الگوهای مصرف انرژی سیستم های الکترو - هیدرولیک چیست؟

الگوهای مصرف انرژی سیستم های الکترو - هیدرولیک چیست؟

من به عنوان یک تامین کننده سیستم هیدرولیک چاه - مستقر ، این امتیاز را داشتم که سالها با این سیستم های قابل توجه همکاری نزدیکی داشته باشم. سیستم های هیدرولیک بخش مهمی از بسیاری از کاربردهای صنعتی ، خودرو و هوافضا هستند ، اما درک الگوهای مصرف انرژی آنها برای بهینه سازی عملکرد و کاهش هزینه ها ضروری است.

اجزای اساسی و تبدیل انرژی

برای درک الگوهای مصرف انرژی ، ابتدا باید به اجزای اصلی یک سیستم الکترو - هیدرولیک نگاه کنیم. این سیستم ها به طور معمول از یک موتور الکتریکی ، یک پمپ هیدرولیک ، دریچه ها ، محرک ها و یک مخزن سیال هیدرولیک تشکیل شده اند. این فرایند از زمانی شروع می شود که انرژی الکتریکی به موتور الکتریکی تأمین می شود. سپس موتور این انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند که پمپ هیدرولیک را هدایت می کند.

پمپ هیدرولیک وظیفه تبدیل انرژی مکانیکی از موتور به انرژی هیدرولیک را با فشار دادن مایع هیدرولیک دارد. این مایع تحت فشار سپس از طریق دریچه ها به محرک ها ، مانند سیلندرها یا موتورها هدایت می شود ، جایی که انرژی هیدرولیک برای انجام کارهای مفید ، مانند حرکت بار یا بهره برداری از یک دستگاه ، به انرژی مکانیکی تبدیل می شود.

در هر مرحله از این فرآیند تبدیل انرژی ، تلفات انرژی وجود دارد. موتور الکتریکی به دلیل مقاومت در سیم پیچ های خود و تلفات مکانیکی به دلیل اصطکاک در یاتاقان ها و سایر قطعات متحرک ، تلفات الکتریکی دارد. پمپ هیدرولیک همچنین ضرر دارد ، از جمله تلفات حجمی (نشت مایعات) و تلفات مکانیکی (اصطکاک در اجزای پمپ). دریچه ها می توانند باعث افت فشار شوند که منجر به از بین رفتن انرژی می شود و ممکن است محرک ها به دلیل اصطکاک و نشت داخلی ناکارآمدی داشته باشند.

ثابت - حالت در مقابل مصرف انرژی گذرا

یکی از جنبه های اصلی مصرف انرژی سیستم هیدرولیک تفاوت بین حالت پایدار و عملکرد گذرا است.

ثابت - عملیات دولتی
در عملکرد پایدار ، سیستم با سرعت و بار ثابت کار می کند. به عنوان مثال ، در یک کارخانه تولید ، یک پرس هیدرولیک ممکن است به طور مداوم با فشار و زمان چرخه کار کند. در حین عملکرد پایدار ، مصرف انرژی نسبتاً قابل پیش بینی است. مصرف برق موتور الکتریکی عمدتاً با بار روی پمپ هیدرولیک تعیین می شود. پمپ برای نگه داشتن سیستم باید فشار خاصی را حفظ کند و قدرت مورد نیاز برای انجام این کار را می توان با استفاده از فرمول محاسبه کرد (p = \ frac {\ delta p \ times q {\ eta})) ، جایی که (p) قدرت است ، (\ delta p) اختلاف فشار در سراسر پمپ است ، (q) \ infice) سرعت جریان پمپ هیدرولیک (و جریان هیدرولیک و هیدرولیک و هیدرولیک و هیدرولیک و و جریان هیدرولیک و هیدرولیک و هیدرولیک و و جریان هیدرولیک و هیدرولیک و هیدرولیک و و جریان هیدرولیک و هیدرولیک و و جریان هیدرولیک و و جریان هیدرولیک ( # \)

با این حال ، حتی در عملکرد پایدار ، هنوز هم تلفات انرژی وجود دارد. به عنوان مثال ، اگر سیستم دارای پمپ جابجایی ثابت باشد ، حتی اگر بار روی محرک کم باشد ، مایعات را با سرعت ثابت ادامه می دهد. این می تواند منجر به مصرف بیش از حد انرژی شود ، زیرا مایعات اضافی اغلب از طریق دریچه امداد دور می شوند و انرژی را به عنوان گرما از بین می برند.

عمل گذرا
عملکرد گذرا هنگام شروع سیستم ، خاموش شدن یا تغییر شرایط عملیاتی آن رخ می دهد. به عنوان مثال ، هنگامی که یک محرک هیدرولیک نیاز به انتقال سریع بار سنگین دارد ، سیستم ممکن است در یک دوره کوتاه به مقدار زیادی انرژی نیاز داشته باشد. در حین راه اندازی ، موتور الکتریکی نیاز به غلبه بر بی تحرک پمپ و مایع هیدرولیک دارد که می تواند منجر به افزایش قدرت اولیه شود.

