中心議題：

• 伺服電機如何節能
• 變量泵如何變量

解決方案：

• 安裝保溫綿的保溫罩
• 廣泛使用微處理器

節能的本質:注塑機要產生如鎖模及注塑等動作，亦要產生

圖1異步電機及風扇


圖2鼠籠（顯示銅枝及三片矽鋼片）


圖3轉子及定子的矽鋼片及轉子

異步電機將電能轉換為動能。在轉換過程中，由於線圈的電阻、渦流在矽鐵片中的產生及軸承的摩擦，輸出的“有用”動能隻是輸入電能的9成左右（在滿載時），其他便轉換為熱能。故電機都會自帶風扇

，將熱能帶走，以免電機過度升溫。異步電機都能短暫過載達兩倍。

過載時

，電流增加，故發熱也增加。在沒有過載保護之下
，線圈會燒毀。油泵:油泵將旋轉的動能轉換為液能（壓力及流量）。油泵內的摩擦力會降低輸出壓力。油泵的內漏會降低輸出流量。故輸出的（有用）液能是比輸入的旋轉動能低，而無用的熱能便跑到壓力油去
，使其升溫，是注塑機為何要安裝壓力油冷卻器的原因之一。

油馬達、油缸：youmadajiyougangfenbiejiangyenengzhuanhuixuanzhuandongnengjixianxingdongneng，laiqudongruluogandesuhuajizhushedongzuo。ruyoubengyiyang，zhuanhuanguochengzhongchanshenglereliang


，tigaoleyouwen。youguan:壓ya力li油you在zai油you管guan內nei流liu動dong，在zai管guan接jie頭tou處chu轉zhuan彎wan，都dou會hui與yu管guan壁bi及ji自zi相xiang摩mo擦ca而er降jiang低di了le壓ya力li，產chan生sheng了le熱re能neng。廉lian價jia的de注zhu塑su機ji都dou會hui用yong小xiao的de管guan徑jing來lai降jiang低di成cheng本ben，但dan必bi然ran便bian提ti高gao了le油you在zai管guan內nei的de流liu速su
，摩mo擦ca的de損sun失shi增zeng加jia
，油you溫wen便bian升sheng得de更geng高gao，便bian浪lang費fei更geng多duo的de能neng量liang。

定量泵為何耗能
？

用恒定轉速的異步電機來帶動定量泵，油泵是輸出恒定的流量的
，但注塑周期中的各個動作，如開合模
、頂出、塑化、注zhu射she及ji保bao壓ya

，甚shen至zhi待dai機ji狀zhuang態tai對dui流liu量liang的de要yao求qiu都dou不bu同tong。動dong作zuo用yong不bu著zhe的de流liu量liang便bian在zai當dang時shi的de設she定ding壓ya力li下xia流liu回hui油you箱xiang。所suo需xu動dong作zuo越yue慢man，流liu回hui油you箱xiang的de量liang越yue多duo，浪lang費fei的de能neng量liang便bian越yue多duo。同tong樣yang，設she定ding的de壓ya力li越yue大da，流liu回hui油you箱xiang的de浪lang費fei便bian越yue大da。浪lang費fei了le的de能neng量liang都dou變bian為wei熱re能neng
，將jiang油you溫wen提ti高gao。在zai注zhu塑su周zhou期qi中zhong，保bao壓ya所suo需xu的de油you量liang很hen低di
，因yin螺luo杆gan前qian行xing的de速su度du隻zhi需xu要yao足zu夠gou填tian補bu成cheng品pin冷leng卻que時shi的de收shou縮suo量liang，估gu計ji不bu會hui超chao過guo油you泵beng流liu量liang的de5%，那油泵95%以(yi)上(shang)的(de)流(liu)量(liang)便(bian)在(zai)保(bao)壓(ya)壓(ya)力(li)下(xia)流(liu)回(hui)油(you)箱(xiang)。成(cheng)品(pin)壁(bi)厚(hou)越(yue)大(da)，保(bao)壓(ya)時(shi)間(jian)便(bian)越(yue)長(chang)，浪(lang)費(fei)的(de)能(neng)量(liang)便(bian)越(yue)多(duo)。從(cong)另(ling)一(yi)角(jiao)度(du)看(kan)，可(ke)以(yi)節(jie)能(neng)的(de)幅(fu)度(du)便(bian)越(yue)大(da)
，或(huo)節(jie)能(neng)的(de)額(e)外(wai)投(tou)資(zi)的(de)回(hui)本(ben)期(qi)越(yue)短(duan)。一(yi)般(ban)來(lai)講(jiang)，當(dang)動(dong)作(zuo)的(de)速(su)度(du)離(li)全(quan)速(su)越(yue)遠(yuan)
、動作的時間越長、壓力越大
，潛在節能的幅度便越大。

