Silnik o zmiennej prędkości obrotowej: przewodnik po sterowaniu i zastosowaniach

Połączenie silnika o zmiennej prędkości obrotowej z pompą hydrauliczną to jedna z tych koncepcji, która w retrospektywie wydaje się oczywista, ale której masowa adopcja przez branżę zajęła bardzo dużo czasu. Podstawowa zasada jest prosta: zamiast napędzać pompę z stałą prędkością obrotową i ograniczać przepływ za pomocą zaworów, pompę napędza się z taką prędkością obrotową, która zapewnia dokładnie taki przepływ, jaki wymaga system. Mniej ograniczania przepływu, mniej ciepła, mniej marnowanej energii.

To, co rzeczywiście wykonuje sterownik

Przekształtnik częstotliwości zmienia częstotliwość i napięcie zasilania dostarczane do standardowego silnika indukcyjnego, umożliwiając ciągłe regulowanie jego prędkości obrotowej od wartości bliskiej zeru do prędkości znamionowej lub wyższej. Pompa hydrauliczna śledzi tę prędkość bezpośrednio — bez zaworów, bez obejścia i bez dodatkowych skomplikowań mechanicznych. W trybie sterowania ciśnieniem w pętli zamkniętej przetwornik ciśnienia przekazuje sygnał zwrotny do kontrolera przekształtnika, który w czasie rzeczywistym dostosowuje prędkość obrotową silnika, aby utrzymać docelowe ciśnienie w zakresie jednego lub dwóch barów.

Napędy serwonapędowe rozwijają tę koncepcję dalej, oferując szeroką pasmowość oraz precyzję pozycjonowania, dzięki czemu obwód pompy hydraulicznej zachowuje się niemal jak bezpośredni oś serwonapędowa. Takie wysokowydajne konfiguracje napędów o zmiennej prędkości są powszechne w precyzyjnych prasach kształtujących oraz stanowiskach badawczych, gdzie siła i położenie muszą być kontrolowane jednocześnie.

Dokąd udaje się energia

W tradycyjnym obwodzie przemysłowej pompy hydraulicznej o stałej prędkości obrotowej pompa pracuje z pełną prędkością za każdym razem, gdy maszyna jest podłączona do zasilania — nawet w fazach postoju, kiedy żaden siłownik się nie porusza. Sterownik częstotliwościowy obniża prędkość obrotową silnika do poziomu bliskiego postoju w tych fazach, co znacznie zmniejsza pobór mocy. W typowym cyklu formowania wtryskowego sterowniki częstotliwościowe redukują całkowitą konsumpcję energii elektrycznej o 40–70% w porównaniu do obwodów o stałej prędkości. Jest to mierzalna zwrotność inwestycji w sterownik, zwykle osiągana w ciągu dwóch do trzech lat przy przemysłowych cenach energii elektrycznej.

Łagodne uruchamianie i żywotność komponentów

Każde uruchomienie silnika o stałej prędkości obrotowej powoduje uderzenie mechaniczne w sprzęgło i wał pompy — charakterystyczny stuk, który słychać przy osiąganiu przez układ nominalnej prędkości. Regulatory prędkości obrotowej zmieniają prędkość silnika stopniowo, eliminując to uderzenie. W trakcie całego okresu eksploatacji maszyny oznacza to mniejsze zużycie łożysk w pompie oraz mniejsze zużycie uszczelki wału. Pompa hydrauliczna, która łagodnie uruchamiana jest setki razy dziennie, wykazuje wyraźnie dłuższą żywotność między kolejnymi przeglądami i remontami.

Precyzyjne zestawy uszczelek HOVOO / HOUFU zapewniają stałą sprawność objętościową w całym zakresie prędkości obrotowych pomp napędzanych silnikami z regulowaną prędkością obrotową. Zużycie uszczelek akceptowalne przy stałej prędkości staje się istotną utratą sprawności, gdy przekształtnik pracuje intensywnie, aby utrzymać ciśnienie przy niskiej prędkości obrotowej. Zachowaj szczelność swojego układu dzięki uszczelkom HOVOO — hovooseal.com.

Źródło: www.hovooseal.com