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工艺与设备 吕勇 等·带智能变量泵的变频节能注塑机
分）。针对恒定流量，智能模块会在图 5 的速度可变控 U/f（电压 / 频率）的控制方式，也就意味着电机的转
制模式时，通过提高泵的摆角和降低电机转速相配合 速越低，变频器输出的电压也就越低，在同样的负载
的方式，实现进一步的节能效果。而在流量变化阶段， （电流）下，输出的功率就越低，这样就能达到更好的
它会采用一个较为复杂的同步控制方式。此时，电机 节能的效果。同时，由于电机处于低速运转，也会大
的转速会逐步地提高而泵的摆角会逐步地降低，或者 大降低电机及泵的内部的机械磨损，同样能有相应的
是电机的转速逐步地降低而泵的摆角会逐步地提高。 降低能耗，并附带了降低噪声的效果。
这样，注塑机的各个动作之间就能达到一个 “ 无缝 ” 注塑机的驱动系统采用的是来自德国的科比变频
衔接的平滑效果。 器和西门子变频电机，能保证机器长时间可靠运行和
转速可变控制模式 ： 完成学习模式后，变量泵的 精准的控制。同时，智能变量泵与注塑机的控制系统
智能模块根据得到的实时流量曲线，计算出了匹配出 间通过总线通讯，注塑机可以实时获得变量泵和变频
各个动作的合理的电机转速，以及各动作中间衔接的 系统的运行状态，同时又可以灵活切换变量泵的三种
所需要的加、减速度。然后，系统会进入到转速可变 工作状态，以满足不同工况条件下的需求。
控制模式，智能模块会将设定电机转速通过控制线路 目前，这套系统运行在合模力为 500 t 及以上的中
传递给变频器，从而控制电机的按照设定速度运行。 大型机器上，一般该类机型的所生产塑料产品的成型循
同时，智能模块也会将控制和状态信息反馈到注 环周期较长，保压和冷却等环节的时间在循环周期中所
塑机控制系统。 占的比例也较大，能够得到明显的节能效果，获得了广
大客户的好评。以一台合模力为 500 t 的液压注塑机为
例， 螺杆直径为 60 mm， 产品克重 186 g，循环时间在
23.8 s，对比普通变量泵注塑机，智能变量泵变频控制
注塑机，能耗节省可以达到 20% 左右。如果是对比传
统定量泵注塑机，其节能效果会非常显著。
图 5 速度可变控制模式
5 总结
4.3 节能系统能耗分析与比较 这套智能变频节能系统，是在普通变量泵相较于
现在以 1 号绿色框的动作环节为例加以说明。在 传统定量泵的节能基础上，再次深入挖掘了液压注塑
学 习 模 式 下， 假 设 电 机 的 转 速 为 1 500 r/min， 泵 机的节能降噪的能力。而相比新型液压伺服注塑机和
的排量为每转 100 mL。由图 5 可知，泵的摆角为 电动注塑机在中大型注塑机领域，该系统经受了多年
10%，所以这个状态下，机器运行的实际流量为 1 市场应用的考验，具有极高的稳定性， 同时可以在普
500 ×100×10%=15 000 mL/min。当机器运行在速度 通变量泵机器的基础上进行较为简单的升级而实现，
可变控制模式时，电机的转速降到了 200 r/min， 而 具有非常好的可操作性和较高的性价比。
泵的摆角被调整到了 75%，此时实际的运行流量为
200×100×75%=15 000 mL/min。由此，我们可以得 参考文献 ：
出两个状态下机器运行的实际流量是相等的。这就保 [1] 林克伟，徐开杰，周才根 . 注塑机液压系统节能技术现状分
析 . 工程塑料应用，2011(8):66~67。
证了机器运行所需的流量是没有变化的，不会因为节
[2] 黎坚，李岚 . 注塑机液压系统绿色设计的策略与展望 [J]. 上海
能而影响机器的性能。 塑料，2011(4):32~33.
下面来分析下两者的能耗，两个状态的电机转速 [3] 黄锐 . 塑料工程手册（下册）[M]. 北京 ：机械工业出版社，
2000.
从 1 500 r/min 降低到了 200 r/min。变频器使用的是
Inverter energy-saving injection molding machine with intelligent
variable pump
Lv Yong, Ying Yongjun
年
2019 第 45 卷 ·27·
