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選擇先進(jìn)的驅(qū)動器實現(xiàn)擠出機(jī)節(jié)能(二)。

作者:東莞市商德自動化設(shè)備有限公司 來源:dgsd 發(fā)布時間:2013-04-29 瀏覽:258

 ?。?strong>自動感應(yīng)門電機(jī))因為滑動,就需要一種復(fù)雜的電動機(jī)模式來更好地控制扭矩和速度。如果計算的在逆變器驅(qū)動程序中的功率可靠的話,現(xiàn)在這就不再是一個問題。在部分載荷范圍內(nèi),異步電動機(jī)的效率急劇下降。然而,這可以通過一個智能變頻開關(guān)在部分載荷時轉(zhuǎn)換電動機(jī)到一個更小的模式、在全載荷時以節(jié)能電機(jī)模式運(yùn)行來被補(bǔ)償。
  對于{yj}磁鐵三相同步電動機(jī)(圖2所示),轉(zhuǎn)子由粘合的釹-鐵-硼磁鐵來生成磁場,因此不需要額外損失電來生成。此事實證明同步電動機(jī)具有很高的效率。這些電動機(jī)不像三相異步電動機(jī)一樣,其沒有滑動。在同步電動機(jī)中,轉(zhuǎn)子速度等于電磁旋轉(zhuǎn)場,也就是說轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)場同步轉(zhuǎn)動。因此,在轉(zhuǎn)子中沒有電壓被誘導(dǎo)生成。同步電動機(jī)適用于擠出生產(chǎn),因為它們具有高的效率并且免維護(hù)保養(yǎng)。

  除了上述這些需要一個附加的減速齒輪單元來將電動機(jī)速度降低到螺桿速度水平的高速電動機(jī)外,還有直接驅(qū)動電動機(jī)。擠出機(jī)種所采用的是高扭矩電動機(jī)和CMG Kn dler緊湊型電動機(jī)齒輪,自動感應(yīng)門電機(jī)。
  扭矩電機(jī)(圖3所示)是一種多極同步伺服電機(jī),其轉(zhuǎn)子磁場由{yj}磁鐵生成。如果操作點(diǎn)選擇適當(dāng)?shù)脑?,其能獲得很高的效率,此外也不會被齒輪所降低。然而在低轉(zhuǎn)速和升高扭矩載荷的情況下,主要由來自自動場的系統(tǒng)效率在一些情況下可能大量惡化,其程度取決于產(chǎn)品設(shè)計。電動機(jī)由水來冷卻,因此很安靜。由于其用于生產(chǎn)高扭矩而需的高極數(shù)和空氣隙的必要大的表面積,與高速同步電動機(jī)相比,扭矩電動機(jī)具有相對大的直徑,因而具有大的中心距離。其通常比購買一個電動機(jī)/齒輪解決方案成本更高,但這可由其在使用壽命內(nèi)所具有的更低能量消耗來得以補(bǔ)償。扭矩電動機(jī)能被定制來在部分載荷速度范圍內(nèi)增加其效率,此性能讓擠出應(yīng)用領(lǐng)域的用戶更感興趣。這種電動機(jī)具有很高的速度穩(wěn)定性,這有助于達(dá)到高的機(jī)器精度。扭矩電動機(jī)的很高動力學(xué)行為和擠出機(jī)驅(qū)動沒有很高的相關(guān)性,但對于自動化技術(shù)和擠出機(jī)下游操作,諸如薄膜拉伸和纏繞裝置而言卻令人感興趣。

