直流电机的双刃剑探索节能策略的新篇章

【导读】自动一体化不仅仅是电机类型、控制芯片、功率级以及人性化、智能化软件算法的集成,它更是电机企业竞争力的核心要素。随着高效、小型、高端和数字化特征的兴起,电机生产过程将进一步向智能自动化发展。在全球制造业中,电机作为应用最广泛的设备占据重要地位,而中国在《中国制造2025》规划中提出促进制造业转型升级,以实现高端、高效、绿色和服务导向。

然而,能耗一直是电机行业面临的一大挑战,主要集中在负载率低下、电源不对称或过低问题,以及老旧型号仍在使用以及维护管理不足四个方面。这导致了频繁的问题,如发热、振动、中断甚至损坏等。第15届(深圳)电机驱动与控制技术研讨会上展出的产品深刻印证了这一点。

如何平衡高效性能与成本承受能力,同时降低能耗提高效率,是各大企业必须解决的问题。此外,由于损耗分布受到功率大小及极数变化影响,并且不同的磁性材料也会影响损耗大小,因此采取多种措施来降低能耗至关重要。

曹广忠指出,高效节能的设计首先优化了整体设计步骤,比如选用减少无谓增加消耗的材料组件,从而减少额外消耗。此外,合理设计通风结构对于提升效率降低风磨失也是非常关键。研究表明,与普通电机相比,大功率部分风磨失有30%左右降幅,这显示了设计结构对损耗程度显著影响。

此外,在时代推进过程中,对于驱动器设计提高工作质量至关重要,其比重从60%增加到70-80%,甚至90%,并且注重结构改进、软件算法等方面可以达到最佳节能效果。黄致恺补充道,在实际运作时,不同负载下的运行时间并不总是一致,但由于早期调速困难,如今已经逐渐采用直流无刷技术以提升能源利用比例和系统稳定性。

当然,从交流有刷转变为直流无刷已经是一个巨大的飞跃,而辜常林认为,无论是构造还是驱动方式,都直接关系到能量浪费问题,并且这种两方面可细分为正弦波与方波控制方式,其中前者由MCU主控,更具备更好的整体性能、高效性和较低能源消耗;后者虽然成本较低但能源消散更多,也伴随着较差性能。一切都指向一个方向:追求更加精确、高效和环保的未来。

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