摘要：本文介绍了在国内注塑机开发设计中应用比较多的几种节能控制技术以及它们的简要工作原理，阐述了相关节能控制技术的优点和缺点及其应用和发展前景。

关键词：注塑机，节能系统，应用与发展

在塑料加工行业，电能消耗是塑料加工厂商生产成本的主要组成部分，而注塑机是其主要能耗设备之一，因此降低注塑机的能耗成为注塑行业降低成本、提高产品竞争力的有效途径之一。注塑机制造厂家为了满足市场这种不断变化的需求，积极地朝着开发节能环保注塑机的方向发展，注塑机节能控制技术受到广泛的重视，围绕节能控制技术的创新活动也有了较快发展。

注塑机节能系统按照其发展的时间序列基本经历了这样的几个阶段，即PQ阀与一个定量泵或者多泵数字组合的节能系统、变量泵系统、变频调速系统及全电动系统，并在不断的发展与完善之中。

一、目前国内注塑机主要应用的节能控制技术

1．PQ阀比例控制系统

国产注塑机过去十几年广泛采用的、目前仍有相当一部分制造厂家使用的定量泵+比例流量/压力复合阀(PQ阀)的控制方式。

注塑机工作时，由电器系统向PQ阀输出模拟控制信号，通过PQ阀的调整实现对系统压力、流量的连续按比例控制。PQ阀系统由于满足了注塑机对开合模速度、注射速度、螺杆转速、注射压力、保压压力、螺杆扭矩、顶出力等动作对压力与速度的控制要求，从而大大地改善了传统注塑机（普通定量泵+节流阀+溢流阀系统）只有几级速度与压力控制的状况，而且在节能方面前进了一大步，因而在注塑机液压系统中得到十分广泛的应用。这种控制方式自80年代引入国产注塑机液压控制系统后，一直沿用至今，尽管期间也有许多的改进和完善，但其主体控制方法没有大的变化。

普通的定量泵与PQ比例阀的控制系统虽然满足了注塑成型各工序对速度与压力的要求，保证了注塑成形工艺的稳定性和重复性，但在液压系统实际工作时，存在着较多的节流损失与溢流损失，尤其对于一些要求保压压力比较高，保压时间长的制品的成型过程，普通PQ系统的功率损失相当大。

2．变量泵系统

下面以比例负载敏感控制型油泵为例的比例变量泵系统为例，这一系统改变了已被广泛使用的由定量泵与PQ阀组成的比例控制系统，实现了系统要求的流量由阀控向泵控的转变，其核心的控制元件采用了兼具比例压力、比例流量、负载压力反馈等多种复合控制功能的负载敏感控制型比例变量柱塞泵。整个比例变量泵由斜盘式变量柱塞泵、比例先导溢流阀、比例先导节流阀、压力反馈阀、流量反馈阀、手动压力调整机构、手动流量调整机构等部分组成。系统工作时，通过改变I1、I2两个模拟压力和流量的比例信号，对变量泵的排量参数(斜盘倾角)进行控制和调整，从而实现向系统提供驱动负载所需要的压力和流量。

比例变量泵系统的工作原理如下：当系统处于流量控制状态时，此时在比例变量泵上的比例先导溢流阀输入有一个电信号I1，由负载决定的系统工作压力在比例溢流阀设定的压力范围内变化时，比例先导溢流阀处于关闭状态，油泵的出口压力与负载保持一定的压差，在比例溢流阀设定的压力范围内适应负载的变化，系统处于流量调节状态。比例先导节流阀随给定的电信号I2的不同，保持相应的开口，在进出口压差确定的情况下，其输出流量只与I2有关(在液压油温保持稳定的情况下)，不受负载变化或油泵马达转速波动的影响。对于特定的控制信号I2，若比例先导节流阀进出口压差不变，表示油泵输出的流量与输入信号相对应。而当负载压力变化时，可以分两种情况讨论：第一情况是比例先导节流阀口两端压差减小，说明油泵的输出流量低于输入电信号的对应值，这时系统压力会通过压力、流量反馈阀反馈给变量机构，变量柱塞泵斜盘倾角随之变大，油泵输出排量自动增加；第二是比例先导节流阀口两端压差增大，说明油泵的输出流量高于输入电信号的对应值，这时系统压力同样会反馈给变量机构，变量柱塞泵斜盘倾角随之变小，油泵输出排量自动减少。

当系统进入压力控制状态时，给比例先导节流阀输入一个电信号，保证油泵有一定的流量输出。此时，通过改变比例先导溢流阀的控制信号I1，就可得到与之成比例的油泵输出压力。在这种状态下，变量柱塞泵的斜盘倾角很小，油泵输出的流量很小，只保证形成保压压力的需要。

3．变频调速系统

传统注塑机采用定量泵供油，在额定的转速下供油量不变，而注塑过程的各个动作对速度和压力的要求不一样，通过比例阀采用溢流调节的方式将多余的油旁路回油箱，在整个过程中，马达的的转速是不变的，故供油量也是固定的，而执行的动作是间隙性的，也并不是满负载的，因此定量供油就有很大的浪费空间，据实测至少有50%左右，变频节能调速系统就是针对这一浪费空间。根据注塑机发出的各个动作信号，适时适量调整各个动作所需的马达转速（即流量调节），让泵出的油量刚好能满足动作的需要，而在非动作状态时让马达停止下来，这样节能空间进一步增大了。