注塑机伺服电机如何节能
除了塑料以外，电费是注塑成品的最大成本，有必要节约。
§要产生如锁模及注塑等动作，亦要产生热量将料筒内的塑料加热/塑
化。动能及热能节约，只能从减少浪费着手，别无它法。让我们先温习热力学的两大定律。
热力学第一定律: 热力学的第一定律就是能量守衡。在能量的转换中，能量只从一种型态
变做另一种型态，但转换之前及之后的能量是相等的，既没有增加也没有减少。
热力学第二定律: 热力学第二定律认为在转换过程中，热熵(entropy)只会增加，不会减少。
“
”
热熵这个概念很难用几句话讲得清楚。对于这个讨论来说，第二定律可以简化为 无用 输
出能量就是热能。
异步电机: 传统的注塑机是用异步（鼠笼式）电机来驱动油泵的。异步电机的定子在三相
电的驱动下产生旋转磁场。以四极定子及 50 Hz 的供电为例，磁场以 1500 rpm 的速度转动。
转子上有多条斜放的铜枝，它们都是在末端短接的。鼠笼由此得名。在旋转的磁场下，铜
枝上感应出电流。电流与磁场相互作用下产生扭力，转动转子。转子的转速比旋转磁场低
20~60 rpm
，故称为异步（非同步）电机。
矽铁片重叠起来支撑着转子的铜枝及定子的线圈。
异步电机将电能转换为动能。在转换过程中，由于线圈的电阻、涡流在矽铁片中的产生
“
”
及轴承的摩擦，输出的 有用 动能只是输入电能的 9 成左右（在满载时），其他便转换
为热能。故电机都会自带风扇，将热能带走，以免电机过度升温。
异步电机都能短暂过载达两倍。过载时，电流增加，故发热也增加。在没有过载保护之下，
线圈会烧毁。
油泵: 油泵将旋转的动能转换为液能（压力及流量）。油泵内的摩擦力会降低输出压力。油
泵的内漏会降低输出流量。故输出的（有用）液能是比输入的旋转动能低，而无用的热能
便跑到压力油去，使其升温，是注塑机为何要安装压力油冷却器的原因之一。
油马达、油缸：油马达及油缸分别将液能转回旋转动能及线形动能，来驱动如螺杆的塑化
及注射动作。如油泵一样，转换过程中产生了热量，提高了油温。
油管: 压力油在油管内流动，在管接头处转弯，都会与管壁及自相摩擦而降低了压力，产
生了热能。廉价的注塑机都会用小的管径来降低成本，但必然便提高了油在管内的流速，
摩擦的损失增加，油温便升得更高，便浪费更多的能量。
定量泵为何耗能？
用恒定转速的异步电机来带动定量泵，油泵是输出恒定的流量的，但注塑周期中的各个
动作，如开合模、顶出、塑化、注射及保压，甚至待机状态对流量的要求都不同。动作用不
着的流量便在当时的设定压力下流回油箱。所需动作越慢，流回油箱的量越多，浪费的能
量便越多。同样，设定的压力越大，流回油箱的浪费便越大。浪费了的能量都变为热能，
将油温提高。
在注塑周期中，保压所需的油量很低，因螺杆前行的速度只需要足够填补成品冷却时的
收缩量，估计不会超过油泵流量的 5%，那油泵 95%以上的流量便在保压压力下流回油箱。
成品壁厚越大，保压时间便越长，浪费的能量便越多。从另一角度看，可以节能的幅度便
越大，或节能的额外投资的回本期越短。