工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中,液壓站系統(tǒng)應(yīng)用十分廣泛。經(jīng)典的液壓系統(tǒng)有許多優(yōu)點:高節(jié)能、低噪音、液壓站使用壽命長。
科技在發(fā)展,對技術(shù)的追求永無止境。特別是在碳中和和碳達(dá)峰的大背景下,是否可以開發(fā)出能耗更高、噪音更低、環(huán)境沖擊更小的液壓站系統(tǒng),以推進(jìn)工業(yè)發(fā)展呢?
如上圖,這里綜合地介紹一下不同配置液壓站系統(tǒng)。
1. 異步電機定量泵
異步電機定量泵的配置方案中,電機在全速旋轉(zhuǎn),泵的流量恒定,通過普通閥件控制系統(tǒng)壓力和流量,調(diào)整系統(tǒng)的壓力和流量。
這種配置,由于電機常轉(zhuǎn),從而造成操作能源浪費。
其主要優(yōu)勢:采用標(biāo)準(zhǔn)電機、控制簡單。
主要劣勢:噪音大、閥控投資成本高、能耗高。
2. 異步電機變量泵
通過異步電機變量泵。在這個方案中,電機轉(zhuǎn)速不變,可以通過變量泵控制系統(tǒng)壓力和流量。采用可調(diào)節(jié)的變量泵能夠平衡系統(tǒng)的能量損耗。但仍然存在較大的浪費,且噪音較大。
主要優(yōu)勢:比異步電機定量泵具有更好的能量效率。
主要劣勢:異步電機仍然會有一定的無功損耗。
3. 伺服電機驅(qū)動定量泵
伺服液壓站將伺服驅(qū)動技術(shù)結(jié)合到液壓能量轉(zhuǎn)換,具有很大優(yōu)勢:高節(jié)能、低噪音、高性價比、滿足高精速度控制。
伺服液壓站能耗能大大降低。整體系統(tǒng)的產(chǎn)生的熱量低、噪音低,且效率高、動態(tài)性和控制精度好。
從系統(tǒng)構(gòu)成上,伺服液壓驅(qū)動系統(tǒng)由定量泵、伺服電機、伺服驅(qū)動器和伺服液壓控制包組成。
在伺服液壓站系統(tǒng)中,每一個工藝循環(huán)步驟時,泵的壓力和流量控制都可通過調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速進(jìn)行精確匹配。當(dāng)特定工藝步驟無液壓流消耗時,驅(qū)動可以停止,從而無能量消耗。在壓力控制時,電機僅按照要求轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),從而僅消耗維持壓力控制所需的能量。從而,伺服液壓驅(qū)動系統(tǒng),相對經(jīng)典方案可節(jié)能50%。對于工藝步驟中有較長時間無載荷,則可節(jié)能高達(dá)80%。
從三種液壓站系統(tǒng)中,可以明白伺服液壓系統(tǒng)投資高,但運行成本低,環(huán)境友好性強,屬于面向未來的技術(shù)。
那么,在什么情況下,伺服液壓系統(tǒng)更適合,對比優(yōu)勢更強,更具推廣和投資價值呢?
在液壓系統(tǒng)中,能量消耗主要取決于系統(tǒng)壓力和流量,它們必須滿足系統(tǒng)要求。也就是說,壓力和流量是液壓系統(tǒng)的兩個基本參數(shù)。
如果工藝循環(huán)過程中,壓力和流量存在較大變化,而泵輸出不變或僅在有限區(qū)間變化,則存在大幅度的能源浪費,也就是伺服液壓系統(tǒng)推廣和投資的空間。
那么,大家對面向未來的伺服液壓系統(tǒng),有何看法?歡迎留言,大家一起探討!
