智能液压动力单元带来效率和控制

匿名用户 2020年10月11日 pm9:26 阅读 8

液压动力单元(HPU)对油加压以为液压设备提供动力。液压设备比传统的电动和机械原动机提供更大的作用力,并且可以进行更精确的控制。这些液压系统要求的性能更高,尤其是在24/7流程工业中运行时。因此,操作和维护成本-与停机时间,由于击穿沿-是植物和全天候运行操作的问题。

什么是液压动力单元?

液压动力单元是独立的单元,由电动机,储液器,泄压阀,过滤器,压力表,流量计,热交换器,压力开关,浮子/液位开关,温度传感器和液压泵组成。该液压动力装置用于通过使用液压马达或液压致动器将动力从一个位置传递到另一位置。

电力和液压动力如何?

打个比方,液压动力站以类似于发电机产生电压的方式帮助产生压力。换句话说,液压动力总成是液压系统的发电机,其方式与发电机产生将动力从发电站传递到子站以进一步分配到我们的房屋的潜力相同。

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典型的液压动力装置如何工作并消耗功率?

液压动力站用于无数的应用,从钢铁厂,镀锌厂和各种钢铁精加工厂到游乐园和机车。液压动力装置用于通过使用液压马达将动力从一个位置传递到另一位置。连接到电源组的加热器(或热交换器)有助于将机油保持在设计粘度。

感应电动机以恒定速度运行,以将恒定压力的液压油输送到液压回路。线路中的流量计指示液压油在压力下完成工作时的流量。工作完成后,油在流动,压力下降。

当工作完成或未通过液压回路完成时,此时油不会流过液压系统。管路中的压力增加,因此,卸压阀打开以旁路油回油箱。压力表,流量计和流量开关都是重要仪表的一部分,它们向操作员指示液压泵正在维持足够的压力,以便在液压系统中实现所需的流量。

在加工厂,医院和机场等场所全天候运行的系统,通过HPU交流电动机在生产线上运行,即使液压系统仅通过溢流阀推动油而不进行实际工作,该系统也持续消耗功率。 在这种情况下,它将使无工作的电费增加运行成本。通过VFD控制管路中的压力和流量,可以降低电动机速度,从而降低压力,直接影响能耗。

想法是通过将泵速降低到一定程度,以降低压力,即在系统空转时,油没有足够的压力来将油不必要地推过安全阀,而不是将压力保持在一定的低水平,以保持管路已充满,必要时开始抽水。通过使用变频驱动器(VFD)降低电机速度,我们不仅节省了功率,而且避免了不必要的浪费。

我们可以分析这种典型液压系统中的电源管理和仪表组件,并节省能源和维护成本,减少设备停机时间并进行预测性维护。可以将其视为集成典型液压动力系统的替代方法。

传统上,电源管理组件(例如用于液压泵和热交换器的感应电动机)在生产线上启动,这会导致电动机和设备的大量磨损。

由于这些感应电动机的控制不与流量,压力或温度要求成正比,因此一旦启动,交流电动机将以恒定速度运行,这会导致在空闲期间消耗不必要的能量。知道大多数液压回路不是连续的操作系统,因此在闲置期间的能耗非常可观。通过在这些交流电机上使用VFD,可以节省泵电机和热交换器电机在闲置期间消耗的所有能量。

**后,传统上将液压动力站上的仪器部署为操作员显示压力和流量或紧急关闭设备。这样做是在设备因线路阻塞而形成高压的情况下进行的,而不是使用此仪器进行交流电机的闭环控制。

通过将现有仪器直接连接到VFD的数字输入,向液压系统添加附加的模拟传感器并将其全部集成到VFD,它将以更低的成本和**少的维护产生对动力组的更有效控制。

近年来,VFD已启用IoT。通过直接将仪器插入VFD中,用户可以获得预测性维护的好处,从而减少了不必要的停机时间。

智能液压动力站设计会是什么样?

