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在2007年,貝加萊向全球的機器和設備製造商提供了超過65000個伺服驅動器,而且有迅速增加的趨勢。成功的基石來自:集成了節能解決方案的驅動技術。那麼誰將從這個方案中獲益?誰又能持續從“插座”中獲得動力?一份詳盡的效益分析報告也許能夠提供一些答案。
guoquruguoyourentidaojienengzengxiao,nametamenyoukenengshizhijianshaochengben。rujin,fuyouchengbenyishidejiqizhizaoshanggaibianlexuqiu,chengweixiandaihuaqudonggainiandezhuyaotuidongliliang。weilezaishejijieduanquebaoguangfandejiejuefangfa,youbiyaozunxunyixiatedingzhunze:
● 節能增效需要一個具體概念
● 使用強大的運動控製軟件
● 避免過大選擇
● 避免能源損失
● 結合並利用製動能量
● 分析並優化應用
● 信賴專業的合作夥伴
節能增效需要一個具體概念
如果有一些人會犯同樣的錯誤,那麼有很多人也會麵臨同樣的問題。所以,在探討驅動器的選擇、效率或製動能量再生之前,讓我們關注一下最重要的問題:正確的自動化概念是否正在實施?
高效的自動化概念是基於多功能的組件,它不會受限於處理器、內存或通信技術的效率。定性的多任務處理、極短的響應時間和完整的軟件是節能驅動概念的基石。

因此,首要的目標是淘汰獨立的驅動控製器、獨立的CNC控製器、獨立的機器人控製器、獨立的控製係統、分立的軟件工具和不統一的現場總線係統。集成的貝加萊自動化概念是建立在一些自動化組件基礎上的,其能夠滿足關於模塊化、拓(tuo)撲(pu)結(jie)構(gou)和(he)使(shi)用(yong)效(xiao)率(lv)方(fang)麵(mian)的(de)所(suo)有(you)要(yao)求(qiu)。根(gen)據(ju)需(xu)要(yao)可(ke)以(yi)在(zai)本(ben)地(di)或(huo)遠(yuan)程(cheng)結(jie)構(gou)中(zhong)使(shi)用(yong)功(gong)能(neng)完(wan)善(shan)且(qie)強(qiang)大(da)的(de)設(she)備(bei),驅(qu)動(dong)控(kong)製(zhi)所(suo)需(xu)的(de)組(zu)件(jian)可(ke)以(yi)分(fen)布(bu)於(yu)整(zheng)個(ge)想(xiang)要(yao)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)中(zhong)。Ethernet POWERLINK是實現微秒範圍內精確同步的基礎,任何實時通信參與者都能通過它獲得所有電機和運動參數。
結論:
節能增效離不開現代自動化概念。淘汰不需要的組件可以節約大量花費――更不用說節約額外的能源開支了。
使用強大的運動控製軟件
通常為單軸建立高效的驅動並不是問題――但dan是shi針zhen對dui一yi組zu軸zhou就jiu會hui比bi較jiao困kun難nan。大da多duo數shu特te定ding行xing業ye的de運yun動dong程cheng序xu並bing不bu是shi限xian製zhi在zai一yi個ge驅qu動dong單dan元yuan中zhong的de,取qu而er代dai之zhi的de是shi耦ou合he軸zhou運yun動dong的de產chan品pin。在zai這zhe種zhong情qing況kuang下xia,帶dai完wan整zheng功gong能neng塊kuai的de運yun動dong控kong製zhi軟ruan件jian就jiu成cheng為wei提ti高gao能neng效xiao的de基ji礎chu。
這就需要一款軟件,它能夠指引軸之間進行運動能量的優化,並且提供不同行業伺服控製功能塊。貝加萊最終想到了這一解決方法:通用運動控製(Generic Motion Control)概念,在單一係統中融合了機器人技術、CNC技術、多軸運動和單軸定位。貝加萊的客戶可以從中獲益:通過運用技術協同效應如集成單個生產程序來實現節能增效。
結論:
軟件形成了一個現代自動化係統――有針對性地使用軟件為現代化生產提供了有力的支持,特別是針對節能的驅動設備。
避免過大選擇
