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液壓機(jī)械行業(yè)現(xiàn)代化節(jié)能驅(qū)動(dòng)與智能驅(qū)動(dòng)

1液壓機(jī)械行業(yè)特點(diǎn)

2傳統(tǒng)液壓機(jī)械機(jī)械電控柜主要缺失

3 液壓機(jī)械行業(yè)待解決電氣問(wèn)題

4 各種啟動(dòng)裝置啟動(dòng)特性比較

5 流體機(jī)械、產(chǎn)業(yè)機(jī)械、機(jī)床行業(yè)應(yīng)用

6 推薦替代產(chǎn)品

7 替代的主要效益

8 節(jié)電模式

9 使用傳統(tǒng)交直交變頻器主要缺失

10 傳統(tǒng)軟啟動(dòng)與瘦斯達(dá)變頻式軟啟差異分析

1. 液壓機(jī)械行業(yè)特點(diǎn)

 

液壓機(jī)械包括金屬加工機(jī)械、機(jī)床行業(yè)、塑料機(jī)械、橡膠機(jī)械、各種加工機(jī)械。

小功率液壓機(jī)械（例如：校油泵）使用回流方式控制最浪費(fèi)能源，因?yàn)橐簤鹤銐驎r(shí)重新回流到油箱繼續(xù)循環(huán)使用，這樣導(dǎo)致油泵電機(jī)運(yùn)行電費(fèi)提高，循環(huán)油溫度上升，油脂迅速劣化，油管壓力長(zhǎng)期使用在高壓之下容易發(fā)熱漏油，液壓設(shè)備壽命嚴(yán)重減短。

中大功率產(chǎn)品通過(guò)壓力檢測(cè)控制電磁閥方式做加載-卸載控制，雖然可以降低油壓各種損耗，但是卸載時(shí)油泵電機(jī)浪費(fèi)50%左右流動(dòng)電費(fèi)，而且電機(jī)功率因數(shù)嚴(yán)重落后，既浪費(fèi)能源又需繳交功率因數(shù)罰款，而且電網(wǎng)變壓器容量還要加大繳交更多的基本電費(fèi)。

交流異步電機(jī)如果沒(méi)有合適的啟動(dòng)裝置，由于啟動(dòng)電流為額定6-8倍，電網(wǎng)容量必須加大，否則電力公司收取巨額超容罰款。（參考以下圖表）。

以前許多液壓機(jī)械加工廠選用傳統(tǒng)變頻器來(lái)節(jié)電控制，實(shí)際上并沒(méi)有節(jié)省到電費(fèi)，相反的加大電費(fèi)而且增加無(wú)線電干擾與電網(wǎng)污染，而且電機(jī)發(fā)熱提高10%以上，造成中央空調(diào)系統(tǒng)電費(fèi)增加。而且，變頻器使用在油泵電機(jī)驅(qū)動(dòng)都是使用在停止與全速運(yùn)行兩個(gè)速度，而變頻器不能旁路運(yùn)行，因此全速時(shí)還額外增加15%電費(fèi)。

2. 傳統(tǒng)液壓機(jī)械械使用變頻器主要缺失

瘦斯達(dá)交流驅(qū)動(dòng)器替代傳統(tǒng)電控柜的效益：

降低20%電氣總投資費(fèi)用，每月節(jié)約35%電費(fèi)，電控柜縮小80%體積。

變頻器在液壓機(jī)械設(shè)備的運(yùn)用帶來(lái)了許多能源浪費(fèi)與嚴(yán)重環(huán)境污染問(wèn)題；主要原因在于變頻器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)增加15%的運(yùn)行損耗導(dǎo)致用戶流動(dòng)電費(fèi)提高，大馬拉小車造成功率因數(shù)降低，電網(wǎng)諧波污染造成變壓器發(fā)熱及功率因數(shù)降低導(dǎo)致電力公司不斷盯梢罰款；無(wú)線電干擾（EMI）影響到整個(gè)車間自控設(shè)備及加熱系統(tǒng)的正常使用，而且車間員工唯一的娛樂(lè)調(diào)幅收音機(jī)無(wú)法收聽；電機(jī)PWM噪音導(dǎo)致員工耳背的職業(yè)??；PWM諧波引起電機(jī)發(fā)熱量提高10%左右（低速更嚴(yán)重）導(dǎo)致車間溫升提高中央空調(diào)費(fèi)用大增；PWM突波電壓提高電機(jī)絕緣劣化速度（輸出電壓與輸出動(dòng)力線成比例，至少1140V以上）導(dǎo)致電機(jī)線圈燒毀隱患。

