企業(yè)案例-變頻器用于壓鑄機(jī)的節(jié)能改造方案

1、變頻器用于壓鑄機(jī)的節(jié)能改造方案典型案例對于壓鑄制品行業(yè)來說，電耗是其生產(chǎn)成本構(gòu)成的主要部分，而壓鑄機(jī)是制品廠的主要能耗設(shè)備之一，人稱電老虎。因而降低壓鑄機(jī)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。一、壓鑄行業(yè)簡述目前絕大多數(shù)的壓鑄機(jī)都屬于液壓傳動壓鑄機(jī)，液壓傳動系統(tǒng)中的動力由電機(jī)帶動油泵提供。在壓鑄周期過程中的變化，壓鑄機(jī)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調(diào)節(jié)不同工序所須的不同流量和壓力。并且當(dāng)負(fù)荷變化比較大時(shí)，由于定量泵不可調(diào)節(jié)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、又造成油溫過高、電機(jī)噪音過大、以及機(jī)械壽命縮

2、短等現(xiàn)象。并且通常在設(shè)計(jì)電機(jī)的容量時(shí)比實(shí)際需要高出很多，存在“大馬拉小車”的現(xiàn)象，造成電能的大量浪費(fèi)。因此推廣變頻器在壓鑄機(jī)上的應(yīng)用，對于減少能源浪費(fèi)具有重要意義。二、壓鑄機(jī)液壓系統(tǒng)原理概述1.壓鑄機(jī)工作原理概述全液壓式壓鑄機(jī)是一種典型的周期性工作制設(shè)備，在一個(gè)完整的工作周期(工序過程)大致可分為鎖模，給湯，押射，抽芯，開模，頂針，冷卻，蓄壓等幾個(gè)階段，各個(gè)階段都是通過油泵馬達(dá)泵出液壓油到各個(gè)油缸推動傳動機(jī)構(gòu)完成一系列動作，各個(gè)階段需要不同的壓力和流量。對于液壓系統(tǒng)來說，每個(gè)階段對壓力、流量的要求各不一樣，而油泵馬達(dá)的功率是根據(jù)其運(yùn)行過程中最大負(fù)載配置的，而壓鑄機(jī)一個(gè)工作周期中只有高壓鎖模和押

3、射工作階段負(fù)載較大，其他工作階段一般較小，在冷卻過程的負(fù)載幾乎為零。對于油泵馬達(dá)而言，壓鑄機(jī)過程是出于變化的負(fù)載狀態(tài)，在定量泵的液壓系統(tǒng)中，油泵馬達(dá)以恒定的轉(zhuǎn)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調(diào)節(jié)的，通過調(diào)整壓力或流量比例閥的開度來控制壓力或流量大小。多余的液壓油通過溢流閥回流，此過程稱為高壓截流，由它造成的能量損失一般在50%左右。2.壓鑄機(jī)節(jié)能改造原理概述由壓鑄機(jī)工作原理得知，高壓截流是油泵馬達(dá)耗能的浪費(fèi)之處。我公司生產(chǎn)的壓鑄機(jī)專用電流矢量變頻器利用這一特點(diǎn)，根據(jù)壓鑄機(jī)生產(chǎn)工藝的需求，采用變頻器調(diào)節(jié)油泵馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，根據(jù)壓鑄機(jī)工作時(shí)所需的壓力或流量參數(shù)及壓

4、鑄機(jī)的動作反饋信號同步控制壓鑄機(jī)的比例流量閥、比例壓力閥實(shí)現(xiàn)壓力和流量的自動調(diào)節(jié)，其效果相當(dāng)于將定量泵改造成變量泵，使通過溢流閥的回流流量降到最低，油泵輸出與整機(jī)運(yùn)行所需壓力和流量相匹配，而且無高壓溢流能量損失。變頻器通過反饋信號跟蹤各個(gè)工作階段的壓力和流量變化，并自動調(diào)節(jié)油泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速。這樣，油泵電機(jī)的電耗將跟隨輸出負(fù)載的變化而變化，從而可最大限度的節(jié)電，即經(jīng)濟(jì)又實(shí)用。很多工廠通過改造，已取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。3.壓鑄機(jī)的電能消耗壓鑄機(jī)的電能消耗主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)部分：（1）液壓系統(tǒng)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間內(nèi)，一般多臺壓鑄機(jī)共用一臺冷卻水泵，

