Come ridurre il consumo di energia nei servi motori?
I clienti spesso ci chiedono: "Il nostroservo motoreS Consuma troppa energia, causando le bollette di elettricità mensili per superare i limiti. Oltre a ridurre gli orari operativi, quali altre soluzioni sono disponibili? "Molti o presumono" un elevato consumo di energia deriva dal motore stesso, richiedendo la sostituzione delle apparecchiature, "solo per spendere pesantemente su nuovi motori con pochi miglioramenti nell'efficienza. Altri regolano i parametri verso il basso, con conseguenti emissioni di elaborazioni, con un aumento di una riduzione di un numero di elaborazioni, con un posizionamento in ritardo insufficiente per applicare incollaggio in modo insufficiente per una coppia insolita insufficiente per una coppia insufficiente per un numero di elaborazioni insufficienti per un incollaggio insufficiente per un toppa insolito. In realtà, l'ottimizzazione del consumo di energia del servo motorio segue una logica chiara.
Innanzitutto, chiariamo: perché affronta il consumo di energia del servo motorio critico?
Come "Power Heart" delle apparecchiature di automazione,servo motoreLe S sono ampiamente utilizzate in macchine utensili, bracci robotici, cinture di trasporto e sistemi simili, che rappresentano il 60% -80% del consumo di energia totale delle apparecchiature.
Il consumo di energia eccessivo non solo gonfia i costi dell'elettricità aziendale (un singolo servomotore da 10 kW che opera continuamente per 24 ore può comportare migliaia di dollari in differenze mensili sui costi di elettricità), ma innesca anche una serie di problemi secondari:
Aumento della temperatura:Il consumo di energia eccessivo aumenta le perdite di rame e ferro nel motore, causando la salita di temperature dai 40 gradi normali a oltre 70 gradi. Le alte temperature accelerano il degrado dell'isolamento e riducono la durata del motore (ogni aumento di 10 gradi riduce la durata della vita di circa il 20%).
Efficienza ridotta:I servi motori che operano mostrano in modo inefficiente scenari "overkill", come l'uso di un motore da 15kW per guidare un carico da 5 kW.
In secondo luogo, metodi fondamentali per ridurre il consumo di energia del servo motorio: copertura completa in quattro dimensioni dalla selezione all'altra
Ridurreservo motoreIl consumo di energia richiede una gestione end-to-end dalla "selezione iniziale" a "operazione quotidiana".
Metodi su misura per le diverse fasi della tuta variabili e non possono essere applicati universalmente:
1. Selezione precisa: evitare "eccessivo" per controllare il consumo di energia alla fonte
Dai la priorità ai motori ad alta efficienza:Optare per i servi motori con valutazioni IE3 (alta efficienza) o IE4 (ultra-efficienza). I loro nuclei usano fogli di acciaio in silicio a bassa perdita e i loro avvolgimenti hanno una resistenza inferiore, con conseguenti perdite di rame e ferro inferiore del 20% -30% rispetto ai motori IE2. Una fabbrica di elettronica ha sostituito 20 motori IE2 nel suo seminario con IE4 Motors, riducendo direttamente i costi di elettricità mensili di 12.000 yuan.
Selezionare il tipo di motore in base alle caratteristiche di carico:Per le attrezzature che richiedono frequenti avviamenti/arresti (ad es. Macchine per l'imballaggio), scegli "bassa inerziaservo motoreS "con correnti di partenza più basse, riducendo il consumo di energia durante il funzionamento del 15% rispetto ai motori ad alta inerzia. Per le attrezzature che richiedono un funzionamento a bassa velocità prolungati (ad es. Macchine per la macinazione di precisione), selezionare" servi motori sincroni permanenti a magnet permanente ", che offrono un'efficienza più alta del 20% -25% a bassa velocità rispetto ai motori servi asincronati.
2. Ottimizza i parametri di controllo:Consentire ai motori di "fornire energia su richiesta" e ridurre il consumo di energia inattiva
Gli stati operativi del servomozione sono determinati dai parametri del controller. Impostazioni dei parametri adeguati impediscono il "eccesso di potere" e minimizzano il consumo di energia non necessario.
Abilita "Modalità Sleep/Standby":Quando il motore fa una pausa (ad esempio, braccio robotico in attesa di un pezzo di lavoro, il trasportatore intermittente si ferma), attiva la modalità di sospensione tramite il controller. Ciò riduce la corrente di eccitazione del 50%-80%, abbassando il consumo di energia in standby da centinaia di watt a decine di watt. Una linea di imballaggio alimentare ha ottenuto un risparmio giornaliero di tempo di standby ad alta potenza di 2 ore;
Dopo aver regolato i tempi di accelerazione/decelerazione su una linea di ordinamento logistica, il consumo di alimentazione di picco durante l'avvio del motore è diminuito del 40%.
