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注塑机的变频改造节能应用

发布时间:2006-12-07 15:19   类型:应用案例   人浏览
应用案例 
工程案例一:广东南海新丰塑料厂大型注塑机改造 
  台州市菱士达电器有限公司同东莞市某节能设备科技开发有限公司合作,对广东南海新丰塑料厂四台主泵55KW大型注塑机(由东华800)进行了变频改造,该机最大压力可达2000吨,最大投料量可达16000克,约1-2分钟生产6个中、大型水管接头。这是应用变频器的技术改造成功的典范,现已投产使用达半年之久,工作正常,平均节电率达35%以上,深受用户欢迎,经长达半年之久的应用对比,该厂已确定对另6台注塑机也使用变频器进行技术改造。充分说明应用变频器对大型注塑机实行节能的技术改造方案是正确的有效的,值得向大家推荐。 
1. 工频、变频主电路及变频器的选用 
主油泵55KW,选用台州市菱士达电器有限公司LSD-A7400-55KW变频器四台,经半年来使用,证明变频器的性能良好,工作可靠,节电率高,主电路采用工频-变频二套电源供电方式,(即变频、工频互锁互换的双回路控制),以确保不间断的工作。
变频改造应用中注意的事项 
1.必需是采用比例流量控制的注塑机才可进行变频节能改造。
2.变量泵不用进行变频节能改造。因为变量泵本身已带有一定的节能效果,增加变频器不能体现出它的优势。
3.有些继电器控制的注塑机速度是采用手调节流量阀控制速度的,进行变频节能改造的效果并不理想。对小型注塑机也辊对变频器响应速度的特别要求,需慎进行变频节能改造。
4.一般情况下,安装节能变频器不会影响注塑机的操作使用方式,为保证生产效率,某些工艺参数却需要作调整
如何正确取得控制信号,实现变频器与注塑机的最优结合是十分重要的。我们采用方案的原理框图(图3) 
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1. 经济效益分析 
      注塑机及生产情况表   表(1) 

注塑机型号  主电机功率  制品名称  制品材质  节电器型号 
东华800 55+55KW 水管接头  PVC LSDA7000-55K
      工频、变频运行耗用电能表  表(2) 
  电度表初值  电度表终值  时间  耗电量  节电  节电率 
工频运行  28 78.6 1小时  50.6    
变频运行  78.6 108.7 1小时  30.1 20.5 40.52%
投资回报分析: 
每月节电:   20.5度/小时×22小时/天×28天=12628度/月 
每月节约电费: 12628度×0.6元/度=7576.8元 
每年节约电费: 7576.8元/月×12月=90921.6元 
投资回收期:  20000元÷7576.8元/月×28天/月=73天 
工程案例二:某注塑厂仁兴塑机进行节能改造 
我公司于2004年3月1日对某玩具厂进行注塑节能改造,节电率达到35.86%,现就改造过程分析如下: 
1. 对象: 
      注塑机及生产情况表  表(3) 

注塑机型号  主电机功率  制品名称  制品材质  节电器型号 
仁兴塑机  45KW 塑胶桶  ABS LSDA7400-45KW
2.改造前后电流、电度表读数比较 
(1)改造前后运行电流的比较 
      改造前后电流比较图  表(4) 

动作顺序  合模  注塑  保压  回料  冷却  开模  顶针 
电流(改前) 63.2 90.7 67 80 55.4 63 75
电流(改后) 16.5 80 15.4 65 12 18 37
节电率  73.89% 11.8% 77.01% 18.75% 78.34% 71.42% 50.66%
根据表(4)的比较结果可以得知采用变频器调速后电流有了明显的下降 
(2)改造前后的有功电度表读数比较 
      工频下有功表以及用电容量的计算结果  表(5)