傳統(tǒng)電壓型變頻器采用交直交技術(shù)造成電網(wǎng)諧波電流污染嚴(yán)重，又是采用高頻載波PWM技術(shù)，帶來(lái)了極大的無(wú)線電干擾（EMI）與PWM污染問(wèn)題，導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)電機(jī)損耗提高10%左右，電腐蝕現(xiàn)象嚴(yán)重，線圈承受3倍的突波電壓，電機(jī)驅(qū)動(dòng)線集膚效應(yīng)嚴(yán)重。

低壓電壓型變頻器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的損耗超過(guò)15%以上，高壓多電平控制技術(shù)因?yàn)槭褂靡葡嘧儔浩鲗?dǎo)致效率再降低10%以上，因此傳統(tǒng)高壓變頻器體積大、價(jià)格高、器件多、故障率高、運(yùn)行效率低的特點(diǎn)。

傳統(tǒng)電壓型變頻器的環(huán)境污染問(wèn)題嚴(yán)重，治理需要投資高于變頻器的價(jià)格，而且無(wú)法全部有效抑制，治理設(shè)備的損耗更大。因此完全失去了節(jié)能驅(qū)動(dòng)的價(jià)值。

3. 液壓機(jī)械機(jī)械行業(yè)待解決電氣問(wèn)題

1. 降低電氣總投資成本，也就是降低電控柜、動(dòng)力線等費(fèi)用。

2. 無(wú)啟動(dòng)沖擊電流，更改為啟停式控制液壓，降低油溫、管壓。

3. 再節(jié)省卸載時(shí)電機(jī)損耗，降低流動(dòng)電費(fèi)20%左右。

4. 降低電網(wǎng)容量需求，降低基本電費(fèi)。

5. 利用壓力信號(hào)反饋控制電機(jī)啟停，形成閉環(huán)控制。

6. 解決無(wú)線電干擾（EMI）問(wèn)題，調(diào)頻收音機(jī)可以使用。

7. 免除再投資購(gòu)買各種電氣輔助設(shè)備。

8. 解決電機(jī)電磁噪音，解決員工耳背職業(yè)病。

9. 液壓油溫升降低壽命延長(zhǎng)。

4. 各種啟動(dòng)裝置啟動(dòng)特性比較

傳統(tǒng)電氣工程師都是按照電機(jī)5-8倍啟動(dòng)特性設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)控制；電機(jī)不能隨意啟停，越大功率限制越嚴(yán)格，因?yàn)闀?huì)影響到電網(wǎng)質(zhì)量、電機(jī)壽命、輸配電線、開關(guān)設(shè)備、負(fù)載安全等連串問(wèn)題。

西普瘦斯達(dá)變頻式電機(jī)軟啟動(dòng)器將改變過(guò)去百年來(lái)交流電機(jī)啟動(dòng)沖擊電流問(wèn)題；瘦斯達(dá)驅(qū)動(dòng)交流異步電機(jī)在滿載轉(zhuǎn)矩時(shí)的啟動(dòng)電流只需要額定電流（參考圖一到圖三）。

瘦斯達(dá)節(jié)能型交流驅(qū)動(dòng)器-A6是替代傳統(tǒng)電控柜的核心部件，采用變頻式交交變頻技術(shù)在滿載轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)時(shí)只需額定電流，大幅度降低電網(wǎng)容量需求。還有智能信息物聯(lián)網(wǎng)通訊，半導(dǎo)體器件全數(shù)字控制技術(shù)，帶有節(jié)能與全方位電機(jī)保護(hù)功能，是21世紀(jì)最先進(jìn)可靠的交流異步電機(jī)綠色節(jié)能智能控制產(chǎn)品。

由于沒(méi)有啟動(dòng)沖擊電流發(fā)生，交流電機(jī)可以隨意啟?？刂疲粫?huì)增加電網(wǎng)容量、開關(guān)設(shè)備、輸配電線等負(fù)擔(dān)，也沒(méi)有電網(wǎng)諧波污染，電機(jī)壽命也不受影響，那么電機(jī)任意啟停沒(méi)有限制；這樣才能有效提高能源利用率，改變了傳統(tǒng)電機(jī)節(jié)能降耗的觀念。

