东莞市益格机电有限公司
一、前言
压力铸造简称压铸,是将熔融合金在高压、高速条件下充型并在高压下冷却凝固成形的一种精密铸造方法,广泛应用于汽车、电子信息、玩具等制造行业,是发展较快的一种少或无切削制造金属制品的方法。高压和高速是压铸区别于其他方法的重要特征据不完全统计,2009年全国压铸件产量达到了 148万吨,并以每年约10%的速度递增。
压铸机是压铸生产的主要设备之一,压铸工艺过程一般包含有开模、合模、压射、锤头跟踪、回锤,顶出和顶回等几个阶段,各个阶段所需要的速度、压力差别很大。传统压铸机均采用液压驱动,异步电机带动液压泵提供压力油。由于不变的油源不能适应压铸机执行机构这种周期性变负荷设备的速度和压力需要,需采用各种液压阀(方向阀、流量阀、压力阀)来进行控制。这就不可避免地带来大量的节流损失和溢流损失,尤其在保压和待机时,几乎全部输入能量均转化为油温升高。另外由于节流损耗和溢流损耗将造成的液压油温升高,还需要大量冷却水降温散热,从而进一歩增加了能耗。据估计,包括压铸机在内的阀控液压成形装备驱动系统的能量利用率不到40%。
二、国内节能压铸机现状
目前国内节能型压铸机主要分为两种类型：
1、 变频节能
变频器经过反应信号跟踪各个工艺期间压力和流量的改变,并主动调节油泵电机的转速,这样,油泵电机的电耗将随输出负载的改变而改变,然后可最大限度的节电。
其缺点是：对压铸机改造需要再投入成本；
由于油泵马达高速低速频繁变化，油泵吸排油忽高忽低，油泵内极易产生气蚀，致使油泵远远低于其正常寿命；
响应速度变慢，效率降低；
变频设备具有电磁污染。
这种压铸机节能技术已经在压铸机行业逐步淘汰。
2、 伺服直驱泵控节能
伺服压铸机就是利用伺服驱动器+伺服电机+定量泵作为动力源系统替代传统的异步电动机+定量泵的动力源系统。具体到压铸机，电液伺服系统实现被控制油泵的输出流量和压力快速、准确地跟随上位机给定信号的变化，从而满足了压铸机节能、高效对压力、速度、时间的精准要求。
其缺点是：第一,液压泵的转速过低,自吸能力下降,容易造成吸油不充分而形成气蚀,引起噪声和流量脉动,影响速度的稳定性;
第二, 通过改变电机转速来改变液压系统的流量，由于一般的电机特别是异步电机的转动惯量大于液压泵的转动惯量以及变频器的过载能力有限(过载50%只允许1min)影响了加速性能。减速也不能过快,否则,再生能量会引起逆变器直流电压过高,保护功能动作.因此一般变转速容积控制系统比传统容积控制系统的响应要慢；
第三,系统在慢时变特性时,如液压系统中的油液温度、油液黏性和泄漏量的大小等都会随着时间呈非线性变化,从而影响系统的输出特性和调速精度。
三、益格电机直驱泵控液压节能系统
益格电机直驱泵控液压节能系统是基于创新的压铸机油路结构，在满足高压、大流量的同时，大幅降低压铸机耗电量，同时又提高了压铸机的开锁速度，节能同时高效的设计理念。
益格电机直驱泵控液压节能系统，设计为三回路液压控制回路，即在原双回路液压控制原理上，增加一个低压储能回路，来满足压铸机最大流量的需求。同时，配置小型电机、油泵以满足压铸机高压小流量时的工艺要求。实现直接节约电能，同时缩短工艺周期。
以200吨压铸机为例，国产压铸机达到最大压力流量需要驱动功率为18.5Kw电动机才能实现压铸机的工艺要求。采用益格电机直驱泵控液压节能系统，其电机驱动只需7.5Kw即可满足所有压力流量需求。
益格电机直驱泵控液压节能系统，同时改进了开锁模油路，使开锁模速度更快；增加了慢速压射可控系统，利用低压储能系统进行比例流量控制慢压射速度，达到0.03-0.5m/s.相比同吨位压铸机，效率可提高5-10%。
益格电机直驱泵控液压节能系统，低压储能系统能够有效地降低液压系统溢流损耗，将压铸机工作循环中多余压力能储备，实现多工段低压大流量补充工艺要求。#p#分页标题#e#
四、总结
压铸机是一种典型的周期性变负荷设备，一个完整的生产周期包括合模、射料、保压、冷却、开模、顶出、取件和喷雾等环节。设备运行时，每个产品的生产周期中各环节的速度和压力，是由油路中的比例节流阀和溢流阀控制。当油泵提供的压力和流量超过机器生产所需时，多余的部分将通过溢流阀回流到储油箱中。设备在实际运行时，每个产品周期中的各环节需要的压力是不同的，但油泵提供的压力却是溢流阀设定的最高压力。只有系统完全不需要压力时才会有卸荷，电机处于轻载运行。此进电动机依然消耗较大的电能。
变频节能、伺服节能是利用压铸机工作循环中冷却、取件和喷雾等阶段电机油泵低转或停止来实现电节能。
益格电机直驱泵控液压节能系统，采用三回路设计，利用压铸机工作循环中冷却、取件和喷雾等阶段，将油泵溢流油压储备到低压储能器，进行多工段低压大流量补充工艺要求，充分利用了能源，使用小电机油泵来完成压铸机工艺要求，实现直接用电节能，同时小电机油泵恒定转速有利于压铸机油压稳定和油泵寿命的提高。
