節能的本質:注塑機要產生如鎖模及注塑等動作，亦要產生熱量將料筒內的塑料加熱/塑化。動能及熱能的節約，隻能從減少浪費著手，別無它法。讓我們先溫習熱力學的兩大定律。

    熱力學第一定律:熱re力li學xue的de第di一yi定ding律lv就jiu是shi能neng量liang守shou衡heng。在zai能neng量liang的de轉zhuan換huan中zhong，能neng量liang隻zhi從cong一yi種zhong型xing態tai變bian做zuo另ling一yi種zhong型xing態tai，但dan轉zhuan換huan之zhi前qian及ji之zhi後hou的de能neng量liang是shi相xiang等deng的de，既ji沒mei有you增zeng加jia也ye沒mei有you減jian少shao。

    熱力學第二定律:熱力學第二定律認為在轉換過程中
，熱熵(entropy)隻會增加
，不會減少。熱熵這個概念很難用幾句話講得清楚。對於這個討論來說
，第二定律可以簡化為“無用”輸出能量就是熱能。

    異步電機:傳統的注塑機是用異步（鼠籠式）電機來驅動油泵的。異步電機的定子在三相電的驅動下產生旋轉磁場。以四極定子及50Hz的供電為例，磁場以1500rpm的速度轉動。

    轉zhuan子zi上shang有you多duo條tiao斜xie放fang的de銅tong枝zhi，它ta們men都dou是shi在zai末mo端duan短duan接jie的de。鼠shu籠long由you此ci得de名ming。在zai旋xuan轉zhuan的de磁ci場chang下xia
，銅tong枝zhi上shang感gan應ying出chu電dian流liu。電dian流liu與yu磁ci場chang相xiang互hu作zuo用yong下xia產chan生sheng扭niu力li，轉zhuan動dong轉zhuan子zi。轉zhuan子zi的de轉zhuan速su比bi旋xuan轉zhuan磁ci場chang低di20~60rpm
，故稱為異步（非同步）電機。

    矽鐵片重疊起來支撐著轉子的銅枝及定子的線圈。

  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：油you馬ma達da及ji油you缸gang分fen別bie將jiang液ye能neng轉zhuan回hui旋xuan轉zhuan動dong能neng及ji線xian形xing動dong能neng，來lai驅qu動dong如ru螺luo杆gan的de塑su化hua及ji注zhu射she動dong作zuo。如ru油you泵beng一yi樣yang，轉zhuan換huan過guo程cheng中zhong產chan生sheng了le熱re量liang
，提ti高gao了le油you溫wen。

    油管:yaliyouzaiyouguanneiliudong，zaiguanjietouchuzhuanwan，douhuiyuguanbijizixiangmocaerjiangdileyali，chanshenglereneng。lianjiadezhusujidouhuiyongxiaodeguanjinglaijiangdichengben

，danbiranbiantigaoleyouzaiguanneideliusu
，mocadesunshizengjia，youwenbianshengdegenggao，bianlangfeigengduodenengliang。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。

    在注塑周期中
，保壓所需的油量很低，因螺杆前行的速度隻需要足夠填補成品冷卻時的收縮量
，估計不會超過油泵流量的5%

，那油泵95%yishangdeliuliangbianzaibaoyayalixialiuhuiyouxiang。chengpinbihouyueda，baoyashijianbianyuechang，langfeidenengliangbianyueduo。conglingyijiaodukan，keyijienengdefudubianyueda，huojienengdeewaitouzidehuibenqiyueduan。

    一般來講，當動作的速度離全速越遠、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
？

    從以上得知

，節能的鑰匙在於能夠改變流量。變量泵能提供從零到最大的流量，而且是在異步電機恒速轉動下能提供的。

    最常用的變量泵采用斜盤軸向柱塞設計。當斜盤的角度是零（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%中改變。

    由於變頻器是一台強電流電子設備

，它本身亦消耗電能，故節能效果較變量泵遜色。

    異步電機的設計是為了恒速使用的，便沒有考慮轉子慣性的優化。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。一般用家都會發覺變頻器的使用拖慢了生產率
，再降低它的吸引性。

    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。

    qishibianpinqizhishizaizhusujifanxingaijinshijiajinqu
，yinzhishejijiexiandegaidong
，bidingliangbenggaiweibianliangbengdegongfushaojijiandanhenduo。xingoumaizhusujishishibuhuiyongdingliangbengpeibianpinqide。

    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。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秒周期時才能察覺。

    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(zhe)充(chong)分(fen)體(ti)現(xian)了(le)節(jie)能(neng)的(de)本(ben)色(se)：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/旋脫，射台及調模有用伺服電機，亦有用較便宜的電機來驅動。

