注塑成型加工行業屬于生產密集型產業，注塑機作為其主力設備，是*的“耗能大戶”，加上塑料制品種類多樣性和機型配置單一性，因此電能利用率普遍較低。同時，隨著行業內競爭日趨激烈，成本戰導致企業的利潤空間進一步縮小，而電費占總成本的比例越來越高。基于這種現狀，合康變頻科技（武漢）有限公司（以下簡稱“合康變頻”）致力于電動機調速驅動技術的研發改進，其同步機驅動器憑借著優良的性能和質量成功地解決了傳統注塑機的液壓泵系統控制精度不高、液壓閥動作滯后等缺點，有效地提高了企業的節電效率并降低了設備的維護成本。
　　
　　合康變頻HID618注塑機伺服驅動器的主要優勢
　　
　　以下將以合康變頻HID618注塑機伺服驅動器為例，介紹其為注塑成型加工所帶來的優勢。
　　
　　1．節能降耗
　　
　　同步電動機驅動器的節能體現在兩個方面，一是電動機上的節能，交流永磁同步電動機轉子磁極采用永磁材料，基本無消耗，電動機功率因數高于0.95。而普通三相交流異步機會消耗較大的無功功率，功率因數低于0.85；二是工藝上的節能，由液壓公式P功率=P壓力×Q排量×N轉速／60，可知液壓功率跟壓力、液壓泵的排量和電動機的轉速是相關聯的；而功率的時間累積就是能耗，因此在壓力不變的情況下有效地改變電動機轉速或者液壓泵的排量就可以節省能耗。
　　
　　2．快速響應、縮短周期
　　
　　在電動機方面，結構與工作原理決定了電動機的響應速度。普通異步電動機加減速時間長，配合變頻器驅動時間一般>600ms；而永磁同步電動機加減速時間短，配合伺服驅動器的時間大約為20~50ms。
　　
　　在工藝方面，使用同樣排量的液壓泵，異步電動機不具備弱磁擴速，而同步伺服電動機具有可以弱磁擴速500r/min的能力。注塑機的動作快慢是由流量決定的，因此同步電動機液壓泵可以使注塑成型周期縮短。
　　
　　3．提高精度
　　
　　由同步電動機液壓泵系統檢測實際的液壓信息，液壓給定與液壓反饋信號進行運算后獲得輸出轉速指令。這種控制方法可以使實際的液壓值跟隨液壓指令變化。通過調試，可以使得液壓控制精度在1%以內。而傳統定量泵系統采用液壓開環控制方式，實際的液壓不能進行的控制。
　　
　　4．降低油溫
　　
　　定量泵系統為恒速供油，會導致高壓溢流、油溫高；而伺服泵系統為變速供油，無高壓溢流、油溫低。油溫低則黏度下降慢、壓力特性好，因此調機方便；同時，油封老化周期延長，節省了維修費；再者，油泄漏量少，工作環境干凈；此外，可減少注塑機的冷卻水量，節省水塔投資費用，且車間工作環境的溫度降低，也節省了車間降溫費用。
　　
　　合康變頻HID618同步伺服驅動器改造應用案例
　　
　　在某鍵盤生產廠，采用合康變頻HID618-T4-22G對其注塑機進行了驅動器改造。該注塑機的電動機功率為17.8kW，轉矩為100Nm，額定轉速為1700r/min。
　　
　　1.進行伺服液壓泵改造的必要性
　　
　　該工廠主要生產電腦鍵盤等產品，其原有注塑機采用傳統的三相異步電動機+變量泵的液壓系統，由于系統的高壓溢流和油溫高等原因，導致設備油封老化快，設備需要頻繁的維護保養，運行成本高且生產效率低。為了提高生產效率和降低運行成本，該廠決定對其注塑機進行同步電動機的液壓泵改造。
　　
　　2.伺服系統改造的方案設計
　　
　　（1）改造前的匹配性檢查。在改造過程中，合康變頻專門對其伺服液壓泵和同步電動機進行了匹配檢查，發現伺服液壓泵并未根據原有注塑機的噸位和流量進行選擇。噸位和流量之間有大致的對應關系，因此要給注塑機做選型配置時，一定要知道注塑機的流量和系統壓力。其次是要根據選用的伺服液壓泵選擇相匹配的同步電動機。再就是根據同步電動機的主要參數進行伺服驅動器的選擇。
　　
　　針對改造前注塑機同步電動機存在的問題，合康變頻專門設計了注塑機伺服節能控制解決方案，采用合康變頻HID618系列注塑機伺服驅動器。該驅動器采用永磁同步電動機的閉環矢量控制算法，集成了注塑機控制卡，用于伺服液電混合注塑機中的伺服電動機控制。對給定的流量、壓力指令和壓力反饋信號，可快速、準確地控制電動機轉速，為注塑機系統提供所需要的壓力和流量，*實現按需供油，極大地減少了傳統液壓旁路的溢流損失，滿足了塑料成型快速、和節能的要求。
　　
　　（2）合理的接線方法
　　
　　合康變頻將原有動力系統的星三角啟動線路拆除，取原電源至同步驅動器HID618的電源進線端，同步驅動器的出線端接同步電動機。
　　
　　在用同步機改造注塑機系統時，由于更換了液壓泵，原液壓泵所帶的壓力比例閥和流量比例閥不再使用。在比例閥和流量閥輸出0~1A電流信號的情況下，串聯一個50Ω、100W的電阻，經合康變頻LKZ-F015-V01電流電壓轉換板轉換為0~10號，然后接入變頻器模擬量輸入端子。此外，還需將同步電動機的編碼器信號接到注塑卡的脈沖信號通道，將液壓泵的壓力傳感器信號接入同步電動機的模擬量通道。
　　
　　改造后，在使用過程中還有一些注意事項：同步電動機系統響應非常快，要求PID調節異常靈敏，現場可將模擬量通道的模擬濾波時間設置成0.01s或0，PID輸出緩沖時間也可以設置為0；對系統PID給定壓力值和反饋壓力值精度要求較高，一旦這兩個值有干擾，會直接影響PID調節效果。可以在這兩個模擬量的輸入端采取并聯電容的方式減小輸入信號的波動；比例閥和流量閥輸出并傳回串入的電阻，如果散熱性能不佳將會導致輸入的模擬量波動；系統響應快，因此加減速時間可以設置為F0.11=0.020s，F0.12=0.020s，系統才可以正常工作；旋轉變壓器信號線接入到擴展板旋變輸入端子。在正常情況下，旋轉變壓器激勵信號源R1-R2導通，正弦信號源S1-S3間導通，余弦信號源S2–S4間導通，且S1-S3間的電阻值與S2–S4間電阻值大小相等。
　　
　　3.改造同步電動機控制后的效果
　　
　　該鍵盤生產廠對其注塑機進行同步電動機改造后，取得了一系列積極的效果：
　　
　　（1）*消除了高壓節流，比原異步電動機+變量泵系統節電40%；
　　
　　（2）響應迅捷，從0~100%的升、降速時間≤0.02s，變為0~100%的壓力變化zui快可達20ms，提高了生產效率；
　　
　　（3）控制，重復精度誤差達到了0.1%，制品精密且抗過載能力強，伺服的力矩過載倍數≥300%；
　　
　　（4）狀態轉換靈活，速度、轉矩控制能靈活切換，平滑減輕了開/鎖沖擊，延長了液壓泵、機械和模具的使用壽命，并降低了噪聲，改善了工作環境。