运动控制向可持续能源过渡

不断上升的能源成本促使许多公司发挥创造力来优化其产品和生产流程。能源效率和可持续发展不仅是热门话题,也是绿色未来的重要因素——贝加莱的目标是到 2030 年实现碳中和。在此背景下,驱动技术全球产品经理 Wilfried Guerry 在接受采访时谈到了贝加莱如何从其伺服电机和伺服驱动器中获得最大的能源效率。

电动机对机器的能源效率有什么影响?

尽管电动机比气动或液压执行器效率更高,但电动机是继空气压缩机和熔炉之后机器中最大的能源消耗者之一。在能源成本急剧上涨的时期,这是一个重要因素。说到电机耗能,不良现象包括涡流损耗、焦耳损耗和无功电流消耗。

所使用的电力有多少被损耗?

无法转化为机械能的无功功率占机器耗电量的 15%以上。贝加莱将具有功率因数校正 (PFC) 功能的有源电源集成到其 ACOPOSmulti 驱动器中,这实际上消除了电能消耗的无功分量。此外,与被动式电源不同,主动式电源还能在再生制动时将能量反馈到电网中。因此,无需再安装制动电阻来耗散多余的能量,从而使机器更加紧凑。15 年多来,贝加莱一直采用这一成熟的解决方案。客户只需将无源电源转换为有源电源,即可降低电费,减少碳排放量。

贝加莱在能源效率方面的发展方向是什么?

为进一步降低机器能耗,有必要对实际能耗进行完整记录。虽然有一些监控能耗的解决方案,但它们并不能提供每个伺服驱动器的能耗信息,也不能提供机器周期内何时出现峰值的信息。在不久的将来,贝加莱伺服驱动器将集成新的能耗监控功能,操作员可以随时了解机器中每个伺服驱动器的能耗情况。我们很快还将提供计划维护任务的功能。检测逆变器上的异常电流消耗有助于及早识别和定位即将出现的机械故障。

开关或涡流损耗怎么样?

贝加莱的伺服驱动器可以根据电机速度自动降低功率晶体管的开关频率。这可以在电机低速或静止时减少高达 30% 的电力损耗。贝加莱提供的高扭矩密度电机可最大限度地减少涡流损耗,与标准电机相比,可多输出约 50% 的扭矩。这一数值清楚地表明,与竞争对手相比,贝加莱的全套运动控制解决方案具有很高的节能潜力。

是否也重新考虑了主供电源?

尽管这些措施在电机方面非常有效,但仅靠这些措施是不够的。为了最大限度地提高输电系统的能效,我们还重新设计了主电源。这就需要一种新的方法:贝加莱开发的混合解决方案结合了 IGBT 和 MOSFET 技术的优点,几乎完全消除了再生扼流圈和线路滤波器等高损耗元件。我们已经能够在实验室和试点客户的机器上成功测试这一专利解决方案。它的能源效率接近 99%,额定输出功率为 32 千瓦。

客户是否也从空间节省中获益?

我们的改进提高了电机的效率,而且无需外部组件。对于我们的客户来说,这意味着与现有解决方案相比,可节省近 70% 的空间,这与能源效率的提高一起实现了令人印象深刻的价值。

感谢您抽出时间接受本次采访。

缩写和功能的说明

  • PFC - 功率因数校正:功率因数校正滤波器。用于最大限度减少无功功率的技术。
  • IGBT - 绝缘栅双极晶体管:具有绝缘栅电极的双极晶体管。用于实现更高的效率和节能。
  • MOSFET - 金属氧化物半导体场效应晶体管。允许电流在逆变器等设备中以几个数量级变化。


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