Ottimizza il servo guadagno:Il guadagno eccessivo provoca frequenti cicli di "superamento e recupero", aumentando il consumo di energia; Il guadagno insufficiente porta al posizionamento delle inesattezze. Attraverso "test di risposta a gradini", regolare il guadagno della posizione e il guadagno di velocità per raggiungere "superamento zero con una risposta più rapida", riducendo il consumo di energia della regolamentazione del 10%-15%.
3. Ottimizzare il carico e la trasmissione: ridurre la "resistenza aggiuntiva" al carico del motore inferiore
Il consumo di energia del motore è direttamente correlato alla resistenza al carico. Ottimizzazione delle strutture meccaniche e minimizzare le perdite di trasmissione riduce indirettamente la potenza richiesta dal motore.
Ridurre l'attrito meccanico: lubrificare regolarmente i componenti di trasmissione come alberi del motore, accoppiamenti, viti a sfera (fare riferimento a precedenti metodi di lubrificazione a vite a sfera) e guide lineari per ridurre il coefficiente di attrito da 0,1 a meno di 0,005. Un produttore di macchine utensili ha ottenuto una riduzione dell'8% inservo motoreCoppia di carico e consumo di energia corrispondente mediante lubrificazione mensile delle parti di trasmissione.
Componenti in movimento leggero:Sostituire l'acciaio con lega di alluminio o materie plastiche per parti in movimento come effettori di fine del braccio robotico e vassoi di nastro trasportatore per ridurre il peso del carico. Ad esempio, la riduzione del peso degli utensili di un braccio robotico da 2 kg a 1 kg ha ridotto la coppia di trasmissione del motore del 15% e ha ridotto il consumo di energia operativa di circa il 12%.
Evita il funzionamento del sovraccarico:Monitorare la corrente in tempo reale tramite il controller del motore (il sovraccarico si verifica quando la corrente supera 1,2 volte il valore nominale). Se si verificano frequenti sovraccarichi, ispezionare gli ostruimenti meccanici (ad es. Deformazione del binario di guida, danni al cuscinetto) o prendere in considerazione l'aggiornamento della struttura di trasmissione (ad es. Sostituzione di viti trapezoidali con viti a sfere). Una volta una linea di produzione ha sperimentato un sovraccarico prolungato del motore a causa di berretto della rotaia guida, con un consumo energetico più elevato del 40% rispetto al normale. Il consumo di energia è tornato alla normalità dopo aver riparato la guida guida.
In terzo luogo, soluzioni di ottimizzazione dell'alimentazione motoria per diversi scenari: adattamento preciso per evitare insidie
Servo motoreS In diverse apparecchiature e condizioni operative hanno esigenze di ottimizzazione di potenza molto diverse.
Metodi di ottimizzazione:
Sostituire i motori IE2 obsoleti con servi motori sincroni permanenti a bassa inerzia che soddisfano gli standard di efficienza energetica IE4;
Installare le unità di feedback di energia per recuperare l'energia rigenerativa durante la frenata;
Ottimizza il servomo Gain (tramite la funzione "Controllo del guadagno automatico" integrato del controller) per ridurre il superamento e il rimbalzo;
Risultati del caso di studio: per il wafer di una fabbrica di semiconduttori che gestisce il braccio robotico, l'efficienza motoria è migliorata dall'85% al 92% post-ottimizzazione, risparmiando 20 kWh al giorno mantenendo una precisione di posizionamento stabile a ± 0,002 mm senza compromessi.
In quarto luogo, idee sbagliate comuni sulla riduzione del consumo di energia del servo motorio: evitare questi errori per prevenire l'ottimizzazione controproducente
1. Manceception 1: riducendo deliberatamente la coppia del motore per il risparmio energetico
Alcuni utenti credono erroneamente che "una coppia inferiore equivale a un consumo di energia inferiore", che imposta intenzionalmente parametri di coppia del motore al di sotto dell'80% dei requisiti effettivi. Ciò fa sì che il motore non riesca a guidare il carico, con conseguenti condizioni di "stallo", dove le correnti di stallo possono raggiungere 5-10 volte la corrente nominale, causando l'aumento del consumo di energia e potenzialmente bruciando il motore.
2. Mbroveception 2: installazione di unità di feedback energetico su tutti i motori
Le unità di feedback energetico richiedono condizioni specifiche:Solo quando i motori freno frequentemente (ad es. maggiore o uguale a 50 volte al giorno) l'energia recuperata giustifica l'investimento. Per i motori che operano a velocità costante per lunghi periodi (ad es. Cinture di trasportatore) con frenata rara, il costo dell'unità (migliaia di yuan) può richiedere 1-2 anni per recuperare.
3. Mubarception 3: trascurare la dissipazione del calore del motore
Quando si ottimizzano il consumo energetico, il blocco delle porte di ventilazione del motore (ad es. Con recinzioni a prova di polvere) provoca aumenti di temperatura. Per mantenere il funzionamento, il motore compensa disegnando correnti più elevate, aumentando effettivamente il consumo di energia. Una polvere installata in fabbrica suservo motoreS, aumento di temperature da 50 gradi a 75 gradi e aumento del consumo di energia del 15%.
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