變量泵如何變量？

congyishangdezhi，jienengdeyaochizaiyunenggougaibianliuliang。bianliangbengnengtigongconglingdaozuidadeliuliang，erqieshizaiyibudianjihengsuzhuandongxianengtigongde。zuichangyongdebianliangbengcaiyongxiepanzhouxiangzhusaisheji。dangxiepandejiaodushiling（最大），柱塞的排量便是零（最大）。按流量的需要將斜盤的角度改變
，從而達到流量的調節。變頻器如何變量？變頻器改變交流電的頻率，將市電的50Hz變為5~50Hz，使異步電機的轉速在10%~100%中改變。配上定量泵後，油流量便在10%~100%中zhong改gai變bian。由you於yu變bian頻pin器qi是shi一yi台tai強qiang電dian流liu電dian子zi設she備bei，它ta本ben身shen亦yi消xiao耗hao電dian能neng
，故gu節jie能neng效xiao果guo較jiao變bian量liang泵beng遜xun色se。異yi步bu電dian機ji的de設she計ji是shi為wei了le恒heng速su使shi用yong的de，便bian沒mei有you考kao慮lv轉zhuan子zi慣guan性xing的de優you化hua。

轉子每次加速減速如需要0.1秒

，一個周期內不下20次的變速便需要2秒(miao)。一(yi)般(ban)用(yong)家(jia)都(dou)會(hui)發(fa)覺(jiao)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)使(shi)用(yong)拖(tuo)慢(man)了(le)生(sheng)產(chan)率(lv)，再(zai)降(jiang)低(di)它(ta)的(de)吸(xi)引(yin)性(xing)。定(ding)量(liang)泵(beng)多(duo)數(shu)是(shi)葉(ye)片(pian)泵(beng)。葉(ye)片(pian)泵(beng)利(li)用(yong)離(li)心(xin)力(li)將(jiang)葉(ye)片(pian)壓(ya)緊(jin)泵(beng)殼(ke)做(zuo)成(cheng)密(mi)封(feng)，才(cai)能(neng)將(jiang)油(you)泵(beng)出(chu)來(lai)。當(dang)轉(zhuan)速(su)降(jiang)下(xia)來(lai)時(shi)

，離(li)心(xin)力(li)也(ye)降(jiang)下(xia)來(lai)
，故(gu)在(zai)低(di)流(liu)量(liang)時(shi)，內(nei)漏(lou)增(zeng)加(jia)，油(you)泵(beng)的(de)效(xiao)率(lv)下(xia)降(jiang)。其(qi)實(shi)變(bian)頻(pin)器(qi)隻(zhi)是(shi)在(zai)注(zhu)塑(su)機(ji)翻(fan)新(xin)改(gai)進(jin)時(shi)加(jia)進(jin)去(qu)，因(yin)隻(zhi)涉(she)及(ji)接(jie)線(xian)的(de)改(gai)動(dong)
，比(bi)定(ding)量(liang)泵(beng)改(gai)為(wei)變(bian)量(liang)泵(beng)的(de)工(gong)夫(fu)少(shao)及(ji)簡(jian)單(dan)很(hen)多(duo)。新(xin)購(gou)買(mai)注(zhu)塑(su)機(ji)時(shi)是(shi)不(bu)會(hui)用(yong)定(ding)量(liang)泵(beng)配(pei)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)。

