Цахилгаан хавтгай машин залхууралтын хяналт: Зөөлөн ажиллагааг хангах

Зөөлтийн тээвэрлэгч дээрх цахилгаан хөдөлгүүрийн эргэлтийн хурдны үндсэн зарчим

Цахилгаан хөдөлгүүрийн хурдны хяналтын үүрэг зөөлтийн тээвэрлэгчийн үр ашигт ажиллагаанд

Янз бүрийн салбарт ачаа зөөх татагчийн үр дүнтэй ажиллахын тулд хурдыг зөв тохируулах нь маш чухал. Хэрэв хөдөлгүүрийг зөв удирдвал материалын системд энерги хэрэглээг ойролцоогоор 24 хувь хүртэл бууруулах болон ачааг яг зөв байрлалд аваачих боломжийг олгоно. Эдгээр машинуудын хурдсах, удаашрах явц нь зөөж буй ачаа болон тоног төхөөрөмжийг хамгаалахад тусалдаг тул илүү аюулгүй ажиллагаа болон тоног төхөөрөмжийн үйлчилгээний хугацааг уртасгадаг. Одоогийн үед ихэнх ачаа зөөх татагчууд 1 тонноос эхлээд 50 тонны хүртэлх янз бүрийн жинтэй ачааг зөөх шаардлагатай учраас хувьсах хурдны тохиргоотой ирдэг. Энэхүү уян хатан байдлын тулгуур цэг нь өдөр тутам нөхцөл байдлаа өөрчилж байдаг нийлүүлэлтийн боомт эсвэл томоохон гишгүүрийн талбай шиг газруудад маш чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

Хүчдэл ба гүйдлийг зохицуулах замаар тогтмол гүйдлийн хөдөлгүүрийн хурдыг удирдах

Талбайн машин системд ашигладаг үйлдвэрийн DC хөдөлгүүрүүд нь нарийвчлалтай хурдны тохируулгыг хийхийн тулд Омын хуулийн зарчимыг ашигладаг. Хүчдэл, гүйдэл эсвэл цахилгаан хөдөлгүүрийн багтаамжийг зохицуулах замаар ажиллуулагчид тодорхой даалгавруудад тохирсон моторын үйл ажиллагааг сайжруулж болно:

Энэхүү уян хатан байдлыг ашиглан ачаалал тэнцвэргүй байх үед ч цагийн бүс дэх шидэлт, сэргээлтийн үе шатанд ч 0.5 м/с-ийн байршлын нарийвчлалыг хадгалж чаддаг.

PWM нь яаж нарийвчлалтай, үр ашигтай моторын зохицуулгийг хангах вэ

Хурдан далайцын модуль (PWM) нь эсэргүүцлийн арга замаар дулаан болон алдагдах энергийн эсрэг 2–20 кГц давтамжийн өндөр хурдны шилжилтийг ашиглан чухал чадал алдалгүй дундаж хүчдэлийг зохицуулах замаар цахилгаан хавтгай машины удирдлагыг хувиргадаг. PWM нь моторын эргэлтийн моментийг хадгалж, үр ашигийг сайжруулахын тулд микросекундын завсарт бүрэн хүчдэлийг хурдан циклээр асаах ба унтраадаг.

2024 оны шинжилгээнд PWM технологитой хөтлөгч төхөөрөмжүүд дараах үзүүлэлтэд хүрч чаддаг гэж гаргасан:

• 78% эсэргүүцэлтэй системүүдтэй харьцуулахад 92% чадлын хувиргах үр ашиг
• илүү гладкий ажиллагааны улмаас тормозны гулсах хэсгийн износ 40%-иар багасах
• ачааллын хэлбэлзэл байх үед ч ±0.2 RPM хурдны тогтвортой байдал

Эдгээр давуу талууд нь тээврийн хэрэгслийг буулгах үед шууд эргэлтийн моментийн хариу үйлдэл маш чухал байдаг цагийн булагт ийм орчинд PWM-ийг тусгайлан үнэтэй болгодог.