  1. 在热交换器上安装用于液压泵马达的VFD和用于冷却泵马达的另一个VFD。在关键任务液压动力站上,每个都有备用电动机。在这种情况下,您需要为冗余电动机安装单独的VFD。
  2. 关闭旁路管线中的所有阀门。紧急溢流阀的位置应设置成仅在驱动器无法调节压力时才出现。
  3. 在过程负载处(位于距电源组**远的位置),在供气和回气总管之间安装压差传感器。确定维持足够的流量通过液压网络中**远的过程负载点所需的压降。使用内部PID控制液压泵VFD的速度,以保持足够的压差。
  4. 在液压动力装置处安装温度传感器,以将油温反馈到热交换器VFD,并控制流过热交换器的冷却水流量。
  5. 使VFD上的IoT能够定期将智能信息发送到智能手机,比较信息以提醒用户在必要时采取积极的维护措施。

捆绑在一起:智能液压动力单元如何在可预测的停机时间内高效工作?

液压泵上的感应电动机应由VFD控制,而不是通过起动器启动。VFD速度参考值可以由驱动器内部PID控制器控制,该控制器从添加到液压系统的差压传感器接收反馈。PID的设定点是在液压网络的**远点保持足够的dP压力。

这意味着遵循亲缘关系规则,VFD将以维持压力设定点所需的速度运行液压泵电动机,而不是在通过线路启动器运行时始终保持全速运行,而在空转时会消耗功率。

应用**个原理,液压泵和电动马达结合成液压动力,将控制油流以致动活塞或旋转液压马达。流量(gpm)是每转油量*转速的函数。因此,当在液压系统怠速期间需要**小流量时,可以使用VFD降低泵的速度来控制流量。

在液压系统执行的工作期间,保持一定的流量,该流量在**远的点与dP有关,这考虑到执行器正在进行的工作或任何泄漏。由于负载提供的阻力,该恒定流量会引起压力差。

因此,在闭环中使用VFD PID可以控制电动机的速度。在空转时间内不会发生系统的过压,并且在液压系统完成工作时,将维持所需压力所需的流量传递给系统。

总体而言,可以看出,通过降低系统闲置时的泵速并以所需速度运行泵以在非怠速阶段保持足够的流量,可以节省处于运行状态的系统的能源和运行成本。在任何给定的应用程序中执行24/7操作。如果不降低速度,并且仍在不做任何工作的情况下仍在泵送油,则油将采用阻力**小的路径,并通过泄压阀返回油箱,从而给用户造成不必要的能源消耗。

其次,在要明确定义dP的系统上,系统已经知道电动机的正常运行速度。因此,系统中发生泄漏的事件将导致泵在一段时间内以高于正常速度的速度运行。这表明泵需要调整或系统中存在泄漏。这是对液压泵使用VFD的预测诊断优势。

同样,通过将现有的流量开关和压力开关连接到驱动器上的数字输入,如果编程为在这些开关中的任何一个触发时跳闸,则驱动器将自动关闭。通过提供额外的智能安全性和支持IoT的驱动器,它可以向用户及时通知维护团队需要采取的措施。

油的粘度是防止泵气蚀并在设计压力下获得所需流量的重要功能。保持油温是保持油粘度的关键。根据液压系统的尺寸,这些单元具有某种用于维持油温的热交换器单元。如果通过VFD控制热交换器电机,则​​使用PID控制器根据机油温度调节冷却水流量将节省能源成本,因为功率为P(功率)αƬ(电动机转矩)* N(速度)。

由于液压动力组件的组件是根据诸如电动机电流,电动机速度和压力之类的运行参数进行设计和调试的,因此,这些参数随时间的任何变化都可以作为预测性维护功能的一部分向用户提供良好的指示。它警告用户系统发生了某些变化,例如泄漏,轴承损耗或管路堵塞(因此,电动机以比正常情况更高的速度运行以达到所需的压力)。借助支持IoT的VFD,所有这些参数都可供用户唾手可得,以增强易用性和数据管理体验。

总而言之,在液压动力装置上使用VFD和一些其他仪表可以为用户节省能源,减少停机时间,并由于进行预测性维护而降低了维护成本。

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