前言

對于壓鑄制品行業(yè)來(lái)說(shuō)，電耗是其生產(chǎn)成本構成的主要部分，而壓鑄機是制品廠(chǎng)的主要能耗設備之一，人稱(chēng)電老虎。因而降低壓鑄機的能耗成為壓鑄行業(yè)降低成本，提高產(chǎn)品競爭力的有效途徑。

目前絕大多數的壓鑄機都屬于液壓傳動(dòng)壓鑄機，液壓傳動(dòng)系統中的動(dòng)力由電機帶動(dòng)油泵提供。在壓鑄周期過(guò)程中的變化，壓鑄機在不同工序下需要的流量和壓力不同，必須依靠流量閥和壓力閥來(lái)調節不同工序所須的不同流量和壓力。并且當負荷變化比較大時(shí)，由于定量泵不可調節輸出功率，因此多余的能量只能消耗在擋板、油路泄漏、油溫的升高中，也加劇了各種閥的磨損、又造成油溫過(guò)高、電機噪音過(guò)大、以及機械壽命縮短等現象。并且通常在設計電機的容量時(shí)比實(shí)際需要高出很多，存在“大馬拉小車(chē)”的現象，造成電能的大量浪費。因此推廣變頻器在壓鑄機上的應用，對于減少能源浪費具有重要意義。

二、壓鑄機液壓系統原理概述

1、壓鑄機工作原理概述
全液壓式壓鑄機是一種典型的周期性工作制設備，在一個(gè)完整的工作周期(工序過(guò)程)大致可分為鎖模，給湯，押射，抽芯，開(kāi)模，頂針、冷卻，蓄壓等幾個(gè)階段，各個(gè)階段都是通過(guò)油泵馬達泵出液壓油到各個(gè)油缸推動(dòng)傳動(dòng)機構完成一系列動(dòng)作，各個(gè)階段需要不同的壓力和流量。對于液壓系統來(lái)說(shuō)，每個(gè)階段對壓力、流量的要求各不一樣，而油泵馬達的功率是根據其運行過(guò)程中最大負載配置的，而壓鑄機一個(gè)工作周期中只有高壓鎖模和押射工作階段負載較大，其他工作階段一般較小，在冷卻過(guò)程的負載幾乎為零。對于油泵馬達而言，壓鑄機過(guò)程是出于變化的負載狀態(tài)，在定量泵的液壓系統中，油泵馬達以恒定的轉速提供恒定的流量，而工作所需壓力和流量大小是靠壓力比例閥和流量比例閥來(lái)調節的，通過(guò)調整壓力或流量比例閥的開(kāi)度來(lái)控制壓力或流量大小。多余的液壓油通過(guò)溢流閥回流，此過(guò)程稱(chēng)為高壓截流，由它造成的能量損失一般在50%左右。

2、壓鑄機節能改造原理概述
由壓鑄機工作原理得知，高壓截流是油泵馬達耗能的浪費之處。我公司生產(chǎn)的壓鑄機專(zhuān)用電流矢量變頻器利用這一特點(diǎn)，根據壓鑄機生產(chǎn)工藝的需求，采用變頻器調節油泵馬達的轉速，根據壓鑄機工作時(shí)所需的壓力或流量參數及壓鑄機的動(dòng)作反饋信號同步控制壓鑄機的比例流量閥、比例壓力閥實(shí)現壓力和流量的自動(dòng)調節，其效果相當于將定量泵改造成變量泵，使通過(guò)溢流閥的回流流量降到最低，油泵輸出與整機運行所需壓力和流量相匹配，而且無(wú)高壓溢流能量損失。變頻器通過(guò)反饋信號跟蹤各個(gè)工作階段的壓力和流量變化，并自動(dòng)調節油泵電機的轉速。這樣，油泵電機的電耗將跟隨輸出負載的變化而變化，從而可最大限度的節電，即經(jīng)濟又實(shí)用。很多工廠(chǎng)通過(guò)改造，已取得了顯著(zhù)的經(jīng)濟效益。

3、壓鑄機的電能消耗
壓鑄機的電能消耗主要表現在以下幾個(gè)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(huán)冷卻水泵的電能消耗
在壓鑄車(chē)間內，一般多臺壓鑄機共用一臺冷卻水泵，其中液壓油泵電機的用電量占整個(gè)壓鑄機用電量的80%以上，所以降低其耗電量是壓鑄機節能的關(guān)鍵。