Үйлдвэрлэлийн тавилгатай автомашины эргэлтийн болон шүршгүй давтамжийн хөдөлгүүр технологи

Ашигт малтмалын хөдөлгүүрүүдэд өөрчлөлттэй давтамжтай эрчим хүчтэй эрчим хүчтэй хөдөлгүүрүүдийн давуу тал

Хөгжин өөрчлөгдөх хурдны хөдөлгүүр (VFD) -тэй хамт ажиллах үед хөдөлгөөнт лифтүүд хурдныхаа талаар илүү сайн хяналт тавих боломжийг олгодог. Эдгээр хөдөлгүүрүүд нь давтамж болон даралтыг аль аль нь 10%-ээс бүрэн хүчин чадал хүртэлх хурдтайгаар хяналт тавих боломжийг олгодог. Энэ нь маш хүнд ачаалалтай ч гэсэн хөдөлгөөнийг эхлэх, зогсоох үед илүү тайван ажиллуулдаг гэсэн үг. Өнгөрсөн онд үйлдвэрлэлийн хөдөлгүүрүүдийн үр ашигтай байдлын талаар нийтлэгдсэн судалгаагаар VFD-г ашигласан системүүд нь хуучин тогтмол хурдны системүүдтэй харьцуулахад дээшлүүлэх хэсгүүдийн хувцас өмсөх байдлыг 30 орчим хувиар бууруулдаг байна. Иймэрхүү бууралт нь цаг хугацааны явцад техник засварын зардал, тоног төхөөрөмжийн удаан эдэлгээний хувьд маш их өөрчлөлт авчирдаг.

AC хөдөлгүүрийн ёолгогчийн зузаангүй загвар нь ёолгогчийг солихтой холбоотой засвар үйлчилгээг арилгаж, тасралтгүй ажиллах горимд тохиромжтой болгодог. Төлөвлөгөөгүй зогсолтын зардал цагт дунджаар $740 байдаг далайн нөхцөл байдалд (Ponemon Institute, 2022) AC-VFD системийн найдвартай ажиллагаа нь үйл ажиллагааны ашиглалтын цаг болон өртгийн үр ашгийг эрс сайжруулдаг.

Нарийн тавцан тээврийн системд цахилгаан моторын ёолгогчийн зузаангүй моторын ашиг

Ёолгогчийн зузаангүй цахилгаан (BLDC) мотор нь цахилгаан холболт болон дэвшилтэт эргэх моментийн удирдлагын тусламжтайгаар индустрийн тавцан тээвэрт гайхалтай нарийвчлал, үр ашгийг хангана. Бодит ёолгогчгүйгээр эдгээр мотор нь үрэлтийн алдагдлыг арилгаж, ачааны туршилтанд шатсан цахилгаан моторынхаас 15–20% илүү 92% хүртэл энергийн үр ашгийг олгодог.

Тэдгээрийн битүү хаалттай бүтэц нь тоос, чийг, бохирдлын эсрэг тэсвэртэй байдаг тул цистерны аж үйлдвэр шиг хатуу орчинд сайн ажилладаг. Интеграцийн энкодер ±0.5 мм нарийвчлалтай байршилтыг хангаж, рельс дээрх тээврийн хэрэгслүүд дээр хүнд ачааг нарийвчлан зохицуулах боломжийг олгоно. Энэ нь синхронь ганцерийн үйл ажиллагааны тулгамдсан чадвар юм.