5、其中液壓油泵電機(jī)的用電量占整個(gè)壓鑄機(jī)用電量的80%以上，所以降低其耗電量是壓鑄機(jī)節(jié)能的關(guān)鍵。三、壓鑄工藝說明壓鑄機(jī)合模和脫模，開模系統(tǒng)所需油壓較低，且時(shí)間較短;而注射，保壓，冷卻系統(tǒng)所需油壓較高，且時(shí)間較長，一般為一個(gè)工作周期的40%60%。每個(gè)階段時(shí)間的長短與加工工件有關(guān);間歇期長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(dá)驅(qū)動，注射時(shí)的系統(tǒng)油壓會高一些。壓鑄機(jī)加工工件的重量，從數(shù)十克到數(shù)萬克不等。因此，壓鑄機(jī)就有中小型和大型之分，加工數(shù)十克的小工件和加工數(shù)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(jī)，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

6、也是需要改變的。四、節(jié)能效益預(yù)估1.評估依據(jù)電機(jī)使用效率預(yù)估70%，電機(jī)節(jié)電率預(yù)估35%-45%，改造總功率22KW×5臺=110KW;電費(fèi)單價(jià)元/度，每天工作24小時(shí)，每月工作30天，每年工作12 個(gè)月，開機(jī)率85%。理想節(jié)電率=1-(30/50)3*100%=(1-0.216)*100%=78.4%。據(jù)我們估計(jì)保守節(jié)電率應(yīng)該在45%左右。2.效益評估每天節(jié)約電量=電機(jī)功率×電機(jī)使用效率×節(jié)電率×24 小時(shí)×開機(jī)率度。每月節(jié)約電費(fèi)元。每年節(jié)約電費(fèi)元。3.投資總成本投資總成本=電機(jī)功率×1.2 倍×單價(jià)=110KW×

7、;1.2×1000 元/KW=132000元。4.投資回收期投資回收期=投資成本÷月節(jié)省電費(fèi)=132000元元=10月。五、設(shè)備選型及日常維護(hù)選用三菱系列高性能電流矢量變頻器，根據(jù)壓鑄機(jī)主油泵電機(jī)的功率匹配同功率的即可。變頻器內(nèi)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35 年，請注意到期聯(lián)系更換。3.安裝地點(diǎn)要盡量遠(yuǎn)離潮濕、粉塵，嚴(yán)禁有金屬粉塵。六、改造后效果1.高節(jié)電率改造后，使定量泵變?yōu)楣?jié)能型變量泵，壓鑄機(jī)液壓系統(tǒng)與

8、整機(jī)運(yùn)行所需功率基本匹配，無高壓節(jié)流、溢流能量損失，節(jié)電率可達(dá)20%60%。2.高效率改造前功率因數(shù)一般為，改造后可達(dá)0.96 以上，故能顯著提高電網(wǎng)功率因數(shù)，降低無功電流，從而降低線路損耗。對供電設(shè)備而言，則起到了增容的作用。3.高可靠性保留壓鑄機(jī)原有控制方式及油路不變做備用，出現(xiàn)故障及時(shí)報(bào)警，具有過壓、過流、過載、過熱、欠壓及對地短路等多種保護(hù)，還可有效地保護(hù)油泵電機(jī)。采用市電/節(jié)能運(yùn)行控制方式，一旦故障時(shí)不影響生產(chǎn)。4.延長機(jī)械壽命、改善環(huán)境軟起動減輕開機(jī)鎖模震動，延長設(shè)備和模具的使用壽命、減輕噪音。改善工作環(huán)境，系統(tǒng)發(fā)熱明顯減少，油溫穩(wěn)定，冷卻用水量可節(jié)省30%以上。延長密封組件的使用壽命，降低停機(jī)維修機(jī)會，節(jié)省大量維護(hù)費(fèi)用。七、結(jié)論節(jié)電就是創(chuàng)造效益，整個(gè)用電系統(tǒng)節(jié)電改造后達(dá)到一次投資，長期受益。這