圖四及圖五說(shuō)明了環(huán)保型綠色變頻器的輸出特性，與傳統(tǒng)電壓型變頻器具有相同的輸出特性，輸出高轉(zhuǎn)矩，分為恒轉(zhuǎn)矩-G與平方遞減轉(zhuǎn)矩-P輸出特性。

 
                  圖一：?jiǎn)?dòng)電流特性                                      圖二：軟啟動(dòng)特性                                     圖三：?jiǎn)?dòng)轉(zhuǎn)矩特性

            圖四 X7輸出轉(zhuǎn)速與輸出電壓曲線                                                                  圖五 X7輸出轉(zhuǎn)速與輸出轉(zhuǎn)矩曲線

5. 流體機(jī)械、產(chǎn)業(yè)機(jī)械與機(jī)床行業(yè)應(yīng)用

傳統(tǒng)移相軟啟動(dòng)器有局限性，就是無(wú)法帶載啟動(dòng)，因?yàn)椴捎靡葡鄿p壓原理將抑制啟動(dòng)電流，而交流異步電機(jī)的特性是電壓與電機(jī)轉(zhuǎn)矩平方成比例，因此即使在流體機(jī)械的應(yīng)用里，如果有回風(fēng)、持壓或銹泵都是無(wú)法順利啟動(dòng)的，也就是如果有負(fù)載時(shí)啟動(dòng)電流還是非常大的，所以傳統(tǒng)移相式電機(jī)軟啟動(dòng)器應(yīng)用的市場(chǎng)就局限于風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)等負(fù)載，無(wú)法帶載啟動(dòng)。

瘦斯達(dá)采用交交變頻轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)（VVVF）作為啟動(dòng)技術(shù)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)在額定負(fù)載情況下啟動(dòng)電流也只有額定電流而已（請(qǐng)參考上圖）。簡(jiǎn)易型家族具有遞減轉(zhuǎn)矩輸出（P）與恒轉(zhuǎn)矩輸出（G）兩種輸出特性可選，突破了傳統(tǒng)軟啟動(dòng)器的局限性；P遞減轉(zhuǎn)矩輸出特性可應(yīng)用于流體機(jī)械應(yīng)用還可解決帶載啟動(dòng)問(wèn)題，G型恒轉(zhuǎn)矩輸出特性可應(yīng)用在產(chǎn)業(yè)機(jī)械與工具機(jī)械負(fù)載。

瘦斯達(dá)?節(jié)能型交流驅(qū)動(dòng)器適合液壓機(jī)械的綠色節(jié)能與智能控制，能夠有效節(jié)約油泵電機(jī)電費(fèi)；瘦斯達(dá)?利用油缸的壓力傳感器信號(hào)（模擬量或上下限開關(guān)量）做電機(jī)的軟起?？刂浦噶睿皇菟惯_(dá)?采用啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)，啟動(dòng)沖擊電流不超過(guò)額定電流兩倍，適合油泵電機(jī)頻繁啟?？刂疲粏?dòng)完成后旁路運(yùn)行沒(méi)有損耗也沒(méi)有變頻器的環(huán)境污染問(wèn)題；在壓力下限時(shí)啟動(dòng)電機(jī)，達(dá)到壓力上限時(shí)停機(jī)；這樣就可以節(jié)省原來(lái)卸載時(shí)電機(jī)全部損耗（40%左右額定功率），投資成本低而且電機(jī)不發(fā)燙更有全方位65種電機(jī)保護(hù)功能。

6. 推薦替代產(chǎn)品

瘦斯達(dá)交流驅(qū)動(dòng)器替代傳統(tǒng)交直交變頻器的效益：

降低20%投資費(fèi)用，每月節(jié)約40%電費(fèi)，電控柜縮小80%體積。

液壓機(jī)械節(jié)能最佳方式就是壓力反饋控制電機(jī)啟停，節(jié)電率最高而且沒(méi)有變頻器的各種污染問(wèn)題，過(guò)去液壓機(jī)械行業(yè)沒(méi)有一個(gè)合適的軟啟動(dòng)產(chǎn)品所以無(wú)法在卸載時(shí)有效節(jié)能，只能靠電磁閥控制讓電機(jī)空載運(yùn)行，但是損耗還是在額定容量的40%左右。

瘦斯達(dá)節(jié)能型交流驅(qū)動(dòng)器-A6產(chǎn)品最適合液壓機(jī)械節(jié)能改造，A6產(chǎn)品采用交交變頻轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)，在額定負(fù)載下只需額定電流；解決傳統(tǒng)液壓機(jī)械節(jié)能運(yùn)行的弊端（啟動(dòng)電流額定5-8倍）為液壓機(jī)械用戶提供高綠色效節(jié)能產(chǎn)品。

