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一、 概述

注塑機是塑膠行業的主要生產設備，也是有名的"電老虎"，耗電量大，電能浪費嚴重。由于電價昂貴，電費在企業生產成本中占有相當大的比重，已經成為嚴重影響企業生產效益的重要因素。

隨著市場競爭的日益加劇，各企業都在采取各種節能降耗措施、努力降低生產成本，以便提高市場競爭力。但是，注塑機的電能浪費問題一直困擾著廣大塑膠生產企業。在此形式下，高力在吸收國外有關技術的基礎上，結合自己多年來在節能領域積累的豐富經驗，研制開發出高科技產品——GL-ZS系列注塑機節電器，為注塑機用戶提供了一個行之有效的節能降耗手段，使注塑機的單機電耗下降30%以上，受到廣大塑膠生產企業的歡迎。

 

二、基本結構

GL-ZS系列節電器是一個高度智能化的集成控制系統，我公司以一個控制柜的形式提供給各位用戶，控制柜的具體尺寸與所對應的注塑機油泵電機功率有關，標準控制柜尺寸參見附表。GL-ZS主要由以下三部分組成：

1.調速器：由變頻器控制油泵調速運行，調速范圍為0-100%，過載率為120-150%，過載持續時間一分鐘。調速器的運轉頻率或轉速信號來自于智能控制單元，按智能控制單元確定的速度——時間曲線自動調速運轉。

2.切換組件：該組件由一系列斷路器、接觸器、開關、按鈕等低壓電器組成，用于注塑機節電運行和市電運行這兩種工作方式的切換控制。節電運行時，調速器驅動油泵電機運行，實現軟啟動、軟停車和自動調速控制。市電運行時，油泵電機恢復原有啟動器控制，實現降壓啟動和全壓市電運行，油泵轉速恒定。兩種工作方式的切換確保在節電器意外故障時不影響注塑機的正常工作，維持注塑機正常生產。

3.智能控制單元：智能控制單元是注塑機節電智能控制器的核心，承擔著大量的分析、計算和實時控制任務。它收集來自注塑機的運行信息，進行綜合分析處理，按照優化的節電數學模型，計算出注塑機油泵的節電運轉速度曲線，控制油泵調速運行，實現節能運行。節電數學模型包括注塑機的類型、注塑機的當前工況、注塑機的參數設定值等設備運行信息，使節電控制器能夠自動適應注塑機的工況變化，在開模、合模、射膠、冷卻、回料等不同工作階段，注塑機均能達到最佳的節電效果。并且在工藝工程師或操作工對注塑機參數進行微調時，節電控制器能夠自動識別這些參數的變化，自動修正控制輸出數據，達到節電效果最好、產品質量最佳的雙重效果。

 

三、節電原理

注塑機的能耗主要表現在電能消耗方面，按具體設備來劃分，大致可分為下列三個部分：

1、 液壓系統油泵的電能消耗

2、 加熱器的電能消耗

3、  循環冷卻水泵的電能消耗

其中，液壓油泵電機的用電量占整個注塑機用電量的80%以上，降低其耗電量是注塑機節能的關鍵。

注塑機液壓油泵大多采用葉片泵、柱塞泵和活塞泵，都是典型的容積式油泵，其供油量與油泵轉速成正比，在工頻50Hz恒速運轉狀態下，油泵的供油量是恒定不變的。由于受到技術條件的限制，現在的注塑機液壓系統幾乎全部是閥控系統，即油泵電機由工頻50Hz電源驅動恒速運轉，油泵供油量恒定，當注塑機的油量需求發生變化時，由安裝在油泵出口的溢流閥或比例閥來調節負載壓力和負載流量，滿足注塑機工況變化的需要。

事實上，注塑機液壓系統是一個壓力和流量波動都較大的負載，在合模、鎖模、射膠、保壓、冷卻、開模、頂出等不同工作階段，其壓力和流量都要發生有規律的變化，典型的注塑機壓力和流量曲線如下圖所示。

  

從上圖可以看出，在一個工作循環周期內，注塑機的實際壓力和實際流量是變化的，時大時小，有時幾乎為零。在實際流量較小時，油泵的供油量遠遠大于負載實際消耗量，供大于求，富余的處于高壓狀態下的液壓油全部經溢流閥溢流。高壓狀態下的液壓油經溢流閥后放出大量熱能，這部分耗散的能量實際上是油泵電機從電網吸收電能中的一部分。小流量狀態維持的時間越長，所耗散的電能也就越大。因此，注塑機液壓系統存在嚴重的能源浪費問題。

