[发明专利]射出机变频变量节能改进方法

说明书

技术领域

本发明关于一种射出机变频变量节能改进方法，主要指一种可提升变频变量节能的稳定性之方法。

背景技术

习知射出机主要由液压系统提供锁模、射出机构之动力，就射出机之液压系统而言，主要具电机、液压油泵、各式控制阀、液压管路、油箱等组件，并习知射出机之电机、液压油泵具有许多不同组成方式，如第一种为利用一般电机与单段吐出之定量泵组合系统，并该电机为定速(高速)运转，并定量泵固定于最大开口，并具固定吐出量，因而该系统可维持在固定高流量动作，但射出机于低压力、低流量之工作阶段时必须将多余液压动能释放，因而对能源浪费最明显。

第二种为一般电机与多油泵组合之多极变量系统，并该电机为定速(高速)运转，并油泵具有多个定量吐出口，因而可具多个不同吐出量，并可因应射出机不同工作阶段需求之流量、压力令适当吐出口动作，然而该系统虽然可较第一种方式节能，但因仅能吐出设定之阶段流量，因而仍有很大节能空间。

第三种为普通电机与变量泵组合系统，并该变量泵可无段吐出不同油量，其节能效果较第二种方式佳，但该电机仍维持定(高速)运转，不能配合吐出量调整，因而造成系统流量低时电机能源损耗及稳定性仍不理想缺失。

第四种为伺服电机与定量泵系统，并该伺服电机之转速可随便调整，然而定量泵永远在最大开口，其吐出量固定为最大吐出量，造成伺服电机低速运转时具不稳定及节能效果不佳情形。

第五种为发明人设计之台湾发明259138号、美国发明第7281918号、大陆专利第ZL 200410097712.6号伺服变频器控制电机与油泵系统，其中伺服变频器可控制电机转速，并可配合射出机不同之工作阶段调整电机转速及油泵吐出量以具节能功效，又该变频器可于电机之安全电流值范围内令电机转速提升以增加流量，并可具增速功效，又发明人更改进该油泵为变量泵，并电机由变频器控制组合系统，使得伺服变频器可控制电机转速，并变量泵可改变吐出量以具更佳控制节能功效，且可适于生产薄壁及精密射出成型产品。

因而前述第五种系统为较一至四种更佳设计，且对射出机成型动作而言，因不同工作阶段需求之流量、压力皆不同，又其在高压时所需的流量极低，在冷却时甚至不须要流量，故电机、油泵可与射出机之不同工作阶段调整射出机液压系统之压力、流量以达到节能与精密成型最佳效果，且可依需求增速以增进成型效率。

如第七图所示为习知射出机之控制器控制变频器、变量泵示意图，并射出机之控制器6’下达指令令变频器2’、变量泵4’动作，并可配合射出机之工作阶段于t₁时间令变频器2’输出设定频率调整电机3’转速，并同时于t₁时间令变量泵4’内可由电磁作动之比例阀41’输出改变发生的调整具设定吐出口径，并调整液压系统之流量、压力，又该变量泵4’未输出改变发生的时无论电机3’之转速多快，其本身吐出量非常低，一般仅供其本身润滑，并变量泵4’输出改变发生的时可由变量泵4’之比例阀41’作动以调整其设定吐出量。

然而发明人于实际操作射出机变频节能动作发现该电机与变量泵之作动不能精确配合，因而仍会造成液压系统之压力、流量改变时该液压系统会产生脉动不稳定，特别是电机由停止转动至某一转速因静摩擦系数较大或转速在极短时间内由慢至快有较大改变时更为明显，例如当射出机于冷却条件下其压力、流量可以为0，而下一个动作是油压马达搅料，其流量可能需要提升60%，此时变频器2’由0HZ需上升至30HZ，而在变频器对电机作开回路控制时，相对于电机，变频器2’本身由0HZ到30HZ几乎没有任何时间的延迟即可达到所需的要求，但是电机3’由0RPM要达到600RPM时，因为电机3’机械惯量储能、电感储能之惯性问题会有一定的时间延迟，其延迟时间一般情况下约在0.1-0.2秒左右，此造成达到稳态动作的延迟，该非稳态过程易于产生瞬间的不稳定性而不利于系统。即使对于变频器与电机的闭回路控制，也将因电机惯性造成达到稳态动作的延迟。

又当射出机在关模完时，其流量可以为0，而下一个动作是射出，其流量可能需要50%，此时变频器2’由0HZ需上升25HZ，在变频器对电机作开回路控制时，相对于电机，变频器2’本身由0HZ到25HZ几乎没有任何时间的延迟即可达到所需的要求，但是电机3’由0RPM要达到500RPM时，因为电机惯性之时间延迟，一般情况下约在0.1-0.15秒左右，此时会产生稳态动作的延迟，甚至造成射出动作时约瞬间不稳定性进而影响产品质量，且对薄形精密射出产品更具关键影响。即使对于变频器与电机的闭回路控制，也将因电机惯性造成达到稳态动作的延迟。