4.1.2 节能负载敏感控制系统在注塑机上应用
注塑机节 能最有效的措施是动力机构和执行机构两者之间流量的自适应调节匹配。变量泵和电液比例阀结合的负载敏感泵节能控制系统,整个控制机构由差压控制型径向变量 柱塞泵、含位置闭环的高速比例阀、以及压力传感器和位移传感器组成,提高了动态响应速度。控制流量由比例阀与检测变量泵偏心量的位移传感器构成的位置闭环 系统完成。通过压力传感器补偿因泄漏造成的流量损失,使泵输出的流量在0~10V内与设定值信号成线性比例。控制系统压力由比例阀与压力传感器构成的电闭 环回路完成,压力与流量两种控制状态的分离与转换由电子放大器根据设定信号自动完成。系统的输出流量由0增大到90%时,响应时间约为50ms;而由 90%输出流量减小为0时,响应时间约为30ms,系统压力的动态响应时间当负载容腔为4L时,小于200ms,均与高性能的比例阀相当,因而完全适合于注塑机的过程控制。负载敏感比例泵节能液压系统,液压动力输出随负载而同步化,其差值达到最小,基本上没有能量浪费,与定量系统相比,节能达到(30-60)%,是理想的节能液压系统。
设定的负载敏感泵输出流量,不一定能与需精确调节流量匹配,系统中还须增加流量调节阀,造成节流能耗损失。负载敏感泵与伺服阀组成闭环控制系统, 可消除节流及管路的能耗损失,并且较大幅度提高了整机性能。国内大多数单位,仅从节能方面考虑,用负载敏感泵取代定量泵与P/Q双比例阀,而没有进一步从 负载敏感泵能提高整机性能方面考滤,系统的控制性能及节能特性没有得到进一步发挥。国际上先进的负载敏感泵控制系统,在塑化注射油路部分设置伺服阀,目的 是与负载敏感泵共同组成一个高性能的闭环节能控制系统,在节能的同时,提高注射性能,但在国内塑机制造单位基本上没有得到推广应用。作者在1985年设计 的负载敏感泵与伺服阀组成的闭环控制系统的注塑机,经实际应用证明,在节能及性能两方面都取得了良好效果。
国内为研发负载敏感泵做了大量的工作。陕西秦川机床厂在上世纪八十年代中与上海第一塑料机械厂共同开发了负载敏感泵,并成功在注塑机上得到应用。近年来,重庆邦助工业有限公司研制出的BK系列注塑机专用负载敏感比例泵,其价格与定量泵和P/Q阀的总价差不多,从根本上解决了负载敏感比例泵价高难以推广的障碍,已得到批量应用,取得了较好的效果。海特克液压有限公司引进日本先进技术批量制造出负载感应泵。
4.1.3 定量泵加变频调速电机电液节能控制系统
变频调节技术通过调节液压泵的转速,使动力机构的性能类似于比例泵节能系统,达到动力机构输出的流量与执行机构的流量相匹配,使流量的损失降低。变频调节技术是利用注塑机同步信号及电气控制系统,根据注塑成型的工艺要求,将电液比例控制系统,模拟成负载跟踪控制系统,使油泵电机的转速与注塑机工作所需液压的流量与压力乘积成正比,将传统的定量泵改造成变频变量驱动系统,从而使溢流阀的回油流量降到最小,无高压节流能量损失,进而将传统有高压节流的“耗能型”注塑机升级为无高压节流的“节能型”注塑机,节能型注塑机除 了节能功能之主要特性外,依据其节能原理,还具有附加系列的优点,包括:减轻开、锁模冲击,延长机械和模具使用寿命;延长油路系统(密封组件等)使用寿 命,减少维修次数、节省维护费用;降低噪音、改善工作环境;系统油温大幅降低,冷却用水量可节省30%以上;对电机具有过压、过流、缺相等多种保护;注塑机原有的控制方式及油路不变。将注塑机改造升级为“节能型”注塑机,其投资(主要是变频器)在一年内可通过节约的电费收回。浙江慈溪市从去年开始大力推广注塑机节能技术,在注塑机上安装变频节能器后,单机节能效果达到30%~60%。慈溪市200多家企业为注塑机安装节能器后,年省电达6000万千瓦时左右。深圳市奥宇控制系统有限公司节能事业部主要从事注塑机变频节能控制系统, 为深圳市龙华富士康多家塑胶厂安装该公司的









