驅動器節能原理

驅動器節能原理

大多數電動機設計的轉子轉速是由電機磁極對數以及定子電壓和頻率決定。他們無法改變轉子轉速。即使對于定速系統，也很難找到按某一速度旋轉的電動機。因此，經常需要額外的設備，例如減速箱、阻尼器或變速驅動器。

驅動器通過改變電壓和頻率來控制交流電動機速度。控制電動機的速度可為用戶提供更好的過程控制，減少機械磨損，增加功率因數并節省大量能源。

大多數應用可以分為以下轉矩類別：

恒轉矩負載應用（例如傳送帶）通常需要接近電機額定轉矩的起動轉矩，并且在接近額定轉速時僅顯示小變化

線性轉矩負載應用（例如螺桿壓縮機）具有更線性轉矩要求，隨速度成正比

變轉矩負載應用（風機和泵等）輸出轉矩與速度的平方成正比，并在接近額定速度時達到100％的轉矩

應用程序負載類型

在變轉矩負載的應用中，十分節能。速度和功率的立方成正比，意味著在變扭矩負載應用中將風機速度降低20％可以節省50％的能源。因此，對于大多數運動控制應用，降低電機轉速通常是節省大量能源的方法。

平方轉矩曲線

改變變轉矩負載速度可以節省減速三次方成正比的功率。這是因為功率=轉矩*速度，變轉矩負載的轉矩與速度的平方成正比。在線性V/F模式下，交流變頻器可以輸出額定轉速下100％轉矩。這意味著在變轉矩應用中，總是有大量的備用轉矩可用。

平方律熔接-手中的扭矩

平方轉矩控制線性電壓與頻率的關系，從而降低了電機定子繞組中的轉矩能力，從而降低了損耗。

動態V/F模式

動態V/F模式適合在低負載條件下將電動機的功率損耗保持在最小的應用。在此模式下，驅動器將根據負載情況對電機輸出頻率特性變化電壓，以便在輕載水平下，電動機在給定頻率下的電壓會降低。這減少了勵磁電流，從而減少了電動機的損耗。

PID控制

交流變頻器可以通過改變電動機的速度以精確匹配負載來顯著降低能耗。為了動態改變電動機的速度，需要考慮過程的測量輸出的閉環調節器。使用此功能的常見應用包括壓力、液位和溫度控制。最常見的調節方法是PID（比例-積分-微分）控制環。所有Control Techniques驅動器在產品中集成了單個或多個PID回路。

有源前端系統（AFE）

交流驅動器的輸入段通常是一個不受控的二極管整流器，因此無法將功率反饋到交流市電電網，這意味著多余的能量會轉化為熱能消耗掉。AFE系統使用可控整流橋來使能量在機械系統和交流電源之間雙向流動。在機械系統的電氣制動會導致大量能量浪費為熱能的應用中，這提供了比標準驅動器更高的效率水平。

共直流母線系統

DC母線系統提供了另一種通過在制動和電動驅動之間循環能量來降低運行成本的方法。一個特別有效的示例是開卷到卷曲材料的應用中，在卷繞應用中，保持材料的張力很重要。為此，開卷機不斷制動，而卷取機不斷電動。在理想的系統中，所需的凈能量正好足以彌補系統損耗。

將AFE與常見的共直流母線系統結合使用可提供的靈活性，使能量既可以在驅動器之間流動，又可以與電網雙向流動。在這些應用中，通常將單個AFE單元與許多直流母線連接的驅動器一起使用。

優勢品牌

電子電氣類：

Schneider(全系列控制器，模塊，開關，驅動，電機)

MURR（開關電源，總線接頭、總線模塊，繼電器，電纜）

HBM（扭矩傳感器，稱重傳感器）

Heidenhain（編碼器，光柵尺，測頭，數顯裝置，電纜）

Phoenix（模塊，繼電器，觸摸面板，電纜，接線端子）

Pilz（繼電器，控制器，模塊，開關，光柵，放大器）

Euchner（開關，安全系統）

BECK（壓力開關，壓力變送器）

Baumer（傳感器，編碼器，開關）

PMA（溫控器，溫控模塊）

SUCO（壓力開關，壓力變送器）

Kuka（機器人及其備件）

Finder（繼電器，接口模塊）

JUMO（溫度變送器，熱電偶）

GMC（萬用表、分析儀、測試儀表、變送器）

Contrinex（接近開關，傳感器，電纜）

機械傳動：

Schunk（卡爪，夾具，卡盤）

Spieth（鎖緊螺母，緊脹套）

Sommer（爪手，氣缸，離合器）

Zimmer（夾具）

GEMUE（閥，流量計，泵）

Hongsberg（流量計，流量開關）

Mahle(過濾器，濾芯）

vahle（滑線，碳刷，電纜）