伺服電機伺服電機是為加速減速優化的。伺服電機如何能在維持扭矩之下降低慣性？原來是利用了以下的物理關係。（∝是代表“正比於”的數學符號。）扭矩∝轉子直徑（線性比例）慣性∝（轉子直徑)2（平方比例）扭矩∝轉子長度（線性比例）平方比例較線性比例提升得快。如轉子直徑增加20%，（轉子直徑)2便增加44%（1.22=1.44）。伺服電機的轉子設計用小直徑來降低慣性，再以長的轉子來回複失去的扭矩。
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伺服電機的外觀也明顯看見是直徑小但長度大的。某日本供應商采用釹(neodymium)磁鐵(是稀土磁鐵的一種)來產生轉子的磁場

，比一般的鐵氧體磁鐵(ferritemagnet)強，故扭矩便能提高。此供應商更采用了磁阻扭矩(reluctancetorque)來產生額外的扭矩。采用永磁來產生磁場亦比用電磁或電感產生磁場的效率更高，因為就避免了線圈的損失及渦流的損失。伺服電機從0rpm速到2000rpm，隻需要0.05秒。因此
，用變速伺服電機來驅動油泵，拖慢生產力的情況隻在短於5秒miao周zhou期qi時shi才cai能neng察cha覺jiao。伺si服fu電dian機ji在zai製zhi動dong時shi變bian了le發fa電dian機ji，驅qu動dong製zhi動dong電dian阻zu，而er動dong能neng則ze在zai製zhi動dong電dian阻zu上shang變bian為wei熱re能neng，散san發fa在zai大da氣qi中zhong。有you瑞rui士shi注zhu塑su機ji廠chang在zai其qi全quan電dian機ji中zhong采cai用yong儲chu能neng電dian池chi吸xi收shou了le製zhi動dong的de動dong能neng
，然ran後hou釋shi放fang出chu來lai驅qu動dong電dian機ji。

這充分體現了節能的本色：利用額外的設備來節省（在這裏應稱為回收再用）能源。全電機全電機的省電效果是眾所周知的。全電機的驅動也是用伺服電機的，隻不過它最少用四個伺服電機來直接驅動注射
、塑化、開合模及頂出動作。其餘的動作如抽芯/旋xuan脫tuo，射she台tai及ji調tiao模mo有you用yong伺si服fu電dian機ji，亦yi有you用yong較jiao便bian宜yi的de電dian機ji來lai驅qu動dong。直zhi接jie驅qu動dong采cai用yong螺luo絲si或huo曲qu臂bi將jiang旋xuan轉zhuan的de動dong能neng變bian為wei線xian性xing的de動dong能neng，或huo采cai用yong皮pi帶dai或huo齒chi輪lun將jiang高gao速su的de旋xuan轉zhuan動dong能neng變bian為wei低di速su的de旋xuan轉zhuan動dong能neng。伺si服fu電dian機ji驅qu動dong油you泵beng，油you流liu過guo管guan道dao到dao達da油you缸gang或huo油you馬ma達da，再zai轉zhuan換huan為wei動dong能neng與yu全quan電dian機ji比bi較jiao
，直zhi接jie驅qu動dong節jie省sheng了le兩liang個ge轉zhuan換huan過guo程cheng，估gu計ji可ke節jie約yue10%的de能neng量liang。兩liang者zhe之zhi間jian的de比bi較jiao，表biao列lie於yu後hou。待dai機ji狀zhuang態tai啟qi動dong了le注zhu塑su機ji的de電dian機ji後hou而er注zhu塑su機ji沒mei有you動dong作zuo的de狀zhuang態tai稱cheng為wei待dai機ji狀zhuang態tai。在zai以yi下xia的de情qing況kuang下xia
，注zhu塑su機ji是shi處chu於yu待dai機ji狀zhuang態tai的de。

1.當冷卻時間比塑化時間長，多出來的冷卻時間中
，注塑機是處於待機狀態的。產品越厚
，待機狀態時間便越長。

2.機械手取出成品/水口時。

3.半自動操作時操作員打開安全門取出成品/水口或插件時。異步電機驅動變量泵在待機狀態時是恒速轉動但沒有流量的
，但在一台11kW的注塑機上測出電機的電流是7A，比11kW電機的24A額定電流是一個大的比例（29%）。伺服電機驅動變量泵在待機狀態時是不轉動的。