三、壓鑄工藝說(shuō)明
壓鑄機合模和脫模，開(kāi)模系統所需油壓較低，且時(shí)間較短；而注射，保壓，冷卻系統所需油壓較高，且時(shí)間較長(cháng)，一般為一個(gè)工作周期的40%~60%。每個(gè)階段時(shí)間的長(cháng)短與加工工件有關(guān)；間歇期長(cháng)短也與加工工件的情況有關(guān)，有時(shí)可以不要間歇期。如果注射的螺桿用液油馬達驅動(dòng)，注射時(shí)的系統油壓會(huì )高一些。壓鑄機加工工件的重量，從數十克到數萬(wàn)克不等。因此，壓鑄機就有中小型和大型之分，加工數十克的小工件和加工數千克的大工件一個(gè)周期的時(shí)間也是不相同的，就是對同一臺壓鑄機，加工工件的原料不同，各段工藝流程中所需的壓力和時(shí)間也是需要改變的。

四、節能效益預估
1、評估依據：
電機使用效率預估70%，電機節電率預估35%-45%，改造總功率22KW×5臺=110KW；電費單價(jià)0.7元/度，每天工作24小時(shí)，每月工作30天，每年工作12 個(gè)月，開(kāi)機率85%。理想節電率={1-(30/50)3}*100%=(1-0.216)*100%=78.4%

據我們估計保守節電率應該在45%左右。

2、效益評估：
每天節約電量=電機功率×電機使用效率×節電率×24 小時(shí)×開(kāi)機率=110KW×70%×40%×24H×85%=628.3度
每月節約電費=628.3×30×0.7=13194.7元
每年節約電費=13194.7×12=158336.4元
3、投資總成本：
投資總成本=電機功率×1.2 倍×單價(jià)=110KW×1.2×1000 元/KW=132000元
4、投資回收期：
投資回收期=投資成本÷月節省電費=132000元÷13194.7元=10月
五、設備選型及日常維護
選用普傳PI9000系列高性能電流矢量變頻器，根據壓鑄機主油泵電機的功率匹配同功率的即可。
變頻器內部核心器件均采用進(jìn)口元件，保證變頻器的質(zhì)量及在正常使用情況下的使用壽命。
1、變頻器散熱風(fēng)扇及柜體的散熱風(fēng)扇平均壽命為2 年，請注意日常清潔、防止積塵堵塞。
2、變頻器濾波電解電容正常使用情況下壽命為3—5 年，請注意到期聯(lián)系更換。
3、安裝地點(diǎn)要盡量遠離潮濕、粉塵，嚴禁有金屬粉塵。
六、改造后效果
高節電率：改造后，使定量泵變?yōu)楣澞苄妥兞勘?，壓鑄機液壓系統與整機運行所需功率基本匹配，無(wú)高壓節流、溢流能量損失，節電率可達20%～60%。

高效率：改造前功率因數一般為0.5～0.8，改造后可達0.96 以上，故能顯著(zhù)提高電網(wǎng)功率因數，降低無(wú)功電流，從而降低線(xiàn)路損耗。對供電設備而言，則起到了增容的作用。
高可靠性：保留壓鑄機原有控制方式及油路不變做備用，出現故障及時(shí)報警，具有過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)載、過(guò)熱、欠壓及對地短路等多種保護，還可有效地保護油泵電機。采用市電/節能運行控制方式，一旦故障時(shí)不影響生產(chǎn)。

延長(cháng)機械壽命、改善環(huán)境：軟起動(dòng)減輕開(kāi)機鎖模震動(dòng)，延長(cháng)設備和模具的使用壽命、減輕噪音。改善工作環(huán)境，系統發(fā)熱明顯減少，油溫穩定，冷卻用水量可節省30%以上。延長(cháng)密封組件的使用壽命，降低停機維修機會(huì )，節省大量維護費用。

七、結論
節電就是創(chuàng )造效益，整個(gè)用電系統節電改造后達到一次投資，長(cháng)期受益。這項節電改造在減少電費的同時(shí)，也為壓鑄機提供優(yōu)良的安全保護作用，將有利于保護電機、電子元件、開(kāi)關(guān)元件等設備的使用壽命，還可起到電機軟啟動(dòng)的作用，減少設備投資成本、維護成本，提高企業(yè)生產(chǎn)效率，增創(chuàng )企業(yè)效益。提升企業(yè)產(chǎn)品市場(chǎng)競爭力。