Инвертер ба Цахилгаан хяналтын нэгж (ECU)-ийн Бодит цагийн Хурдны Удирдлагад Гүйцэтгэх Үүрэг

Орчин үеийн тав тээврийн системүүд нь гурван фазын инвертер ба модуль хэлбэрийн цахилгаан хяналтын нэгж (ECU)-ийг ашиглан моторын гаралтыг бодит цагийн шаардлагатай нийлүүлэн динамик байдлаар зохицуулдаг. Эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүд дараах чухал үйлдлүүдийг дэмждэг:

• Ачааны мэдрэгчийн бодит өгөгдлөөс хамааран гүйдлийг (0–500A) тохируулах
• Давших ачаанд зориулсан доош хазайх алгоритмыг идэвхжүүлэх
• Хэлбэлзлийн хяналтаар урьдчилан сэргийлэх засварыг хийх боломжийг олгох

ECU нь секунд тутамд 2,000-аас дээш өгөгдлийн цэгийг боловсруулж, ачааны хэмжээнээс үл хамааран 1 миллисекундын дотор хариу үйлдэл үзүүлэх болон ±1% RPM тогтвортой байдлыг хангана. CAN шугамын сүлжээтэй нэгтгэгдэх үед олон моторын байгууламжийг төвлөрүүлэн хянах боломжийг олгоно — энэ нь том хэмжээний зөөлөн таталтын үед координатчилсон хөдөлгөөний тулд чухал юм.

Тогтвортой хурдны зохицуулгийн битүү хаалттай хүрээний систем

Үйлдвэрийн цахилгаан хавтгай машинууд нь ачаа болон орчны нөхцөл байдлын өөрчлөлттэй тул үл хамааран тогтмол хурд хадгалахын тулд битүү хаалттай хүрээний системд итгэдэг. Моторын жинхэнэ ажиллагааг тохируулсан утгатай тасралтгүй харьцуулан, эдгээр системүүд хазайлтыг бодит цагт засаж, чухал өргөлтийн нөхцөл байдлын үед аюулгүй, найдвартай ажиллагааг хангана.

Цахилгаан хавтгай машины битүү хаалттай хурдны хяналтын зарчим

Хаалттай циклийн хяналтын төхөөрөмжүүд энкодерийн тусламжтайгаар моторын жинхэнэ хурдыг хэмждэг бөгөөд зорилтот утгатай харьцуулан секунд тутамд 500–1,200 засвар хийж алдааг багасгадаг. 2024 оны хөдөлгөөний хяналтын судалгаа нь ийнхүү ачаалал ихтэй үед нээлттэй циклийн системтэй харьцуулахад хурдны хэлбэлзлийг 63% бууруулдаг болохыг харуулсан.

Энэхүү бодит цагийн засвар нь энергийн үр ашгийг сайжруулахад нэмэлтээр процессийн найдвартай байдлыг нэмэгдүүлдэг, ялангуяа хувьсах ачаалалтай ажиллагааны үед.

Хувьсах ачааллын нөхцөлд хурдны тогтвортой байдлыг хадгалах

Зөөвөрлөх төмөр зам дээрх ачааны жин огцом 25 тонны хэмжээтэй өөрчлөгдөх үед заримдаа ийм нөхцөл байдалд тулгардаг. Хоёр давхар холбооны удирдлагын систем нь эргэх моментийн хувьд шаардагдах цахилгаан гүйдлийг зохицуулах, мөн эргэлтийн хурдыг хянах замаар ийм нөхцөлд туслах ба энэ тохируулга нь гэнэт өөрчлөлт гарсан ч ойролцоогоор хагас хувийн нарийвчлалтай хурдыг хадгалж чаддаг. Тэнцвэргүй эсвэл төмөр замын төв цэгээс хол орших ачаануудыг зөөх үед ийм нарийвчлал нь маш чухал байдаг. Тохиромжтой удирдлага байхгүй тохиолдолд тогтворгүй байдал үүсч, ажилтны аюулгүй байдлыг эсхүл үйл ажиллагааны зөв байршилтыг сөрөгөөр нөлөөлөх болно.

