机电一体化大专毕业生在社会中的应用与创新研究探索减少能源消耗的方法
【导读】机电一体化顾名思义,就是将电机、控制芯片、功率级以及人性化、智能化的软件算法融为一体。它是电机企业竞争力的核心之一,因此随着高效、小型化、数字化的特点兴起,电机生产过程中也将进一步智能自动化。
目前,电机行业作为应用最广泛的电气设备,是各国制造业重要组成部分。我国已在“十三五”规划纲要中提出,要深入实施《中国制造2025》,旨在促进制造业向高端、智能、高效和绿色发展。
然而,能耗一直是电机行业的一大问题,主要集中在负载率低、不对称或过低的供货压力、大量老旧型号仍使用以及维护管理不当等方面。相信很多从事这一行的人都曾遇到过发热、振动、中断故障甚至烧毁的问题。
第15届(深圳)国际电子驱动与控制技术研讨会上展出的产品
如何平衡高效性能与成本承受能力,以降低能耗提高效率,这是一个不可回避的问题。此外,由于不同功率大小和极数的影响,以及不同的磁性材料,都会改变损耗分布,所以为了降低能耗需要采取不同的措施。
关于这方面,曹广忠认为,与普通电机相比,节能高效的设计首先要优化总体设计步骤,比如选用减少损耗材料组件,可以减少无必要增大的消耗。
此外,对通风结构合理设计对于提高效率并降低风磨也是至关重要。据有关试验表明,大功率部分风磨消耗可以下降30%左右。这表明损耗程度很大程度上取决于设计结构呈现波动趋势。
再者,不断推进时代发展使得驱动器关于设计效率工作逐渐增加,其次,比重决定了驱动器是否有效,从60%提升到70-80%,甚至90%,最后注重结构、软件和算法等多方面综合考虑都可以达到最佳节能效果。黄致恺补充道。
实际应用中,在运行时,由于负载并不总是在满负荷状态,但由于早期调速困难常因挡风板或开停时间来调整,而这种频繁开停引起冲击较大造成不必要损失问题。
当然,如今已经从交流有刷转变为直流无刷时代,使得整个系统更加精细。在辜常林看来,无论是构造还是驱动方式,都离不开其功能,并且这个两方面可细分为正弦波与方波控制方式,其中前者整体成本较高但更高效;后者则相反,即便存在MCU外部接口。但整体而言,这种选择会根据具体情况而定。