選(xuan)擇(ze)過(guo)大(da)的(de)驅(qu)動(dong)器(qi)是(shi)效(xiao)率(lv)低(di)下(xia)的(de)主(zhu)要(yao)來(lai)源(yuan),這(zhe)裏(li)存(cun)在(zai)節(jie)約(yue)購(gou)置(zhi)成(cheng)本(ben)和(he)能(neng)源(yuan)成(cheng)本(ben)的(de)巨(ju)大(da)潛(qian)力(li)。針(zhen)對(dui)最(zui)新(xin)貝(bei)加(jia)萊(lai)用(yong)戶(hu)的(de)一(yi)份(fen)調(tiao)查(zha)顯(xian)示(shi),在(zai)過(guo)去(qu)使(shi)用(yong)的(de)驅(qu)動(dong)組(zu)件(jian)中(zhong),約(yue)20%選擇過大。實際上,這些選擇過大的電機運行功率遠低於額定輸出。其結果就是:能效下降,能源成本上升――花費由終端用戶支付而非機器製造商。
貝加萊致力於為客戶提供優化選擇的驅動器。優化選擇中最重要的數據包括:功率、速度及使用效率的精確分析,運動條件,機械耦合,環境條件,還有與熱條件相關的廣泛信息。現有的規劃工具是軟件包ServoSoft。ServoSoft結合了電氣和機械驅動組件設置,它是整個貝加萊伺服係統的設計工具。
結論:
對驅動器進行簡單精確的選擇沒有任何問題。避免過大選擇不僅有助於降低驅動單元的購置成本,而且有助於降低能源成本。
避免能源損失
驅qu動dong效xiao率lv隨sui著zhe時shi間jian的de推tui移yi不bu斷duan提ti高gao。然ran而er,能neng源yuan及ji與yu熱re生sheng成cheng相xiang關guan的de損sun耗hao依yi舊jiu是shi一yi個ge重zhong要yao問wen題ti。如ru果guo遵zun循xun以yi下xia準zhun則ze,那na麼me就jiu很hen容rong易yi避bi免mian能neng源yuan損sun失shi。
● 有源供電:按實際需求使用能源
● 電力再生單元:阻止製動能量轉化為熱量
● 冷卻技術:盡量減少散熱
● 電機技術:使用高效電機
有源供電
niruhequebaonengyuanyouxiaoliyong?daigonglvyinshuxiaozhenggongnengdeyouyuangongdianmokuaiquebaodianluzhongdechunzhengxiandianliuxiaohao。qitongyangkeyiyongyufeizhengxianzhi,bingjiangdianliuyouxiaozhijiangdaozuixiao。zaiyougonggonglvheshizaigonglvjiancunzaiyigezuijiaguanxi(幾乎為1)。
電動驅動實現節能增效:由於具有功率因數校正功能,ACOPOSmulti可以實現功率因數φ=1。這意味著在電路中節能達50%
當傳統帶小功率因數的逆變器明顯具有較高有效能耗的時候,貝加萊ACOPOSmulti的有源供電確保了能源的高效使用。成本考慮為:suoyouxitongshishishangzaianzhuangshidouhuiyoubuchangcuoshiyijiangdishizaigonglv。ruguonibianqianzhiyudianjihedianyuandianlujian,nameyunyingshangzhiweiyougonggonglvmaidan。youyuangonglvyinshuxiaozhengbingbuhuizhijiejiangdidianlichengben。raner,tongguoyixiafangmiantaquetixianlejudadejianjiechengbenyoushi:有源供電模塊再生能源,熱優化,以及修正所有電機、驅動器、安全保護裝置、接線截麵和變壓器的過大選擇。
電力再生
所有ACOPOSmulti供(gong)電(dian)模(mo)塊(kuai)都(dou)具(ju)有(you)電(dian)力(li)再(zai)生(sheng)能(neng)力(li),它(ta)可(ke)以(yi)防(fang)止(zhi)製(zhi)動(dong)動(dong)能(neng)轉(zhuan)化(hua)為(wei)熱(re)量(liang)。和(he)傳(chuan)統(tong)設(she)備(bei)不(bu)同(tong),製(zhi)動(dong)電(dian)阻(zu)絕(jue)不(bu)會(hui)產(chan)生(sheng)熱(re)量(liang)。集(ji)成(cheng)的(de)電(dian)力(li)再(zai)生(sheng)係(xi)統(tong)以(yi)高(gao)效(xiao)環(huan)保(bao)的(de)方(fang)式(shi)避(bi)免(mian)了(le)製(zhi)動(dong)能(neng)量(liang)轉(zhuan)變(bian)為(wei)配(pei)電(dian)櫃(gui)中(zhong)的(de)熱(re)量(liang)。