Хариу үйлдэлт моторын удирдлагад зориулсан дохионы боловсруулалт ба мэдрэгчид

Гурван үндсэн төрлийн мэдрэгч нь өндөр нарийвчлалтай хариу үйлдлийг хангана:

• Соронзон энкодер : Байршлын нарийвчлалыг 12-битийн нарийвчлалтайгаар хангана
• Холлын эффекттэй сенсорууд : Гүйдлийн урсгалыг 0.1мс тутамд хянах
• Шувуу шинжилгээний тоног төхөөрөмж : Механик эсэргүүцлийн болон тэнцвэргүй байдлын анхны шинж тэмдгийг илрүүлнэ

Эдгээр сенсоруудаас ирэх мэдээллийг PID алгоритмыг 98% параметрийн нарийвчлалтайгаар ажиллуулдаг 32-битийн хөдөлгүүрийн удирдлагын нэгжүүд боловсруулдаг бөгөөд үйл ажиллагааны саатлын үед хурдан, тогтвортой урвал үзүүлэх боломжийг олгодог.

Тохиолдолын судалгаа: Динамик хариу урвуу холбоогоор аялалын краны ажиллагааг сайжруулах

Европын нисэх онгоцны үйлчилгээ үзүүлэгч 18 цахилгаан хавтгай машинг сүлжээний прогнозтой динамик битүү хаалттай системээр шинэчилсэн. Систем нь ачааны тэнцвэр алдагдахаас 0.8 секундын өмнө урьдчилан таамаглаж, цэнэгийн урьдчилсан тохируулгыг хийх боломжийг олгодог. Үр дүнд:

• яаралтай зогсох үзэгдэл 41%-иар буурсан
• энергийн үр ашгийг 29%-иар сайжруулсан
• ачааны шилжилтэнд хариу үйлдэх хурд 83%-иар нэмэгдсэн

Эдгээр ахицууд нь оюунлаг хариу урвуу холбооны системүүдийн аюулгүй байдал, хариу үйлдэх чадвар, нийт системийн тэсвэрт чадлыг сайжруулах ач холбогдлыг илтгэдэг.

Тасралтгүй ажиллагааг хангахын тулд PWM болон цахилгаан хүчний электроникийг интеграци хийх

Цахилгаан импульсын өргөний зохицуулалт (PWM): Хурдны удирдлагад хэрхэн ажилладаг, үр ашиг

PWM нь цахилгаан хангамжийн импульсын үе тутамд хэдий хугацаанд тасалдаж, хэдий хугацаанд асаалттай байхыг өөрчлөх замаар мотор руу ирэх нийт энергийг зохицуулдаг. Энэ нь жин ихсэх эсвэл багасах үед ч тогтмол хурдаараа явж чаддаг тул зорчих төмөр замд ихэвчлэн ашигладаг бөгөөд хуучин арга замаас хамаагүй бага энерги алддаг. Судалгаагаар илэрсэнээр аналог эсэргүүцлийн хяналтаас PWM руу шилжих нь энерги зарцуулалтыг ойролцоогоор 30% хэмнэдэг. Эдгээр дохиог удирддаг микроудирдлагчид зөвхөн энерги хэмнэхээс гадна туяа моментийг илүү сайн удирдах, хэт хүнд нөхцөлд хэсгүүдийг хөргөхөд тусалдаг бөгөөд техник хангамж өдөр шөнө зогсолтгүй ажиллах үед ч илүү найдвартай байдаг.

Найдвартай моторын хяналтын төхөөрөмжийн хүчдэл ба электроник системийг боловсронгуй болгох

Найдвартай PWM үйл ажиллагаа нь изоляцлагдсан хаалттай биполяр транзистор (IGBT) болон дэвшилтэт дулааны шийдлүүдийг суурилуулсан найдвартай цахилгаан хүчний электроник системд үндэслэдэг. Гол инженерийн чиг үүрэгт:

• Үйл ажиллагааны шаардлагад харьцуулахад хүчдэл, гүйдлийн тэсвэртэй байдал 25–40%-иар илүү байх
• Цахилгааны гэнэтхийн болон богино холболтоос хамгаалах олон шаттай систем
• 500 Гц-ээс дээш хувиргагчийн давтамж дээр 90%-иас дээш үр дүнтэй ажиллахыг хангах шингэнээр хөргөгдөх дулаан зохицуулагч

Эдгээр онцлогууд нь тоос, чийг, бөмбөлгийн нөлөөнд өртөмтгий индустрийн орчинд найдвартай ажиллах боломжийг олгох бөгөөд гэмтлийн эрсдэлийг бууруулж, үйлчилгээний насны хугацааг уртасгадаг.