  CMG Kn dler驅(qū)動器也是直接驅(qū)動的,并且由通過所加扭矩驅(qū)動一個共同主齒輪的四個小型異步電動機(jī)所構(gòu)成。這種布置有利于實現(xiàn)裝置緊湊的設(shè)計。由于其較低的圓周速度和系統(tǒng)所采用的水冷卻方式,驅(qū)動器很安靜,自動感應(yīng)門電機(jī)。
  一臺擠出機(jī)驅(qū)動器的壽命周期成本的任何考慮表明電力占到了總成本的90%以上。即便是成本密集型的電動機(jī)的獲得和維護(hù)成本也只占總成本的一小部分,這就是為什么在大部分情況下一臺節(jié)省能量、更為昂貴的驅(qū)動器相比于節(jié)能性能差的機(jī)器更為經(jīng)濟(jì)的原因。除了購買高效的驅(qū)動器以外,客戶的目的應(yīng)該是使整體系統(tǒng)效率{zd0}化以便于使運(yùn)營成本最小化。對于一臺高效節(jié)能的同步電動機(jī)、包括變頻裝置而言,這個事實由圖4得以說明。對于更為便宜和不太高效節(jié)能的驅(qū)動器而言,對于所選的10年折舊和評估周期和0.1 EUR/kWh的電價(德國)而言,電力成本將會構(gòu)成平均更高的比例。
  在位于德國維爾茨堡的SüddeutschesKunststoff-Zentrum (SKZ),一些上述擠出驅(qū)動器正在由lb經(jīng)濟(jì)部(BMWi)通過工業(yè)研究協(xié)會“Otto von Guericke”集團(tuán)協(xié)作而提供的贊助下被進(jìn)行評價。這個由德國機(jī)械設(shè)備制造商協(xié)會領(lǐng)導(dǎo)的研究項目通過與不同的工業(yè)公司合作來進(jìn)行。這些驅(qū)動器通過測量在不同功率類別上其中的效率來被進(jìn)行經(jīng)濟(jì)和生態(tài)地評價。
  直流電動機(jī)的特點(diǎn)是在部分載荷下效率顯著下降并伴隨速度的降低(圖5和6所示)。和小機(jī)器相比,更大機(jī)器的典型電動機(jī)特征是在其額定功率范圍內(nèi)具有更大的效率(圖7所示)。這種由更大額定功率驅(qū)動器的相對損失下降所引起的效率增加能轉(zhuǎn)移到所有在研究中的所有類型的電動機(jī)中,自動感應(yīng)門電機(jī)。
  一臺直流電動機(jī)和一臺同步電動機(jī)的測量效率的直接比較表明,同步電動機(jī)的ggx率產(chǎn)生于其在額定功率點(diǎn)大為提高的效率和在部分載荷范圍內(nèi)小得多的降低(圖8所示)。如果因生產(chǎn)的原因需要擠出過程頻繁地在部分載荷下來被運(yùn)行,能量考慮將決定同步電動機(jī)的使用。
  為了從被測試電動機(jī)的效率特征來進(jìn)行判斷,在一些情況下通過效率方面的急劇下降來降低電動機(jī)速度和降低扭矩被同時進(jìn)行(圖9所示)。因此,在擠出機(jī)中的操作點(diǎn)應(yīng)位于靠近電機(jī)額定操作點(diǎn)附近。由過分謹(jǐn)慎引起并常導(dǎo)致裝置在不適宜的部分載荷范圍內(nèi)被進(jìn)行操作的傳動系統(tǒng)各個部件選擇參數(shù)的裕度因為能量的原因應(yīng)該被避免。
  通過選用高效節(jié)能部件能量能被節(jié)約并且運(yùn)行成本降低,其適合于加工并且依靠于合適的加工控制。擠出機(jī)驅(qū)動器應(yīng)該依據(jù)額定操作點(diǎn)來選擇并且應(yīng)該購買市場上可提供的{zg}效率的機(jī)器。已有設(shè)備的改裝常常也是可能和適當(dāng)?shù)?。投資計劃的通常特征是為了實現(xiàn)快速回報,并且還沒考慮生態(tài)和經(jīng)濟(jì)方面的意義。即使其折舊期是三年并且更長的時間,通過節(jié)能方面的投資也可能實現(xiàn)更高的tzhb。

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