    直接驅動采用螺絲或曲臂將旋轉的動能變為線性的動能
，或采用皮帶或齒輪將高速的旋轉動能變為低速的旋轉動能。

    伺服電機驅動油泵，油流過管道到達油缸或油馬達，再轉換為動能與全電機比較，直接驅動節省了兩個轉換過程，估計可節約10%的能量。兩者之間的比較，表列於後。

    待機狀態

    啟動了注塑機的電機後而注塑機沒有動作的狀態稱為待機狀態。

    在以下的情況下，注塑機是處於待機狀態的。

    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度攝氏。

    如壓力油的升溫是節能的指示，這一點是連異步電機驅動變量泵都望塵莫及的。

    電機效率

    效率是輸出功率除以輸入功率的比例。

    效率=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”在zai異yi步bu電dian機ji低di負fu荷he時shi降jiang低di供gong應ying電dian壓ya，從cong而er減jian少shao銅tong線xian圈quan產chan生sheng過guo量liang的de磁ci通tong，降jiang低di損sun失shi，達da節jie能neng之zhi效xiao。留liu意yi電dian機ji的de轉zhuan速su不bu變bian，故gu不bu影ying響xiang注zhu塑su周zhou期qi。

    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、待機時間都有關係，是不能一概而論的。

    dazhilaijiang
，bihouyueda
，sifudianjidejienengbianyueduo。bihoudashi，baoyashijianbianchang，daijishijianyichang，biannenggengjieyue。pingpidezhusubianshuyuzhelei。rulengliudaodezhijingdayubihou
，lengqueshijianbianyouliudaozhijinglaizhipei。

    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）采(cai)用(yong)異(yi)步(bu)電(dian)機(ji)驅(qu)動(dong)定(ding)量(liang)泵(beng)注(zhu)塑(su)機(ji)來(lai)生(sheng)產(chan)，因(yin)周(zhou)期(qi)大(da)部(bu)分(fen)以(yi)全(quan)速(su)全(quan)壓(ya)進(jin)行(xing)，能(neng)節(jie)省(sheng)的(de)浪(lang)費(fei)有(you)限(xian)。甚(shen)至(zhi)伺(si)服(fu)電(dian)機(ji)的(de)加(jia)速(su)減(jian)速(su)會(hui)延(yan)長(chang)了(le)注(zhu)塑(su)周(zhou)期(qi)。

    周期5-8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。

    配合伺服電機使用的油泵有定量的齒輪泵及變量的柱塞泵兩種。

    齒輪泵的容積效率在90%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%zuoyou。tadegouzaojingmi
，duiyouwuderongyindubugao
，zaoyinyijiaoda。danqibianliangtexingkeyonglaijiangdiduisifudianjideniujufuzai，gujiangdiqidianliujiqifare，shizaixuyaojidiliuliangdebaoya，baoyashijiannenggougengchang。zhezaiyouyangongsideshuangpailiangshejifahuilechulai。

    從(cong)下(xia)圖(tu)得(de)知(zhi)，保(bao)壓(ya)及(ji)高(gao)壓(ya)合(he)模(mo)所(suo)需(xu)的(de)流(liu)量(liang)低(di)但(dan)壓(ya)力(li)高(gao)，可(ke)將(jiang)變(bian)量(liang)泵(beng)轉(zhuan)為(wei)小(xiao)排(pai)量(liang)，降(jiang)低(di)在(zai)低(di)速(su)時(shi)伺(si)服(fu)電(dian)機(ji)的(de)大(da)電(dian)流(liu)產(chan)生(sheng)的(de)發(fa)熱(re)。此(ci)功(gong)能(neng)連(lian)全(quan)電(dian)機(ji)也(ye)做(zuo)不(bu)到(dao)。如(ru)不(bu)用(yong)雙(shuang)排(pai)量(liang)的(de)話(hua)，保(bao)壓(ya)及(ji)高(gao)壓(ya)合(he)模(mo)會(hui)超(chao)越(yue)原(yuan)排(pai)量(liang)的(de)壓(ya)力(li)流(liu)量(liang)範(fan)圍(wei)，但(dan)仍(reng)在(zai)虛(xu)線(xian)的(de)超(chao)載(zai)範(fan)圍(wei)內(nei)，可(ke)以(yi)作(zuo)短(duan)暫(zan)保(bao)壓(ya)及(ji)高(gao)壓(ya)合(he)模(mo)。如(ru)鎖(suo)模(mo)方(fang)法(fa)是(shi)采(cai)用(yong)機(ji)鉸(jiao)，高(gao)壓(ya)合(he)模(mo)自(zi)然(ran)是(shi)短(duan)暫(zan)的(de)。直(zhi)壓(ya)鎖(suo)模(mo)如(ru)不(bu)采(cai)用(yong)單向閥將鎖模力鎖住，便要靠電機油泵不停地工作來維持鎖模力。雙排量的小排量能提供長時間的保壓及高壓合模。