Хэмжээсийн өргөн модуляцын давтамжийн эргэлтийн хүч, хурдны нарийвчлалд үзүүлэх нөлөө

Давхарга ихсэх нь сонсогдох чимээ болон эргэх моментийн хэлбэлзлийг буурулдаг ч гэсэн хагас дамжуулагчийн ачааллыг нэмэгдүүлдэг. Үйл ажиллагаа болон үргэлжлэх хугацааг тэнцвэртэй байлгахын тулд орчин үеийн системүүд адаптив давтамжийн масштабчлалыг ашигладаг бөгөөд бодит цагийн ачааллын өгөгдөлд суурилан автоматаар 8–30 кГц-ийн хооронд шилждэг.

Аялалын лифтний үзүүлэлтийг хамгийн сайн байлгахын тулд эргэх момент болон хурдны давхар хяналт

Орчин үеийн аялалын лифтнүүд энерги хэмнэх, мөн ажиллагааг нь аюулгүй байлгах гэсэн хоёр чухал зүйлийг зэрэг тэнцвэртэй байлгах шаардлагатай болдог. Энэ үед инженерчид одоогоор давхар хяналтын систем гэж нэрлэдэг зүйлд тулгуурладаг. Үндсэндээ хоорондоо холбогдсон олон давхар урвуу холбооны систем гэж ойлгож болно. Хурдыг хянах гадаад давхар дотор эргэх моментийг хянах дотор давхар байдаг. Ийм системийн ажиллагааны зарчим нь хүч болон хөдөлгөөнийг тус тусдаа тохируулах боломжийг олгодог ч гэсэн хоёулаа зохицсон байдаг. Тавцан машин ямар ч ачаалал дор шууд хариу үзүүлж, тэнцвэргүй болох эсвэл ажиллагааны явцад тогтворгүй байдал үүсгэхгүй.

Цахилгаан хавтгай машинны моторт хүч, хурд, үр дүнтэй ажиллагааг тэнцвэржүүлэх

Моторыг хамгийн сайн ажиллах түвшинд аваачихын тулд тухайн машин механизмд шаардагдах хэмжээний эргүүлэх хүчийг зөв тохируулах шаардлагатай бөгөөд хурдыг хяналтгүй өсөхөөс сэргийлэх ёстой. Өнгөрсөн жилийн шинжилгээний дагуу ингэснээр цацраг хяналтын системийг ашигласнаар хуучин нэг давталттай арга хэрэгслээс 12-18 хувийн илүү их энергийг хэмнэж чаддаг. Машин механизм өдрийн турш тасралтгүй зогсох, эхлэх явцтай ажилладаг газруудад жишээ нь тившийн талбайд ингэсэн нарийвчилсан тохируулга маш чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Компонентууд илүүтэй халахгүй тул солих эсвэл засварлах шаардлагатай болох хүртэл хугацаа нь уртасдаг.