液壓機(jī)械行業(yè)所有的交流異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制均可選用西普產(chǎn)品。

推薦節(jié)能驅(qū)動(dòng)選型

替代傳統(tǒng)直接啟動(dòng)模式、替代傳統(tǒng)變頻器、替代星三角降壓等各種軟啟動(dòng)裝置

1. 選用瘦斯達(dá)節(jié)能型交流驅(qū)動(dòng)器-E6/A6替代傳統(tǒng)移相式電機(jī)軟啟動(dòng)或星三角降壓?jiǎn)?dòng)裝置達(dá)到無(wú)啟動(dòng)沖擊電流降低電網(wǎng)容量達(dá)到降低基本電費(fèi)，運(yùn)行時(shí)可通過(guò)PFC控制解決大馬拉小車問(wèn)題達(dá)到減免無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，2X二段速度低速節(jié)能，可頻繁啟動(dòng)提高能源利用率達(dá)到降低流動(dòng)電費(fèi)目的，利用負(fù)載物理量檢測(cè)反饋來(lái)自動(dòng)啟停電機(jī)，調(diào)整電機(jī)做功滿足變動(dòng)負(fù)載特性需要。

2. 選用瘦斯達(dá)變頻式交流驅(qū)動(dòng)器-A5/E5替代傳統(tǒng)移相式電機(jī)軟啟動(dòng)或星三角降壓?jiǎn)?dòng)裝置，無(wú)啟動(dòng)沖擊電流降低電網(wǎng)容量達(dá)到降低基本電費(fèi)；可使用多次啟動(dòng)模式提高能源利用率達(dá)到降低流動(dòng)電費(fèi)目的，利用開關(guān)量反饋控制電機(jī)啟停方式調(diào)整做功滿足變動(dòng)負(fù)載特性需要。

3. 選用普司達(dá)環(huán)保型綠色變頻器-A7/E7直接替代傳統(tǒng)交直交變頻器或高壓?jiǎn)卧?lián)變頻器，具有前面兩種產(chǎn)品的功能特性還增加變頻調(diào)速功能；雖然兩者雖然都是變頻器，性能卻大不相同；普司達(dá)產(chǎn)品沒(méi)有電網(wǎng)污染問(wèn)題也沒(méi)有高頻干擾污染問(wèn)題不必投資諧波抑制設(shè)備，而且提高25%以上的節(jié)能效果及旁路節(jié)能運(yùn)行。

4. 直接選用普司達(dá)智能全數(shù)字電控柜-P，由本公司按照客戶需要推薦各種現(xiàn)代化驅(qū)動(dòng)控制裝置全面解決傳統(tǒng)液壓機(jī)械機(jī)械問(wèn)題，降低電氣總投資成本，降低電費(fèi)及檢修成本，智能制造控制。

5. 單相電源請(qǐng)選用單相變頻式交流驅(qū)動(dòng)器-M6或單相變頻式電機(jī)軟啟-M5；需要調(diào)速請(qǐng)選用環(huán)保型綠色變頻器-M7，以上均可直接驅(qū)動(dòng)單相電機(jī).

1. 替代的主要效益

1. 電氣投資總成本下降20%左右。

2. 電控柜體積縮小80%。

3. 電網(wǎng)容量下調(diào)20%-基本電費(fèi)下降20%。

4. 間歇性做功平均節(jié)省20%流動(dòng)電費(fèi)。

5. 接觸器采用半導(dǎo)體過(guò)零開關(guān)控制，沒(méi)有火花拉弧現(xiàn)象。

6. 啟動(dòng)沒(méi)有沖擊電流，帶載也可以啟動(dòng)。

7. 不必再投資購(gòu)買節(jié)能改造、技術(shù)改造、無(wú)功補(bǔ)償、污染防治設(shè)備。

8. 壓力反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)，直接控制電機(jī)啟停。

9. 全方位電機(jī)保護(hù)功能，電機(jī)不再燒毀。

10. 具有PFC控制功能，減免無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備購(gòu)買。

11. 壓力閉環(huán)控制降低管壓損耗，延長(zhǎng)液壓油壽命。

12. 沒(méi)有高頻無(wú)線電干擾，不會(huì)影響到調(diào)頻收音機(jī)，電機(jī)也沒(méi)有PWM電磁噪音。

2. 節(jié)電模式

 