虛耗的隻是伺服電機（電子）驅動器的能量。以11kW伺服電機為例，電流不到1A。油溫作指示伺服電機驅動油泵的節能效果
，從壓力油油溫可見一班。采用一台50噸注塑機注塑單腔的航空杯
，在華南的夏季及沒有壓力油冷卻的條件下
，油溫隻有37度du攝she氏shi。如ru壓ya力li油you的de升sheng溫wen是shi節jie能neng的de指zhi示shi，這zhe一yi點dian是shi連lian異yi步bu電dian機ji驅qu動dong變bian量liang泵beng都dou望wang塵chen莫mo及ji的de。電dian機ji效xiao率lv效xiao率lv是shi輸shu出chu功gong率lv除chu以yi輸shu入ru功gong率lv的de比bi例li。效xiao率lv=輸出功率/輸入功率電機的輸入功率是用電的功率。

電機的輸出功率是轉動的功率。在理想的沒有損失的情況下，輸出功率等於輸入功率
，效率便等於100%。損失了的功率變了熱的功率。異步電機在額定負荷時效率約90%

，但在負荷低於50%時
，效率大幅下降
，也就是前述的待機狀態消耗29%額定電流的原因。有英國公司提供“節能寶”zaiyibudianjidifuheshijiangdigongyingdianya
，congerjianshaotongxianquanchanshengguoliangdecitong，jiangdisunshi，dajienengzhixiao。liuyidianjidezhuansububian，gubuyingxiangzhusuzhouqi。

能節能多少？

據某伺服電機供應商的資料，伺服電機驅動油泵比傳統定量泵節能60%，比變量泵節能40%。另一供應商則聲稱節能50%以上。其實能節約多少與產品的壁厚，模具是否用冷流道
、保壓時間
、待dai機ji時shi間jian都dou有you關guan係xi
，是shi不bu能neng一yi概gai而er論lun的de。大da致zhi來lai講jiang，壁bi厚hou越yue大da
，伺si服fu電dian機ji的de節jie能neng便bian越yue多duo。壁bi厚hou大da時shi
，保bao壓ya時shi間jian便bian長chang
，待dai機ji時shi間jian亦yi長chang，便bian能neng更geng節jie約yue。瓶ping坯pi的de注zhu塑su便bian屬shu於yu這zhe類lei。

如冷流道的直徑大於壁厚，冷卻時間便由流道直徑來支配。相反，薄壁產品（熱流道模具）的保壓時間短，甚至是0，而冷卻時間也是0，伺服電機的節能便有限。達明推薦周期5秒或以下的薄壁飯盒（壁厚0.5mm）caiyongyibudianjiqudongdingliangbengzhusujilaishengchan，yinzhouqidabufenyiquansuquanyajinxing，nengjieshengdelangfeiyouxian。shenzhisifudianjidejiasujiansuhuiyanchanglezhusuzhouqi。zhouqi5-8秒的產品
，可以用異步電機驅動變量泵注塑機來生產。周期8秒以上的產品
、冷卻時間比塑化時間長
、注射時間超過3秒


、螺杆轉速在70%以下、采用機械手取出、采用半自動操作都推薦使用“節能寶”或伺服電機注塑機來生產。

齒輪泵對柱塞泵

注zhu塑su機ji采cai用yong的de定ding量liang泵beng以yi葉ye片pian泵beng為wei主zhu。葉ye片pian泵beng依yi靠kao離li心xin力li將jiang葉ye片pian壓ya緊jin泵beng體ti的de內nei壁bi，進jin行xing其qi從cong油you箱xiang吸xi油you，向xiang出chu口kou泵beng油you的de工gong作zuo。在zai低di轉zhuan速su時shi
，由you於yu離li心xin力li下xia降jiang，內nei漏lou增zeng加jia，泵beng的de容rong積ji效xiao率lv便bian減jian少shao，故gu不bu適shi合he配pei合he變bian速su的de伺si服fu電dian機ji使shi用yong。配pei合he伺si服fu電dian機ji使shi用yong的de油you泵beng有you定ding量liang的de齒chi輪lun泵beng及ji變bian量liang的de柱zhu塞sai泵beng兩liang種zhong。齒chi輪lun泵beng的de容rong積ji效xiao率lv在zai90%以下。其構造較簡單，成本不高，噪音不大
，對油汙的容隱度則較大。柱塞泵的容積效率在95%左右。它的構造精密

