一、 前言

對于注塑機和壓鑄機的使用者來說，電耗是其生產成本的主要部分。因此降低設備的能耗、提高生產效率成為使用者降低成本、提高產品競爭力的有效途徑。

以注塑機為例，一般單臺傳統(tǒng)定量泵機器的能耗和所占比例分別是：

油壓系統(tǒng)能耗：70%~80%

加熱單元能耗：10%~15%

冷卻系統(tǒng)能耗：5%~10%

控制組件能耗：1%~5%

其中油壓部分電機泵系統(tǒng)的能耗占比非常大。

目前絕大多數(shù)注塑機和壓鑄機都采用液壓傳動，液壓傳動中的動力由電機帶動油泵提供。在這兩類設備的制品成型過程中，鎖模、射出、保壓、冷卻、開模等過程需要不同的壓力和流量，對于電機泵都是處于負載不斷變化的狀態(tài)中。液壓系統(tǒng)的負荷變化非常大，傳統(tǒng)設備上的電機泵不能調節(jié)輸出轉速和功率，多余的能量只能在擋板、油路泄漏、油的溫升中消耗掉。當系統(tǒng)需求超過設定的流量及壓力，會由溢流閥和比例閥來調節(jié)壓力流量，這個過程稱之為高壓節(jié)流，造成的能耗損失高達50%~80%，同時還加劇了閥門磨損，油溫過高以及機械壽命縮短。

英威騰MH500系列電液伺服系統(tǒng)在注塑機和壓鑄機等液壓設備上具備完整的解決方案，對于減少能源浪費、提高生產效率具有非常重要的作用。

二、 節(jié)能改造原理和案例

注塑機和壓鑄機都屬于模具熱成型加工設備，其成型工藝是一個按照預定設置進行的周期性動作過程。各個動作的動力由電機泵提供，然后通過P/Q比例閥按照負載需求進行調節(jié)。其中傳統(tǒng)的電機泵按照系統(tǒng)最大液壓功率需求始終提供額定的功率和轉速，被比例閥調節(jié)掉的功率輸出都通過溢流油路泄漏掉了，造成能耗的浪費。

電液伺服系統(tǒng)的核心在于：采用閉環(huán)控制，伺服系統(tǒng)根據(jù)制品生產過程中對流量和壓力的實際需求，轉化為對永磁同步電機的轉速（流量）和扭矩（壓力）的雙閉環(huán)適時調整，快速準確的為制程中各個動作提供合理的流量和壓力，杜絕溢流損耗（如下圖）。同時通過對高效永磁同步電機完善的自適應和精準的控制算法，保證了系統(tǒng)的響應速度，提高了制品的加工精度。滿足了模具成型制品快速、精密、節(jié)能的要求。根據(jù)制品工藝的不同，節(jié)電率從20%~70%不等。

由以上曲線圖對比可以看出：綠色的伺服電機的輸出功率根據(jù)負載變化而變化，不存在多余能量浪費。保壓和冷卻階段，能耗低級，幾乎為零。為此，產品成型過程中，保壓和冷卻所占整個周期的比例越大，節(jié)能效果越明顯。

伺服節(jié)能改造案例（以某品牌260T注塑機為例）

三、英威騰電液伺服系統(tǒng)解決方案的優(yōu)勢

產品性能優(yōu)勢

● 節(jié)省能耗：與傳統(tǒng)定量泵相比伺服系統(tǒng)節(jié)能20%-70%；大型注塑機和壓鑄機的節(jié)能率通常都可達到50%以上。 

● 流量響應時間50mS，壓力響應時間120mS；系統(tǒng)的高響應可增加單位時間的產品合格數(shù)量5%以上；

● 制品重量重復誤差 <0.3%

● 螺桿射膠終止位置誤差<0.1mm

節(jié)省了傳統(tǒng)技術高壓節(jié)流浪費的能量；

● 節(jié)省了液壓冷卻系統(tǒng)的消耗 ，降低冷卻水用量。

完善的質量管控流程保證產品的高品質

● 全面的高低溫工況的試驗

● 嚴格的震動環(huán)境試驗

● ISO90001的供應鏈管理流程和生產過程控制

● 對電機和伺服驅動器進行嚴格的出廠老化測試，消除電子元器件的早期失效

● 產品通過滿足歐洲電磁兼容標準CE認證

永磁同步電機的應用

● 在整個速度區(qū)有很高的效率：流量控制和保壓控制時更節(jié)能

● 電磁轉矩和磁阻轉矩相結合產生更大的扭矩：速度相應更快，更節(jié)能

● 方便實現(xiàn)弱磁控制增加轉速范圍：可以和多種泵配合，可以滿足大流量的需求

● 系統(tǒng)運行更平穩(wěn)：整個系統(tǒng)噪音更低

先進的電機控制算法和注塑應用控制策略

● 電機正弦矢量控制算法，實現(xiàn)對電機的完美力矩控制；

● 電機運行更平穩(wěn)；響應速度更快；噪音更低；

● 整個系統(tǒng)的效率更高（系統(tǒng)效率大于90%）；

● 自適應/非線性控制 ，滿足不同噸位機型的流量和壓力需求，減少流量和壓力的超調，同時消除射膠“跳動”；

● 解耦PQ控制，增加注塑機的響應速度，平滑流量和壓力控制的相互轉換（需要上位機配合）；

● 根據(jù)注塑成型工藝的需求，實現(xiàn)勻速/變速射膠控制，并平滑從流量控制過渡到保壓控制。

帶壓力補償?shù)牧髁靠刂?/strong>