標(biāo)準(zhǔn)節(jié)能：間歇性做功提高能源利用率。

旁路節(jié)能：負(fù)載率較高時(shí)可以旁路運(yùn)行（DOL），沒(méi)有多余損耗。

閉環(huán)節(jié)能：通過(guò)開關(guān)量傳感器反饋信號(hào)作為啟停指令。

輕載節(jié)能：透過(guò)PFC功能達(dá)到輕載自動(dòng)降壓達(dá)到降低運(yùn)行損耗提高功因功能。

低速節(jié)能：不均勻負(fù)載在等待期間可以降低轉(zhuǎn)速2X運(yùn)行達(dá)到節(jié)能效果（例如輸送帶）。

調(diào)速節(jié)能：流體機(jī)械的轉(zhuǎn)速與功率成三次方關(guān)系，恒轉(zhuǎn)矩輸出則為正比例關(guān)系。

E5/A5節(jié)能模式

軟啟?？刂剖亲钔ㄓ玫墓?jié)能模式，利用手動(dòng)或者負(fù)載信號(hào)檢測(cè)反饋開關(guān)量來(lái)啟停電機(jī)達(dá)到控制做功的目的，例如：空壓機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵類、壓縮機(jī)利用壓力傳感器的上下限開關(guān)量來(lái)啟停驅(qū)動(dòng)電機(jī)。E5本身采用變頻式技術(shù)，瘦斯達(dá)可以無(wú)沖擊電流平滑啟停電機(jī)，即使在滿載轉(zhuǎn)矩下也只需要額定電流，電網(wǎng)沒(méi)有諧波污染問(wèn)題；瘦斯達(dá)驅(qū)動(dòng)時(shí)交流異步電機(jī)沒(méi)有啟動(dòng)沖擊電流而且能夠滿載恒轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)的特性將顛覆交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制傳統(tǒng)觀念。

固定電費(fèi)評(píng)估：由于沒(méi)有啟動(dòng)沖擊電流，電網(wǎng)變壓器容量可以有效下降，至少節(jié)約25%的固定電費(fèi)。

流動(dòng)電費(fèi)評(píng)估：間歇性做功節(jié)電效果平均20%左右（依據(jù)工況決定）。

主要節(jié)能降耗技巧可點(diǎn)擊參考瘦斯達(dá)節(jié)能降耗技巧。

A6節(jié)能模式

在A5節(jié)能模式的基礎(chǔ)上增加輕載節(jié)能與低速節(jié)能的功能；

大馬拉小車是目前最普遍的現(xiàn)象，也就是電機(jī)運(yùn)行在額定負(fù)載以下，這樣會(huì)提高線損、降低功因提高無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備費(fèi)用。輕載節(jié)能就是解決大馬拉小車的問(wèn)題。

低速節(jié)能在輸送帶系統(tǒng)普遍應(yīng)用，例如機(jī)場(chǎng)、商場(chǎng)、地鐵等沒(méi)有旅客時(shí)可以降低轉(zhuǎn)速達(dá)到有效節(jié)能的目的，在電磁閥控制系統(tǒng)卸載時(shí)也能再次降低損耗50%左右。雖然傳統(tǒng)變頻器也能做到，但是必須支付額外15%的損耗、電網(wǎng)諧波污染、PWM噪音、無(wú)線電干擾等成本問(wèn)題。

E7/A7節(jié)能模式

流體機(jī)械最重要的調(diào)速目的在于節(jié)能，因?yàn)樗俣扰c功率三次方的比例，節(jié)能效果明顯。產(chǎn)業(yè)機(jī)械轉(zhuǎn)速與功耗成正比關(guān)系，但是更多的目的在于生產(chǎn)工藝需要。

E7/A7就是綠色變頻器，采用特殊VVVF控制技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)變頻器的節(jié)能省電功能，而且還提高15%以上節(jié)電空間，沒(méi)有電網(wǎng)污染、無(wú)線電干擾與PWM噪音問(wèn)題。

還有比傳統(tǒng)變頻器更好的地方就是H7能夠旁路運(yùn)行，在接近工頻速度就可以直接旁路，這是傳統(tǒng)變頻器做不到的。其他功能請(qǐng)參考E5及E6相同的節(jié)能模式介紹。

詳細(xì)應(yīng)用技術(shù)請(qǐng)參考瘦斯達(dá)節(jié)能降耗原理資料