资料来源:Hydraulics&Pneumatics | Ray Scroggins
翻译整理:静液压
变排量还是变转速?
与由恒速电机驱动的变量泵相比,变速电机驱动的泵可以降低油耗,降低发热量和噪音的生成,并减小油箱尺寸。本期内容,我们就一起看一看力士乐,穆格、伊顿、派克、MJC、Daiken、Kyntronics公司在变转速控制方面都做了哪些探索。
变转速技术概述
博世力士乐方案
博世力士乐的Sytronix FcP驱动系统包括一个感应式电机、液压泵和电子变频驱动器作为装配体
MJC Engineering方案
绿色液压动力的交钥匙系统采用西门子Sinamics伺服泵,基于变速驱动供电与内齿轮泵相连的电动机
派克汉尼汾方案
位于克利夫兰的派克汉尼汾公司通过其位于俄亥俄州哥伦布的液压泵和动力系统部门提供驱动控制泵 (DCP) 技术。DCP 提供了一种协同方法,将液压动力单元、电驱动器、电机和液压泵集成在一起,以满足液压系统内的每个局部负载需求。该产品线集成了一个交流驱动单元,其中包括变频驱动器和电子设备以及感应或伺服电机,以匹配叶片泵或轴向柱塞泵或两种技术的组合。
派克驱动控制泵(DCP)和GVM系列同步泵电机与AC30变速驱动器配合使用,可提供卓越的性能控制级别,从简单的开环泵和风扇到闭环生产线应用
派克还提供完全定制的 DCP 解决方案,可以结合从感应电机到伺服电机的各种电机技术,并与公司液压泵技术的多样化选择合作,包括叶片泵、斜齿轮泵和轴向柱塞泵。派克定制的现场测试控制算法管理电机的操作扭矩和速度,在机器或工作循环的任何给定点产生所需的精确、可变的压力和流量。
为了在更简单的一揽子方案中提供变速和可变排量的综合优势,派克提供了 PV plus轴向柱塞泵的版本,这是一种双排量泵,可以在两种连续可调设置之间切换。当与变速驱动结合使用时,它的优势包括降低电机和变频器的采购成本、高工作压力、高生产率和高能效。
Kyntronics方案
俄亥俄州伊斯特莱克的Kyntronics 开发了一种独立的模块化执行器,它不仅可以驱动带有变速马达的液压泵,而且还结合了体积补偿以考虑活塞杆体积。通过采用一种称为电液驱动(EHA) 的技术,它结合了液压和机电执行器的大部分优点,且没有许多缺点。
EHA 通常将液压缸与控制器、电机、泵、油箱和控制块集成到一个独立的解决方案中。Kyntronics 解决方案将驱动器、伺服电机、歧管和气缸组合在一个独立的包中。Kyntronics EHA 的一个关键元件是一个活塞杆容积补偿机构,当活塞杆伸展和收缩时,它可以补偿气缸的杆端容积和盖端容积之间的差异容积。
Kyntronics开发了这种电液执行器,一个独立的包含完整液压系统的模块化组件。能量由变速电机和控制传输,该电机驱动液压齿轮泵,而内置传感器提供闭环力和位置控制
模块化系统从驱动齿轮泵的双向交流或直流伺服电机开始。这消除了对比例定向阀的需要,因为电机控制流量和方向。一个有益的功能是系统计算气缸盖和杆端之间的差异体积的方式。为了补偿这种差异,液压缸包括一个外置低压缸,两个缸之间形成一个腔室。该腔室包含可压缩泡沫,其作用与传统系统中的油箱相同,但泡沫不需要初始预充或任何维护。
伊顿方案
伊顿 PVM 可变柱塞泵(左)和 PowerXL DG1 系列变频驱动创建一个可以精确匹配系统中任何工作点的负载要求
一个主要的系统优势是节能高达70%。变速驱动泵不是以恒定速度运行,而是可以通过智能控制以精确匹配当前工作点的负载要求。当不工作时,它会减慢或停止机器。运行更安静是另一个优势,因为在不需要运行时减慢或关闭机器可显着降低噪音。这有助于保护操作员的听力并满足更严格的噪声法规。由于更高效的机器产生的热量更少,使用变速泵驱动制造商可以缩小或取消油冷却器。它们还减少了所需的液压油量,从而允许使用更小的油箱并有助于延长密封件和油的使用寿命。还可以缩小泵的尺寸以降低成本。由于系统可以以更高的转速运行,因此可以在不减少流量的情况下减少泵排量。所有这些优势都有助于缩小机器的整体占地面积并降低成本。
Daiken方案
大金的 EcoRich 液压动力单元结合了 IPM 无刷直流电机和变频驱动系统,带串联泵,可自动在运行期间,备用,和压力维持
穆格方案
纽约州东奥罗拉的穆格公司拥有一个速度控制泵系统,与传统方法相比,该系统使机器制造商能够将能耗降低 30% 或更多。
电-静液压泵装置(EPU) 旨在结合液压驱动和电动驱动的优点。穆格EPU 是电静液压驱动系统的核心,有助于实现分散驱动系统。这样做消除了对相关管道的需要,以减少整体机器占地面积。EPU 的紧凑设计让用户可以将其直接安装到油缸上,从而进一步减少每个运动轴的空间需求。
Moog的电静液泵单元结合了以下元素将常规液压动力单元改造成更轻、更紧凑的模块化动力单元。其伺服电机驱动泵比传统 HPU 更节能,尤其是在怠速状态
由于它们的流体连接较少,独立装置大大降低了泄漏的可能性。与传统装置相比,洁净、简单的设计还提高了可靠性、维护和整体成本。电静液泵装置有广泛的应用,例如金属成型、注塑成型、压铸、燃气和蒸汽涡轮机以及风力涡轮机桨距控制。
“我们的 EPU 面向需要标准的、开箱即用的产品的公司,这些产品可以轻松集成到他们的静液压传动或新机器设计中,”穆格创新经理 Achim Helbig 博士说。“它的安装模式允许通过分配块直接安装到气缸上,这减少了安装管道的时间和成本,安装时间和维护工作可以大大简化。”
原文始发于微信公众号(iHydrostatics静液压):【i前沿】Q52:变排量还是变转速?电动化大趋势下的新思路
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