专利名称：注塑机节能器的制作方法
技术领域：
本申请涉及一种注塑机节能设备，尤其涉及一种由电机驱动定量泵的注塑机的节能设备。
二.
背景技术：
我国现有注塑机大多数是采用电机驱动定量泵，定量泵打出恒定流量的液压油。而注塑机生产工艺过程所需的油量是不断变化的，打出的液压油只有其中一部分液压油提供油缸各个动作，而占83％-36％的液压油由溢流阀流回油箱，造成能源的极大浪费。
为了减少液压油溢流回油箱的流量，达到节约能源的目的，现已有一些设备采用了各种不同的方法和手段。譬如采用变量泵调节输出液压油的流量来达到节能的目的。但这种方法效率比较低，还会产生较大的噪声。
三.
发明内容
在长期的生产实践中发现，注塑机主油路所需的流量和压力是通过压力比例阀和流量比例阀控制的。电机以恒定转速驱动定量泵，定量泵输出恒定流量的液压油，其中一部分液压油通过压力比例阀和流量比例阀控制流入主油路系统驱动各油缸动作；而另外一部分液压油通过溢流阀流回油箱。如果能根据压力比例阀和流量比例阀的控制信号去调节电机转速，减少溢流量，就能达到节能的目的。
本发明的目的在于，尽可能地减少能源浪费，在产生少的噪声情况下获得较高的效率，把生产成本降低。
本发明是通过如下技术方案实现的本装置是一种注塑机节能器，是以无级调速电动机带动定量泵为调节对象，其特征在于所述节能器包括信号采样和处理电路，变频调速装置，操作和显示部分以及外部接线端子；所述外部接线端子包括用于与一外部三相电源R、S、T相连的三相电源输入端子，用于输出电机控制电源U、V、W并与所述无级调速电动机相连接的三相电源输出端子，流量信号端子，和压力信号端子；所述信号采样和处理电路包括压力信号采样和处理电路以及流量信号采样和处理电路，两部分电路是相对称的，并且都是由并联在信号端子上的电阻构成的信号采样电路，电阻和电容并联构成的滤波电路，多级运算放大器和多个电阻构成的放大电路，一个运算放大器、两个二极管和电阻共同构成的跟随电路依次串接而成的，上述两部分电路在其各自的跟随电路的输出端相叠加；所述叠加的跟随电路的输出端与所述变频装置的模拟控制端相连接，从而控制变频装置所输出到三相电源输出端子的电机控制电源的频率。
该节能器具有如下优点节电效果显著，可节约电能达28％-50％；具有调速范围宽，调速平滑性好，速度稳定性好等特点；对现有的注塑机改造方便，不需改动原有的注塑机系统。
四.
附图1为根据本发明的注塑机节能器的控制面板图；附图2为根据本发明的注塑机节能器的外部端子接线图；附图3是根据本发明的注塑机中的信号采样和处理电路的电路图。
五.具体实施方式
本申请的注塑机节能器包括信号采样和处理电路，变频调速装置，另外还包括控制面板和外部接线端子等主要部分。
所述控制面板位于节能器的机壳上，是节能器操作和显示部分，如图1所示，所述控制面板包括用于显示本装置的工作状态的运行信号灯，用于启动和停止所述节能器的按钮，和节能和工频方式的切换开关，所述节能方式指节能器投入使用，注塑机处于节能运行状态。所述工频方式为节能器未投入工作，注塑机处于未节能运行状态。当节能器故障时，用户只须将开关切换至工频方式即可正常生产。
附图2是所述外部端子的接线图，本申请的注塑机节能器具有三相电源输入端子，用于与一外部三相电源R、S、T相连；和三相电源输出端子，用于输出电机控制电源U、V、W，并通过电缆与注塑机油泵电动机相连接(未示出)；流量信号端子用于接受来自注塑机控制液压主油路中流量比例阀的对应于一定流量值的模拟量信号；压力信号端子用于接受来自注塑机控制液压主油路中压力比例阀的对应于一定压力值的模拟量信号。由于该节能器的采样信号来自控制主油路中的流量和压力比例阀，因此能够准确反映注塑机各个动作所需要的流量和压力。
由于在流量或压力信号端子引入的采样信号比较微弱，还包含有干扰信号，因此不能直接作为控制信号。为解决该问题本申请的节能器设置了信号采样和处理电路，用于将采样信号滤波放大耦合处理，以便最终转换成0-10V的控制信号。附图3所示的便是节能器的所述信号采样和处理电路部分，其包括压力信号采样和处理电路，以及流量信号采样和处理电路，两部分电路是相对称的。现以流量采样和处理电路为例，来描述上述电路的结构和连接关系，所述流量信号采样和处理电路包括由电阻R1组成的信号采样电路，所述电阻R1两端分别与两流量信号端子相连，电阻R2和电容C1并联，电阻R3和电容C2并联，将电阻R2和R3串联后再与电阻并联，电阻R2、R3和电容C1、C2组成滤波电路，电阻R1的一端接到运算放大器OP1的“+”输入端，电阻R1的另一端接到另一运算放大器OP2的“+”输入端。