冷卻技術
即使運用最現代化的驅動技術,配電櫃中的熱量標度仍是一個問題:在(zai)配(pei)電(dian)櫃(gui)和(he)生(sheng)產(chan)車(che)間(jian)中(zhong)使(shi)用(yong)風(feng)機(ji)和(he)氣(qi)溫(wen)控(kong)製(zhi)單(dan)元(yuan)會(hui)產(chan)生(sheng)更(geng)高(gao)的(de)能(neng)源(yuan)成(cheng)本(ben)和(he)額(e)外(wai)的(de)維(wei)護(hu)費(fei)用(yong)。冷(leng)卻(que)板(ban)冷(leng)卻(que)法(fa)可(ke)以(yi)稍(shao)微(wei)減(jian)輕(qing)這(zhe)一(yi)問(wen)題(ti)。該(gai)方(fang)法(fa)中(zhong)使(shi)用(yong)水(shui)或(huo)油(you)將(jiang)散(san)發(fa)的(de)熱(re)量(liang)排(pai)出(chu)配(pei)電(dian)櫃(gui),並(bing)完(wan)美(mei)地(di)進(jin)入(ru)現(xian)有(you)的(de)冷(leng)卻(que)回(hui)路(lu)中(zhong)。這(zhe)樣(yang)就(jiu)能(neng)緩(huan)解(jie)生(sheng)產(chan)間(jian)中(zhong)的(de)驅(qu)動(dong)器(qi)散(san)熱(re)問(wen)題(ti)。這(zhe)樣(yang)的(de)安(an)排(pai)比(bi)傳(chuan)統(tong)的(de)冷(leng)卻(que)單(dan)元(yuan)更(geng)有(you)效(xiao),因(yin)此(ci)也(ye)更(geng)節(jie)能(neng)。

在冷卻板冷卻法中,使用水或油將散發的熱量排出配電櫃,並完美地進入現有的冷卻回路中
電機技術
xiandaihuadeshengchanshebeiyaoqiudianjijincouqiedonglishizu,tahaiyaoyoujididezhuandongguanlianghezuijiadexiaolv。tongbusifudianjizaizhelijiushilixiangdejiejuefangan,taxiangbiyibudianjixianrangengyounengxiao,yinweitadecichangshiliyongyongjiucitiejianlide。qijieguojiushi:視在功率更低,熱量損失更低,效率更高,因此也更能提高能源效率。
結合驅動能量利用製動能量
如果你能製動,那麼你就能勝出:有源供電模塊實際增加的效率是將製動產生的能量送回電源電路中。這裏適用兩個基本條件:
1) 機器是否使用製動?
這(zhe)個(ge)問(wen)題(ti)聽(ting)起(qi)來(lai)微(wei)不(bu)足(zu)道(dao),但(dan)是(shi)連(lian)續(xu)工(gong)作(zuo)的(de)電(dian)機(ji)不(bu)可(ke)能(neng)利(li)用(yong)製(zhi)動(dong)能(neng)量(liang)。在(zai)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia),相(xiang)比(bi)無(wu)源(yuan)供(gong)電(dian)來(lai)說(shuo),有(you)源(yuan)供(gong)電(dian)單(dan)元(yuan)並(bing)不(bu)能(neng)節(jie)約(yue)成(cheng)本(ben)――這裏能耗是相同的,驅動單元的初始購置成本就成為唯一相關的因素。
如果機器部件運行啟動/停止操作(驅動軸加速然後製動),你就能依靠能量再生單元節省開支。通過再生25%的能量,有源供電相比無源供電額外的價格支出就能在一年半之後收回。而後節能仍在繼續――25%的成本節約來自再生能源。另一個優勢是:能量再生過程中,製動能量並不會轉化為熱能。

該圖顯示了2002年德國的工業能耗分布。驅動技術帶來的潛在節能是顯而易見的。(圖表來源:ZVEI)
2) 電源損耗有多大?
