个别注塑机节能特例达到不可思议的效果，节能91.7％，改造后的注塑机节能率普遍可以达到50％－80％。
1、节能采用莱普乐公司伺服系统的注塑机，系统压力、流量双闭环，液压系统按照实际需要的流量和压力来供油，克服了普通定量泵系统高压溢流产生的高能耗，在储料、合模、射胶等高流量工作阶段电机按照设定的转速工作，在保压、冷却等低流量工作阶段降低了电机转速，油泵电机实际能耗降低了50%--80%；2、响应迅速，生产效率高伺服系统响应速度快，压力上升时间和流量上升时间快至30ms，提高了液压系统的响应速度，减少了动作转换时间，加快了整机的运行节拍；注塑机液压系统自动运行时，当有阀门打开时，系统压力会瞬间下降，伺服系统可以在30ms以内迅速补充油量，恢复压力至设定值；3、压力稳定精密伺服系统自动调节能力强，压力闭环控制模式使系统压力非常稳定，压力波动量低于±0.5bar，提高了塑料产品的成型质量；伺服系统还可以按照电脑设定的任意压力、流量曲线运行，为开发各种塑料产品的成型工艺创造了条件.4、重复精度高、省料伺服系统采用闭环转速控制，射出运行位置重复精度高，生产出的产品精度高，一致性好；克服了普通异步电机定量泵系统由于电网电压、频率等变化会带来转速变化，进而引起流量变化，使注塑产品成品率降低的缺点；5、油温温升低注塑机工作由开机至进入稳定状态油温上升8℃-10℃，室温35℃下无需冷却水，冷却器的用量也大为减少，延长了整机特别是液压油、液压易损件（如油封）的寿命，减少漏油。
基于伺服系统的传统注塑机节能改造
基于伺服系统的传统注塑机节能改造董泽;孙杰【摘要】Traditional hydraulic injection molding machine has many deficiencies in the aspects of energy consumption and forming accuracy, while the servo-driven hydraulic injection molding machine has many advantages,such as low energy consumption,high efficiency,fast response,so a retrofitting project by using the servo control to replace the open-loop control has been put forward. In order to transform power unit of the traditional injection molding machine hydraulic system, operating performance of servo injection molding machine was studied. The actual test and application results show that the injection molding machine after transformation not only can improve product quality, but also can play an important role in development of energy saving technology and improving control precision of the injection molding machine.%由于在能耗、成型精度等方面，传统液压型注塑机表现不足，而伺服驱动液压注塑机优点就是耗能低、效率高、响应快，所以提出采用伺服控制代替开环控制的改造方案。
辉源节能伺服改造方案
辉源节能伺服改造方案目录一、概述 (2)二、节能改造设计方案 (3)1.油泵马达改造方案 (3)2.油泵马达改造前后对比 (4)3.油泵马达改造的优点及预期效果 (7)三、注塑机伺服节能改造的必要性 (8)四、项目报价清单 (8)五、辉源厂伺服系统节能改造投资分析 (9)六、成功案例 (10)一、概述注塑机是塑胶行业的主要生产设备，电能浪费严重。
由于电价昂贵，电费在企生产成本中占有相当大的比重，已经成为严重响企业生产效益的重要因素。
随着市场竞争的日益加剧，各企业都在采取各种节能降耗措施、努力降低生产成本，以便提高市场竞争，能根据用户的注塑机的电机功率、电机转速、油泵排量和系统压力定制产品，满足所有规格设备。
安装过程和普通塑机一样，方便简易，受到广大塑胶行业企业的欢迎，既响应了国家的节能减排、节能降耗号召，也带了可观的经济效益。
产品美观耐用,省电环保，根据注塑制品的不同，节电率达40%-80%，全部收回投资时间在6-12个月，是企业进行注塑机伺服节能改造、注塑节电改造的最佳最理想的产品。
注塑机节能改造目的：节约能源、降低成本、提升品质、改善工况！在注塑产品的成本的构成中，电费占了相当的比例，依据注塑机设备工艺的需求，传统的注塑机油泵马达，电阻加热线圈是注塑机的主要耗电部件。
占整个设备耗电量比例高达95%以上。
随着能源问题日益受到重视，节约能源变得越来越重要，设计与制造新一代“节能型”注塑机，就成为迫切需要关注和解决的问题。
注塑机的工艺过程一般分为合模、锁模、射胶、保压、熔胶、冷却、松模、开模、取出等几个阶段，各个阶段需要不同的压力和流量。
对于油泵马达而言，注塑过程的负载总是处于变化状态，在定量泵的液压系统中，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，此过程称为高压节流，据统计由高压节流造成的能量损失高达36%-68%。
注塑行业成本比例图：注塑成本是指生产过程中的成本及全部损耗，包括：人工、水电费、模具、原料、色粉（配料）、维修费、设备损耗（折旧）、工具、包装材料及辅料等，以下是大多数厂家注塑成本费用比例图：这个图中可以看出注塑成本的电费支出占了绝大部分，所以对注塑机进行节能改造就非常有必要。
液压注塑机伺服泵控制节能技术研究(1)
液压注塑机伺服泵控制节能技术研究作者：俞桥周江峰来源：《科技探索》2013年第07期摘要：介绍一种注塑机新型的液压泵伺服驱动及控制新技术，采用交流永磁同步伺服电机驱动液压油泵作为注塑机的驱动级控制系统，实现注塑机节能、动态响应快、压力控制稳定、低速性能优良等性能提升。
通过实际试验和应用，新的驱动控制技术对于实现注塑机的节能技术进步和控制精度提高具有重要作用。
关键词：注塑机伺服泵节能技术一、注塑机的液压泵伺服的驱动和控制系统的构成注塑机液压泵伺服驱动系统原理图如图1 所示，注塑机液压泵伺服控制系统主要由交流永磁同步伺服电机、伺服驱动器、液压油泵、压力传感器、编码器或旋转变压器构成。
这种系统提供了注塑机驱动及控制系统的新概念，能够接近全电动注塑机的节能水平。
系统工作时，注塑机整机控制器将机器动作的速度和压力的设定值转换为模拟信号或数字信号输出至伺服驱动器，伺服驱动器按指令信号要求驱动伺服电机带动液压油泵工作，机器动作的速度和压力控制要求，与伺服电机的转速控制和转矩控制对应。
图1 注塑机液压伺服驱动系统原理图二、伺服泵注塑机功率消耗分析伺服泵注塑机液压系统是注塑机的重要组成部分。
注塑机液压系统工作质量，比如系统工作的稳定性、可靠性、重复精度、灵敏性、节能效果以及低噪音性能都将直接影响注塑制品的质量，尺寸精度、塑料成型周期、生产成本，将影响工作环境、安全操作和维修工作。
伺服泵注塑机液压系统具有高精度、高灵敏度、低噪音、省能化、比例、伺服控制和微处理器等特点。
伺服泵注塑机液压控制系统在每一个注塑周期中系统的压力和流量是按照工艺要求而变化的，即在液压系统系统压力执行每一个具体程序时，如执行元件的驱动力和速度都有具体要求，因此，液压系统压力和流量必须与之相适应。
伺服泵注塑机液压系统的能耗输出总功率是一定的，但由于执行每一个程序时所需要消耗的功率不同，注塑机在一个周期中的功率消耗情况如图 2所示。
由图 2所示合模和开模系统所需油压较低，且时间较短，一般为一个工作周期的 40%～60%，时间的长短与加工工件有关，间歇期更短，这也与加工工件的情况有关，有时可以间歇期而连续加工。