运算放大器OP1的“-”输入端通过一可调电阻R5与运算放大器OP2的“-”输入端相连，运算放大器OP1的输出端和“-”输入端之间跨接一电阻R4，运算放大器OP1的输出端通过电阻R7接到运算放大器OP3的“-”输入端，运算放大器OP2的输出端通过电阻R8接到运算放大器OP3的“+”输入端，运算放大器OP2的输出端和“-”输入端之间跨接一电阻R6，另外运算放大器OP3的“+”输入端通过电阻R9与接地点GND相连，运算放大器OP3的输出端和“-”输入端之间跨接一电阻R10，运算放大器OP4的输出端通过电阻R11接到运算放大器OP4的“+”输入端，运算放大器OP4的输出端通过与二极管D1的负端相连，运算放大器OP4的“-”输入端与二极管D2的负端相连，二极管D2的正端与二极管D1的负端相连，运算放大器OP4的“-”输入端和二极管D1的正端之间跨接一电阻R12，二极管D1的正端连接到图3所示的“控制信号”处。上述运算放大器OP1、OP2、OP3，电阻R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10共同组成的放大电路，并且通过改变可调电阻R5的值可以调整电路增益输出，以从整体上调整“控制信号”处的输出信号的范围。上述运算放大器OP4，电阻R11、R12和二极管D1、D2共同构成跟随电路。上述采样电路、放大电路、跟随电路是依次串接在一起的，最终在控制信号端点处相叠加。
附图3所示的信号采样电路和信号处理电路中所标明“控制信号”端与所述变频调速装置(未示出)的模拟控制端相连接，从而控制变频装置所输出的电机控制电源的频率，所述变频调速装置可以是所属技术领域中公知的任何一种形式，因此不必详细描述了。变频装置所输出的频率根据生产状况被设定成10-50HZ，通常在15-40HZ间，以防止出现变频器输出频率过低而出现电机停机等异常现象，保证电机正常运转。可通过调节附图3中可调电阻(R5、R17)改变输出频率。
所述节能器是通过上述各组成部分这样地实现其节能功能的来自信号端子的注塑机流量、压力的信号经信号采样电路，再经过滤波、放大、叠加后与变频调速装置模拟控制端相连接，通过控制变频调速装置输出的相应频率从而控制电机转速，通过适时调整电机转速达到良好的节能效果。
以下是经测试的节能器投入前后的节能效果对比数据
该节能器适用于注塑机的电机驱动定量泵的方式，包括单电机驱动单泵，或单电机驱动双泵或多泵；包括双电机驱动多泵，或多电机驱动多泵。
权利要求1.一种注塑机节能器，是以无级调速电动机带动定量泵为调节对象，其特征在于所述节能器包括信号采样和处理电路，变频调速装置，操作和显示部分以及外部接线端子；所述外部接线端子包括用于与一外部三相电源R、S、T相连的三相电源输入端子，用于输出电机控制电源U、V、W并与所述无级调速电动机相连接的三相电源输出端子，流量信号端子，和压力信号端子；所述信号采样和处理电路包括压力信号采样和处理电路以及流量信号采样和处理电路，两部分电路是相对称的，并且都是由并联在信号端子上的电阻(R1；R13)构成的信号采样电路，电阻(R2，R3；R14，R15)和电容(C1，C2；C3，C4)并联构成的滤波电路，多级运算放大器(OP1-3；OP5-7)和多个电阻(R4-R11；R16-23)构成的放大电路，一个运算放大器(OP4；OP8)、两个二极管(D1-2；D3-4)和电阻(R12；R24)共同构成的跟随电路依次串接而成的，上述两部分电路在其各自的跟随电路的输出端相叠加；所述叠加的跟随电路的输出端与所述变频装置的模拟控制端相连接，从而控制变频装置所输出到三相电源输出端子的电机控制电源的频率。所述叠加的跟随电路的输出端与所述变频装置的模拟控制端相连接，从而控制变频装置所输出到三相电源输出端子的电机控制电源的频率。
2.如权利要求1所述的注塑机节能器，其特征在于，所述操作和显示部分为控制面板，该控制面板包括用于显示所述节能器的工作状态的运行信号灯，用于启动和停止所述节能器的按钮，和节能和工频方式的切换开关。
专利摘要注塑机节能器是一种控制电机转速的节能设备。它是通过采样控制液压主回路的流量和压力信号，经过处理转换成0－10V的电压信号，控制变频器的输出频率f，进而控制电机的转速，达到节能的目的。
文档编号B29C45/76GK2560486SQ0225163
公开日2003年7月16日 申请日期2002年8月10日 优先权日2001年12月7日
发明者胡文雷 申请人:厦门邦泰电子科技有限公司