，對油汙的容隱度不高，噪音亦較大。

danqibianliangtexingkeyonglaijiangdiduisifudianjideniujufuzai，gujiangdiqidianliujiqifare，shizaixuyaojidiliuliangdebaoya，baoyashijiannenggougengchang。zhezaiyouyangongsideshuangpailiangshejifahuilechulai。congxiatudezhi，baoyajigaoyahemosuoxudeliuliangdidanyaligao
，kejiangbianliangbengzhuanweixiaopailiang

，jiangdizaidisushisifudianjidedadianliuchanshengdefare。cigongnenglianquandianjiyezuobudao。rubuyongshuangpailiangdehua，baoyajigaoyahemohuichaoyueyuanpailiangdeyaliliuliangfanwei，danrengzaixuxiandechaozaifanweinei，keyizuoduanzanbaoyajigaoyahemo。rusuomofangfashicaiyongjijiao，gaoyahemoziranshiduanzande。zhiyasuomorubucaiyongdanxiangfajiangsuomolisuozhu，bianyaokaodianjiyoubengbutingdigongzuolaiweichisuomoli。shuangpailiangdexiaopailiangnengtigongchangshijiandebaoyajigaoyahemo。

伺服電機的限製

伺服電機在“低轉速”時的反電勢（counteremf）較“高轉速”shidi
，dianliuzengjiashixianquanguofenfare。zhezaichangshijianbaoyashihuifasheng。youyangongsiyongbianliangbengjiangdipailiang，weichidianjidegaozhuansulaishuhuanzhegewenti。xuangouzhusujishihaiyaoliuyisifudianjigonglvshifouguoxiao。dadezhusujixuyaodadedianji/油泵來驅動，但大的伺服電機，其轉子便有大的慣性，不能達到0.05秒從0到2000rpm的要求。如以日本的兩家伺服電機帶油泵的供應商為例
，最大的電機也隻有15kW。

更大的注塑機隻能將兩個或以上伺服電機/油泵合流來驅動，便既能達到油流量的要求
，亦能達到反應時間的要求。有一台3500噸的注塑機是采用10套伺服電機/油泵合流來驅動的。伺服電機的成本高，是否值得采用就要看產品而定（參考前一節），yiyaokanmuqiandezhusujishicaiyongdingliangbenghaishibianliangbengde。ruoewaidetouzihuibenqizailiangniannei，bianshizhidede。biaozhundujiqitayoudiansifudianjidezhuanzhoupeiyoubianmaqi，yuqudongqiyitongtigongzhuansudebihuankongzhi。youyuluogandezhushesuducaishibihuankongzhidemubiaoeryoubengzhuansuzhishizhengbiyuzhushesudu
，sifudianjizhidadaosudubanbihuandekongzhi，dandangranyibikaihuankongzhijingzhun。sifudianjiqudongdeyoubengzaichukouchupeiyouyalichuanganqi
，yuqudongqiyitongtigongyalidebihuankongzhi。

這樣的話，伺服電機驅動油泵便能提供3/4閉環控製了（3/4=1/2*1/2+1/2*1）。精(jing)準(zhun)的(de)速(su)度(du)及(ji)壓(ya)力(li)控(kong)製(zhi)是(shi)穩(wen)定(ding)生(sheng)產(chan)力(li)的(de)先(xian)決(jue)條(tiao)件(jian)。由(you)於(yu)油(you)溫(wen)度(du)不(bu)高(gao)，油(you)溫(wen)的(de)波(bo)動(dong)亦(yi)較(jiao)低(di)
，再(zai)提(ti)高(gao)了(le)穩(wen)定(ding)性(xing)。油(you)溫(wen)不(bu)高(gao)亦(yi)可(ke)以(yi)節(jie)省(sheng)甚(shen)至(zhi)去(qu)除(chu)壓(ya)力(li)油(you)冷(leng)卻(que)的(de)需(xu)要(yao)。其(qi)他(ta)優(you)點(dian)有(you)低(di)燥(zao)音(yin)（尤其是在待機狀態）