在驅動係統中,製動再生能量必須大於所有電源損耗,否則就無法節約能源。ACOPOSmulti係統擁有引領潮流的電源設計,將濾波器、扼流圈、電源模塊和24V輔助電源模塊的能耗降到最低,因此它可以為能源再生提高效率提供最佳條件。

生命周期成本實例:酸奶罐裝機9kW傳送伺服驅動器
通過有源電力再生,冷卻板冷卻,功率因數為1,可以潛在節省27900歐元(全生命周期的43%)。(計算:貝加萊)
分析並優化應用
有多少機器製造商會在原型機設計製造完之後投入時間和精力來驗證驅動單元的過大選擇?又有多少係統運營商會去分析有功功率、視在功率或電源幹路的質量?在這裏,投入時間和精力獲取必要的分析數據很重要。
結論:如果沒有時間和精力,那麼就需要正確的軟件工具來幫忙。
在貝加萊Automation Studio中,高級控製單元可以得到所有驅動軸的當前和曆史功率數據用於診斷――優化驅動,並最大化地提高效率。集成於Automation Studio中的Power Meter是一款用於全麵分析電源電路的工具,它可以對有功功率、無功功率和視在功率進行高質量的測量。
信賴專業的合作夥伴
通tong常chang機ji器qi供gong應ying商shang為wei客ke戶hu安an裝zhuang機ji器qi的de成cheng本ben較jiao低di,僅jin能neng滿man足zu當dang前qian需xu求qiu。然ran而er,如ru果guo能neng源yuan成cheng本ben在zai機ji器qi購gou買mai三san年nian後hou開kai始shi超chao過guo其qi初chu始shi成cheng本ben時shi,整zheng個ge生sheng命ming周zhou期qi成cheng本ben就jiu變bian得de不bu利li於yu客ke戶hu。此ci外wai,如ru果guo係xi統tong運yun營ying商shang指zhi定ding機ji器qi製zhi造zao商shang必bi須xu使shi用yong某mou些xie分fen包bao商shang,那na麼me就jiu會hui變bian得de極ji其qi令ling人ren不bu快kuai:分包商如果提供的是效率低下的驅動產品和概念,那麼機器製造商就無法真正獲得對其它供應商的選擇權。
結論:
ruguojiqigongyingshangbeizhengmingshijienengzengxiaofangmiandezhuanjia,nametongchangtayejiangchengweihouxushangyehuodongzhonghenhaodehezuohuoban。biru,ruguoliangnianhouyigeyouyuangongdiandanyuanzaishengchanzhongmingxiantixianqifujiazhi,nametahenqingyijiunengbeixiaoshougeizhongduanyonghu。
信xin賴lai並bing依yi靠kao優you秀xiu的de驅qu動dong方fang案an供gong應ying商shang很hen重zhong要yao,他ta們men會hui建jian議yi客ke戶hu優you化hua設she備bei選xuan擇ze,並bing通tong過guo創chuang新xin產chan品pin和he自zi動dong化hua方fang案an來lai實shi現xian節jie能neng增zeng效xiao。貝bei加jia萊lai的de銷xiao售shou和he應ying用yong工gong程cheng師shi可ke以yi為wei驅qu動dong技ji術shu提ti供gong最zui優you的de設she置zhi和he出chu色se的de工gong程cheng設she計ji。此ci外wai,貝bei加jia萊lai的de客ke戶hu顧gu問wen也ye可ke以yi就jiu節jie能neng增zeng效xiao方fang麵mian給gei予yu係xi統tong運yun營ying商shang和he生sheng產chan企qi業ye全quan麵mian的de谘zi詢xun。
作者介紹:
Ralf Henkel先生自從2000年一月份以來一直受雇於位於巴特洪堡的貝加萊德國分公司。在2000年至2006年期間,他擔任應用工程師一職,從事項目包括包裝機械、擠出機械和印刷設備。
2006年至今,他一直擔任貝加萊的技術銷售工程師。
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