具体时间  产量  小时  电度表  用电量  每小时用电  单位产品用电 
09:30-13:30 670 4 0-162.7 162.7 40.675 0.2429
13:31-17:30 700 4 326.9 164.2 41.05 0.2326
合计数  1370 8   326.9    
平均数  171.25       40.8625 0.2387
由上表可计算单位产品的耗电量: 
单件产品平均耗电量=326.9/1370=0.2387
      变频下有功表以及用电容量的计算结果  表(6)

具体时间  产量  小时  电度表  用电量  每小时用电  单位产品用电 
09:30-13:30 663 4 326.9-430.5 103.6 25.9 0.1563
13:31-17:30 695 4 534.8 104.3 26.075 0.1501
合计数  1358 8   207.9    
平均数  169.75       25.98 0.1531
由上表可计算出单位产品的耗电量: 
单件产品平均耗电量=207.9/1358=0.1531
使用变频节电器后效率=169.75/171.25=99.13%
根据以上耗量可以计算出改造后节电百分比: 
节电率=(P工频- P变频)/ P工频=(0.2387-0.1531)/0.2387=35.86% 
3. 改造后对生产稳定性、产品质量、机器性能的影响 
    改造前后的生产数量的对比  表(7)
  8小时产量  每小时产量  影响产量  效率 
改造前  1370 171.25  
-1.5  
-0.88%
改造后  1358 169.75  

(1)生产量的稳定性 
变频调速运行后单位小时生产量没有明显变化,每小时减产1.5只,生产效率下降仅0.88%,具体数据见表(7)。 
(2)产品质量:经工厂FQC检验,未发现质量问题
(3)机器性能:经测量采用变频调速后,电机的表面温度有所提高,工频运行电机温度为53.6℃,变频运行时电机最高温度为57.5℃,仍在电机安全范围内,这是由于电机在整个周期内,根据生产工艺的不同运转,电机的散热风扇风力减小的缘故。建议保持散热风扇及电机的清洁。 
六 现场改造的几点技术问题 

  目前市场上各种注塑机变频节能器种类繁多,技术含量和产品质量参差不齐,因此在现场改造中出现了一些具体问题,有的是属于采用变频调速技术后的正常现象,而有的则是属于产品或应用中应该克服的缺点。 
6.1 电机高频噪声较市电时尖锐 
  由于变频器输出电压是由许多脉冲列组成,存在着高次谐波,使电机运行时转速不同时会发出不同响度且稍尖锐的声音,这是正常现象,并可以通过降低变频载波频率来降低尖啸声。 
6.2 电机温度略高于市电运行时的温度 
  由于输出谐波的存在,增加了电机的铜损和铁损,因此,电机在变频节电运行时的温度要稍高于市电运行时的温度。同时,在中低速运转阶段,电机冷却风扇转速下降,散热能力降低,温升可能上升3~5℃左右。由于普通油泵电机绝缘等级均在B级或F级以上,故电机温升仍在允许的范围内,不会影响电机的使用和寿命。
6.3 对注塑机的正常运行产生干扰,
  变频装置产生的谐波对注塑机的一些控制回路会有一定干扰,影响注塑机的正常动作,特别是一些制造工艺粗糙、谐波含量大的变频器用在工艺不稳定的注塑机表现的更明显,这就需要我们在现场采取一些对策解决干扰问题。干扰源主要有下面两个方面:(1) 高次谐波通过导线产生的射频干扰,对这类干扰可以通过在变频装置的输入或输出侧加装抑制射频干扰的设备加以解决,例如磁环或滤波器等; (2) 输入谐波通过电源耦合到其他用电设备形成干扰, 对这类干扰可以在变频装置的输入侧加装滤波器解决,或者安装进线侧交流电抗器也有一定效果;另外,同一电源下的其他设备最好能做到隔离供电。 
6.4 影响注塑生产的效率 
变频节能器在控制油泵电机速度的过程中存在着一定的加减速时间,相比原来的电磁阀开通速度有一定的滞后,导致单位加工周期延长,生产效率受到一定影响,由于菱士达A7000变频节能器能够采用流量和压力两路信号控制,同时根据情况修改部分注塑机参数,就能够较好地解决这个问题。










































































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