，tijixiaojizhongliangqingdeng。dianredejienengjiyutongyangyuanli
，liaotongshangdedianrewanenggoujieneng，zhinengcongjianshaolangfeizheshou。zailiaotongzhuangshangbaowenzhaojibaowenzhaoshifouhanbaowenmiandoukezaibutongchengdushangjianshaolangfei。liaotongshangdedianrewayongrechuandaofangshijingliaotongbixiangliaotongneidesuliaojiare。

tongshi，dianrewayiyifushejiduiliufangshiliushi
，langfeilereneng。zhuanglebaowenmiandebaowenzhaonengjianshaoliushi。congcaozuofangmianjienengbaowenzhaohenduoshihouzaixiulidianrewahuodianrehouweiyoujishizhuangshang，bianliushilereneng。zaizhuangyouyaotoufengshandechejianyaobimianfengshanchuidaoliaotong/保bao溫wen罩zhao
，否fou則ze強qiang製zhi對dui流liu不bu但dan增zeng加jia流liu失shi，還hai影ying響xiang了le料liao筒tong的de溫wen度du，產chan品pin便bian不bu穩wen定ding。靠kao近jin冷leng水shui環huan的de一yi段duan電dian熱re不bu要yao設she置zhi太tai高gao溫wen。此ci段duan的de熱re能neng還hai能neng用yong傳chuan導dao方fang式shi往wang冷leng水shui環huan方fang向xiang流liu失shi能neng量liang。革ge命ming自zi從cong發fa明ming了le注zhu塑su機ji後hou，注zhu塑su機ji經jing曆li過guo幾ji個ge技ji術shu性xing的de革ge命ming。往wang複fu螺luo杆gan是shi早zao期qi的de一yi個ge創chuang新xin，將jiang塑su化hua及ji注zhu射she功gong能neng組zu合he起qi來lai，降jiang低di了le注zhu塑su機ji的de成cheng本ben。

第二個創新算是比例壓力及流量閥，這與第三個創新：weichuliqideguangfanshiyongxixixiangguan。dongzuodeyalijiliuliangzaibuyongzaifashangshoutiaoshezhi，zhusucanshuhainengjiyiqilai

，fangbianxiacitiaochulaizaiyong。disigechuangxinshibianliangbengdeguangfancaiyong，zheyubuduanshangzhangdedianfeibuwuguanxi。diwugechuangxinyingsuanshiquandianjidetuichu。youyumeiyouyouwendeyingxiang，tajiangwendingxingdafutigao。jingzhun、並行動作、省電、減少噪音
、沒有漏油汙染等都得以大幅改進。第六個創新便是伺服電機驅動油泵在注塑機上的應用。節能及3/4閉環


、jianshaozaoyindengdeyoudianjinhuquandianjide
，danchengbenjiudiduole。zaiyuanyoujiabuduanshangshengdejintian，xiangxinhuidaxingqidao。zongjiejienengdebenzhizaiyujianshaolangfei。dangzhusujidongzuobushiquansushi，jiangdiliuliangbiannengjianshaolangfei。xindejishurubianliangbengjisifudianjinenggoujiangdiliuliang。

伺服電機與異步電機基本上有以下分別，使前者能在注塑機上發揮其節能作用。在低負荷時（含待機狀態），異yi步bu電dian機ji的de效xiao率lv很hen低di，便bian做zuo成cheng浪lang費fei。異yi步bu電dian機ji是shi恒heng速su轉zhuan動dong的de，但dan伺si服fu電dian機ji能neng變bian速su，包bao含han待dai機ji狀zhuang態tai的de仃ding轉zhuan，便bian能neng減jian少shao了le摩mo擦ca及ji低di效xiao率lv的de浪lang費fei。不bu是shi任ren何he產chan品pin都dou適shi宜yi用yong伺si服fu電dian機ji帶dai油you泵beng的de注zhu塑su機ji來lai生sheng產chan，就jiu如ru不bu是shi任ren何he產chan品pin都dou要yao用yong全quan電dian機ji來lai生sheng產chan一yi樣yang。定ding量liang泵beng及ji變bian量liang泵beng機ji還hai有you其qi存cun在zai的de價jia值zhi。是shi否fou采cai用yong此ci技ji術shu要yao計ji算suan投tou資zi回hui本ben期qi來lai作zuo出chu決jue定ding。操cao作zuo員yuan的de培pei訓xun及ji電dian熱re的de節jie能neng亦yi需xu留liu意yi.