Хариу үйлдэл өгөх үйл ажиллагааны тулд давхардсан хяналтын стратегийг нэвтрүүлэх

Онцгой дээд түвшний олон үйлдвэрт тоног төхөөрөмжидээ хоёр давхар гогцооны загварыг нэвтрүүлсэн байдаг. Систем нь моментын лавлагааны дохиог үүсгэдэг хурдны хяналтын төхөөрөмжтэй ажиллах бөгөөд эдгээр дохионыг дараа нь доод талын гүйдлийн зохицуулагч руу дамжуулдаг. Энэ тохируулга нь ихэвчлэн ойролцоогоор 100-200 миллисекундын дотор хариу өгч, татах хурдны шаардлагад их бага хүрэхийг (ихэвчлэн ±2%-ийн дотор) хангаж өгч чаддаг. Бодит талбайн шалгалтыг авч үзвэл зарим гайхалтай үр дүн бас гарч ирсэн. Цуврал систем нь налуу зам дээр жигд бус тараагдсан ачааг зөөх үед саатал үүсэх явцыг ойролцоогоор дөрөвний гурвын хэмжээгээр бууруулдаг мэт санагддаг. Хүнд машин механизмтай ажилладаг хэн бүрд энэ төрлийн уян хатан ажиллагаа нь өдөр тутмын үйл ажиллагаанд маш их ялгааг бий болгодог.

Олон тэнхлэгт хавтгай машин системд хөдөлгүүрийн хяналтын нэгжүүдийг координатчлох

Олон драйв тэнхлэгийг хамтран ажиллуулахын тулд моторын хяналтын төхөөрөмжүүдийн хооронд хурдан холбоо байх шаардлагатай бөгөөд ихэвчлэн EtherCAT зэрэг үйлдвэрийн Ethernet системүүдээр зохицуулагддаг. Энэ байгууламжийн төвд энкодер ашиглан ачааллын байршлыг шалгасны дараа торкын командыг илгээдэг төв процессор байдаг. Энэ нь ойролцоогоор 200 тонн болон түүнээс дээш жинтэй томоохон тээврийн хэрэгслүүдийг ажиллуулж байх үед ч гэсэн бүх зүйл гладко ажиллахыг хангана. Эдгээр системүүдийн координацийн арга нь ялгаатай гулсах асуудлыг саатуулдаг. Мөн бүх тэнхлэгүүд дээр тэнцвэртэй ачааллын тархалт нь багцын хурдны хайрцагны амьдралыг аж үйлдвэрийн өгөгдлийн дагуу 40-60 хувь хүртэл илүү уртасгадаг.

Түгээмэл асуултууд (FAQ)

зөөвөрийн кран дахь моторын хурдны хяналтын ач холбогдол юу вэ?

Моторын хурдны хяналт нь энергийн үр ашиг, нарийвчлалтай ачааны байршил, тоног төхөөрөмжийн износ багасгахад туслаж, үйлдлийн аюулгүй байдал болон үргэлжлэх хугацааг нэмэгдүүлдэг тул зөөвөрийн кранд маш чухал.

2. PWM технологи ачааны түр зогсолтын ажиллагааг хэрхэн сайжруулах вэ?

PWM технологи нь чухал эрчим хүчийг алдалгүй зохицуулагдсан хүчдэл өгч, эргэх моментийг хадгалж, тууштай орчинд туршилт шалгалт явуулах үед үр дүнтэй байдлыг болон илүү гладкий ажиллагааг хангана.

3. Яагаад ачааны түр зогсолтонд VFD-тэй AC хөдөлгүүрийг илүүд үздэг вэ?

VFD-тэй AC хөдөлгүүр нь хурдны илүү сайн хяналт, эхлэх ба зогсох үеийн илүү гладкий ажиллагаа, хэт их элэгдлийг бууруулдаг бөгөөд самбараа солих шаардлагатай засварын ажлаас салган найдвартай байдлыг болон өртгийн үр ашгийг сайжруулдаг.

4. Цахилгаан хавтгай машинд хаалттай хүрээний хариу урвалын систем ямар давуу талтай вэ?

Хаалттай хүрээний хариу урвалын систем нь хувьсах ачаалтын нөхцөлд хурдны тогтвортой байдлыг, энерги хэмнэлтийг болон найдвартай ажиллагааг хангахын тулд бодит цагт алдааг засна.