03
2024
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01
工業(yè)自動化趨勢之驅(qū)動器的進(jìn)化
工業(yè)自動化是德國啟動工業(yè)4.0的重要前提之一，主要是在機(jī)械制造和電氣工程領(lǐng)域。目前在德國和國際制造業(yè)中廣泛采用的“嵌入式系統(tǒng)”，正是將機(jī)械或電氣部件完全嵌入到受控器件內(nèi)部，是一種特定應(yīng)用設(shè)計(jì)的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。數(shù)據(jù)顯示，這種“嵌入式系統(tǒng)”每年獲得的市場效益高達(dá)200億歐元，而這個(gè)數(shù)字到2020年將提升至400億歐元。工業(yè)自動化的發(fā)展速度讓每個(gè)人都感到驚訝。一些新技術(shù)，例如，更先進(jìn)的驅(qū)動器、基于現(xiàn)場總線的氣動裝置和壓電致動閥門等，正在推動行業(yè)快速發(fā)展。那么工業(yè)自動化的發(fā)展趨勢會如何？主要在哪些零部件上改觀效果最快呢？
驅(qū)動器的發(fā)展趨勢
驅(qū)動器方面我們可以看到一個(gè)明顯的趨勢：驅(qū)動器執(zhí)行的任務(wù)比過去更加復(fù)雜。但是從某些方面來說，系統(tǒng)本身卻變得更簡單易用。許多驅(qū)動器供應(yīng)公司一般都會提供用于控制速度的低電壓(最高約700伏特)交流和直流變速驅(qū)動器，通常用于某些類型的連續(xù)過程。
軟件控制增加且變得更容易
一些變速驅(qū)動器為泵、風(fēng)扇和一般性應(yīng)用提供更高水平的控制，但是設(shè)備本身比過去更容易配置。新的向?qū)Чδ苤鸩揭龑?dǎo)用戶完成過程自動化配置和設(shè)置。向?qū)г试S用戶使用接口設(shè)備或存儲卡，執(zhí)行“克隆”，將相同的設(shè)置和配置快速轉(zhuǎn)移到另一臺驅(qū)動器。
此外，位置控制伺服驅(qū)動器的自動整定和電機(jī)識別等功能也取得進(jìn)一步發(fā)展。當(dāng)用戶將電機(jī)連接到驅(qū)動器時(shí)，會觸發(fā)一個(gè)小程序，將適用于驅(qū)動器的90%的應(yīng)用參數(shù)復(fù)制到新系統(tǒng)之中。
擴(kuò)展總線連接
目前，許多驅(qū)動器會連到各種主流工業(yè)現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)，但是，交流變頻器正在越來越多地轉(zhuǎn)向以太網(wǎng)平臺。以太網(wǎng)平臺通常使用多種不同的工業(yè)現(xiàn)場總線，包括Ethernet、EtherCAT、Sercos、Powerlink和Profinet。高端變速驅(qū)動器還可以集成專用協(xié)議，例如用于樓宇自動化的BACnet和用于設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的LonWorks。
更經(jīng)濟(jì)的解決方案
不僅如此，相比之下，越來越多的節(jié)能技術(shù)也更具性價(jià)比。例如，AC30等交流變頻器可以配備有源前端(AFE)電源。AFE電源允許配置公共總線系統(tǒng)，將原本會浪費(fèi)的電能(例如，當(dāng)機(jī)器上的一臺電機(jī)被拉升到超過其設(shè)定值的速度時(shí)或是減速時(shí))以適當(dāng)?shù)恼译娏骱蛦挝还β室驍?shù)送回到電網(wǎng)。過去，大多數(shù)工程師認(rèn)為支持能源回收的驅(qū)動器過于昂貴。但是，隨著能源成本的上升，現(xiàn)在這些系統(tǒng)被認(rèn)為具有高成本效益。高效益設(shè)備可以用于包括裝載船舶的礦山起重機(jī)和起重機(jī)等在內(nèi)的設(shè)備。
多用途、可編程數(shù)字伺服驅(qū)動器
伺服驅(qū)動器也在發(fā)生變化。以前，驅(qū)動器通過集中式控制器或連接的數(shù)字控制器，使用模擬信號進(jìn)行控制。這些單元再經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換?，F(xiàn)代驅(qū)動器大多數(shù)都是全數(shù)字式的，這意味著反饋信號是數(shù)字信號，控制信號也是數(shù)字的，驅(qū)動器可以配備數(shù)字信號處理器。因此，用戶可以將驅(qū)動器配置為“啞式驅(qū)動器”，它們從集中控制位置獲取命令，提供數(shù)字化握手信息，例如驅(qū)動器的位置和速度。舊式驅(qū)動器需要大量的附加硬件，相比之下，現(xiàn)在的驅(qū)動器更容易進(jìn)行配置，可以通過一個(gè)程序包執(zhí)行多個(gè)任務(wù)。
開環(huán)矢量控制系統(tǒng)具備更高的精度
開環(huán)矢量控制系統(tǒng)也正在發(fā)生變革。相比于舊的“V/F”驅(qū)動器，它們有極大的改進(jìn)。開環(huán)矢量系統(tǒng)提供比V/F系統(tǒng)更好的精度和速度控制，以及更好的轉(zhuǎn)矩特性。目前的交流變頻器可以使用無傳感器矢量控制永磁伺服電機(jī)和更傳統(tǒng)的鼠籠式感應(yīng)電動機(jī)。此系統(tǒng)尺寸更小，但是可以提供更高的扭矩和功率。另外，這種技術(shù)具有更快的動態(tài)響應(yīng)，相比于必須產(chǎn)生兩個(gè)場的電機(jī)，永磁電機(jī)的停止和啟動速度更快。這種布局具有低成本和高性能特點(diǎn)，適合低功耗應(yīng)用。
更強(qiáng)勁的冷卻
驅(qū)動器冷卻方法也在不斷變化和發(fā)展。通常，大多數(shù)驅(qū)動器采用空氣冷卻方法。但是近年來，在高功率應(yīng)用中，開始采用制冷劑冷卻方法來帶走IGBT產(chǎn)生的熱量。這種冷卻方法可以讓驅(qū)動器在較小的空間內(nèi)提供更大的功率，同時(shí)降低IGBT熱循環(huán)。例如派克開發(fā)過并且獲得專利的高級兩相冷卻系統(tǒng)，這種系統(tǒng)可以集成到具有極高功率密度的高功率驅(qū)動器之中。
文章鏈接：中國機(jī)床商務(wù)網(wǎng) http://www.jc35.com/news/detail/69286.html
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