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变频技术的发展,推动效率的提升

来源:控制工程网2016.05.26

  通过先进电机控制器之间的通讯,以及变频器(VFD)和过程自动化控制之间的通讯,企业可以获得更多的细节信息,了解能源消耗变化的原因及区域,从而可以实现更高效率地生产运营和过程改进。
  现在,很多公司非常重视过程效率,以便保护环境,提升盈利水平。由于资源越来越匮乏,整个工业界都在想尽办法,提升资源的利用效率。技术进步,提升了过程效率,可以提供更多的能源利用信息,从而可以进一步深入了解不同工艺过程的效率水平。
  设备效率也已经成为各国监管机构和工业组织的关注重点。举个例子,美国能源部召集了一批专家,来分析与工、商业用泵相关的能源利用、成本和效益,目的在于制定能源节约标准。对于商业用风扇、鼓风机,它们也做了类似的考察研究工作,以期达到同样的目的,只是目前还处在初级阶段。美国空调供热制冷协会(AHRI),是一个工业组织,最近刚开发了最新变频器认证标准1210/1211认证,适用于很多和风机、泵有关的场合。


■ 嵌入到驱动器中的先进振动抑制技术,可以使运行更平滑CONTROL ENGINEERING China版权所有,稳定时间更快,定位也更精确。通过积极增加负载波动阻尼,Servotronix驱动可以显著降低重载或终端效应器稳定在目标位置所需的时间。 图片来源:Servotronix

  变频器的驱动效率
  很多公司,都寻求在其过程中安装先进的变频器(或者升级原有驱动器)来提高效率。在某些过程工艺中,变频器可以通过电子方式来改变电机的转速,从而满足需求。这些装置对于过程的改进十分关键,并且在不影响系统性能的情况下,提升整体效益。
  新一代变频器,在效率提升方面带来了关键改进,包括能源转换效率和能源度量。能源转换回路,利用最新的模型,将能源从分布式源头转换为电机功率,从而可以实现比以往更高的效率。绝缘晶体管以及能源存储技术的发展进步,已经可以降低在驱动过程中所产生的总热量(这些热量是能源损失的重要组成部分),这样不仅可以大大减少机组的体积(通常可以降低到老机组的一半大小),同时还可以提供更高的效率。通过具有更高处理器配置的最新功率转换半导体,再辅以低阻抗导体和改进电容,设计工程师就可以在不降低性能的情况下提高效率。
  由于传感器性能的提升,功率测量也获得了改进。当与网络连接技术(以太网、嵌入式网络服务器以及Wi-Fi)结合起来时,用户就可以确定运行在变频器上的每一个电机所消耗功率的精确数值。仔细监视每个电机的能源消耗,就可以识别出效率不高的环节,从而采取有针对性的措施来改进。如果一个工艺过程,使用多个变频驱动器/电机组合,那么识别出消耗能量最多的电机,就可以对其进行处理,而不会影响其它电机或者整个工艺处理流程。


■ 先进的变频器,使得通过有线或者利用无线平板电脑、移动设备等实现监视和控制功能成为可能。图片来源:施耐德电气

  变频器带来的效益
  过去,当驱动器无法正常工作时,用户往往一头雾水CONTROL ENGINEERING China版权所有,只能猜测到底是什么原因导致了停机条件?是连锁断开?是电源峰值?是电机过载?还是其它什么原因?先进的变频器具有报警功能,不仅可以告诉用户停机的准确原因CONTROL ENGINEERING China版权所有,而且可以记录可能导致停机的工况,而造成停机的真正原因,可能与所显示的造成最终停机的原因完全不同。
  在电机过电流时,变频器会报警,提示用户电机电流正在升高,并且在真正的停机、关断工艺流程之前,提供数据支持以便用户做出判断,或者显示电机所需的尖峰瞬时电流来对此现象做出解释。

  先进的变频器还可以产生动态QR代码,与用户直接交流关键信息。用户使用移动电话或者其它移动设备就能扫描获取变频动器所提供的代码或驱动器的关键信息。这些信息包括诊断和推荐的矫正措施CONTROL ENGINEERING China版权所有,它们还甚至还可以直接给生产客户服务团队发送报告www.cechina.cn,那么服务团队成员就可以藉此进行分析,并为客户提供推荐的解决方案。(作者:Tom Lowery)

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