從上述分析中可知，注塑機液壓系統電能浪費問題的最直接原因就是油泵流量與負載流量需求不相適應，供大于求，造成高壓液壓油溢流，這是油泵轉速恒定不變所帶來的不良后果。針對此問題，我公司研制開發出GL-ZS節電器能解決注塑機電能浪費問題。

注塑機原有控制系統采用GL-ZS節電器改造后，液壓油泵不再是工頻50Hz恒速運轉的，而是改由調速器進行啟停控制和調速運行，速度可以在0-50Hz范圍內連續可調，即油泵供油量可以在0-100%范圍內連續可調。

在注塑循環過程中，智能控制單元自動檢測來自于注塑機控制系統的工作狀態信號，并對這些信息進行分析和計算，根據注塑機當前的工作狀態（開模、合模、射膠、回料、頂出等）對工作壓力及工作流量要求，自動控制調速器運行，從而調節油泵的轉速，使油泵實際供油量與注塑機的流量需求相一致，徹底消除溢流現象，節省電能消耗。

 

四、產品的適用對象及應用范圍

GL-ZS系列產品可廣泛應用于各種類型的注塑機、擠壓機、油壓機及其它具有液壓泵的生產設備，既適用于老設備的節電技術改造，又適用于注塑機和擠壓機制造商為其產品進行配套。

GL-ZS系列產品具有多種規格型號，既可用來改造東芝、三菱等外商生產的注塑機，又可改造震雄、海天等合資或國產注塑機和其它擠壓設備。

GL-ZS的每一種型號都與相應的注塑機油泵電機對應，請在訂購時提供注塑機型號、生產廠家、液壓電機功率等設備參數，以便正確合理地選用節電器。

 

五、主要特點

GL-ZS注塑機節電器具有如下特點：

1、 節省電能，降低能源消耗，節約生產成本，節電率達到25--70%。

2、 提高電網功率因數，節省就地補償裝置，電網側功率因數達到0.95以上。

3、 平滑啟動，消除啟動時的大電流沖擊，啟動時電機電流可限制在其額定電流的150%以內。

4、 平緩啟動和平緩停車，消除液壓沖擊現象。

5、  減少液壓油發熱，降低了冷卻水的消耗量，并有效減緩液壓元器件的老化問題。

6、  減輕電機軸承、油泵葉片等運動部件的磨損程度，延長其使用壽命。

7、  設備故障率下降，可靠性提高，減少了備品備件消耗，降低了維修成本。

8、  微電腦智能控制，具有強大的自學習功能，自動適應注塑機工況的變化，無需人工調整。

9、  自動跟蹤注塑機運行數據。當工藝工程師或操作工修改注塑機壓力、速度等預置參數時，不必調整GL-ZS的系統數據，GL-ZS能自動適應注塑機壓力、速度等預置參數的變化。

10、 市電/節電切換。GL-ZS注塑機節電器具有完善的市電/節電轉換功能，特殊情況下，萬一節電器發生故障，可以切換到市電運行，不會影響注塑機的正常工作。

11、  GL-ZS注塑機節電器一旦安裝調試完成，上電后它就會自動運行，注塑機的操作方式與改造前完全相同，操作工不必重新培訓。

12、 完善的運行指示和故障查尋功能，方便設備管理人員的日常維護工作。

 

六、產品的節電規律

GL-ZS是根據當前注塑工藝對流量、壓力的要求，進行動態跟蹤、分析，調整電機的輸出功率的，每一段工藝過程都對應電機相應的轉速。它有如下的節電規律：

1、設備的運行狀況，注塑機電機負荷越輕、空載時間越長，節電率越理想。

2、產品的工藝要求，產品對流量、壓力要求越小，產品的生產周期越長、冷卻時間越長，節電率越理想。

 

七、應用對象是否適用GL-ZS節電器的評判

  根據產品的適用范圍和節電規律，可以考察應用對象是否適用節電器：
      1、考察設備的運狀況，檢測電機的運行參數，大致判定設備的負荷情況。 

      2、考察產品的工藝要求、參數，可判定大致的節電率