در عملکرد گذرا ، مصرف انرژی می تواند بسیار بیشتر از عملکرد حالت پایدار باشد. علاوه بر این ، زمان پاسخ سیستم نیز می تواند بر مصرف انرژی تأثیر بگذارد. اگر این سیستم زمان پاسخ آهسته ای داشته باشد ، ممکن است شرایط عملیاتی مورد نظر را تحت الشعاع قرار دهد یا از آن استفاده کند و منجر به تلفات اضافی انرژی شود.

تأثیر طراحی سیستم بر مصرف انرژی

طراحی سیستم الکترو - هیدرولیک تأثیر قابل توجهی در الگوهای مصرف انرژی آن دارد.

انتخاب پمپ
نوع پمپ هیدرولیک مورد استفاده در سیستم یک عامل مهم است. پمپ های جابجایی ثابت ساده و ارزان هستند ، اما آنها بسیار انرژی نیستند - به ویژه در برنامه هایی که بار متفاوت است. از طرف دیگر ، پمپ های جابجایی متغیر - می توانند سرعت جریان را با توجه به بار تنظیم کنند که می تواند مصرف انرژی را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. به عنوان مثال ، در یک برنامه هیدرولیک متحرک ، مانند بیل مکانیکی ، یک پمپ جابجایی متغیر می تواند با کاهش سرعت جریان در هنگام استفاده از محرک ، مقدار قابل توجهی از انرژی را ذخیره کند.

پیکربندی دریچه
پیکربندی دریچه نیز نقش مهمی ایفا می کند. دریچه های متناسب و دریچه های سروو می توانند کنترل دقیقی از جریان و فشار سیال هیدرولیک را فراهم کنند که می تواند کارایی سیستم را بهبود بخشد. با این حال ، این دریچه ها گران تر هستند و ممکن است به الگوریتم های کنترل پیچیده تری نیاز داشته باشند. از طرف دیگر ، شیرهای خاموش ساده ارزان تر هستند اما ممکن است همان سطح کنترل را فراهم نکنند و منجر به تلفات انرژی بالاتر شوند.

طرح سیستم
چیدمان خطوط هیدرولیک و مؤلفه ها نیز می تواند بر مصرف انرژی تأثیر بگذارد. خطوط هیدرولیک طولانی می تواند باعث افت فشار شود ، که برای حفظ فشار مورد نظر ، پمپ را سخت تر می کند. علاوه بر این ، اندازه نادرست خطوط هیدرولیک می تواند منجر به سرعت بیش از حد سیال شود ، که می تواند تلفات اصطکاک را افزایش دهد.

انرژی - استراتژی های صرفه جویی

ما به عنوان یک تامین کننده سیستم هیدرولیک ، ما دائماً به دنبال راه هایی هستیم تا به مشتریان خود در کاهش مصرف انرژی کمک کنیم.

بار - فناوری سنجش
فن آوری سنجش بار - یک استراتژی صرفه جویی در مصرف انرژی است. در یک سیستم سنجش بار ، پمپ جریان و فشار خروجی خود را با توجه به نیاز بار محرک ها تنظیم می کند. این تضمین می کند که پمپ فقط میزان مایعات و فشار مورد نیاز را فراهم می کند و باعث کاهش زباله های انرژی می شود. به عنوان مثال ، در یک سیستم چند محرک ، پمپ سنجش بار می تواند بر اساس تقاضای بار فردی خود ، مایع هیدرولیک را به محرک ها توزیع کند.

ترمز ترمیمی
ترمز احیا کننده یکی دیگر از تکنیک های مؤثر صرفه جویی در مصرف است ، به ویژه در برنامه هایی که محرک نیاز به کاهش یا متوقف کردن دارد. در یک سیستم ترمز احیا کننده ، انرژی جنبشی محرک متحرک به انرژی هیدرولیک تبدیل می شود و در یک باتری ذخیره می شود. این انرژی ذخیره شده بعداً می تواند مورد استفاده مجدد قرار گیرد و باعث کاهش مصرف کلی انرژی سیستم می شود.

انرژی - اجزای کارآمد
با استفاده از مؤلفه های کارآمد ، مانند موتورهای برقی بالا و با بهره وری کم و دریچه های هیدرولیک از بین رفتن ، همچنین می تواند به کاهش مصرف انرژی کمک کند. این مؤلفه ها برای به حداقل رساندن تلفات در هنگام تبدیل انرژی و انتقال انرژی طراحی شده اند.

مطالعه موردی:واحد ترمز اضافی

بیایید نگاهی به یک مثال خاص ، واحد ترمز اضافی بیندازیم. این سیستم الکترو - هیدرولیک در برنامه های خودرو و هوافضا برای تهیه ترمز قابل اعتماد استفاده می شود. مصرف انرژی واحد ترمز اضافی با دقت بهینه شده است.

این واحد از یک پمپ جابجایی متغیر برای تنظیم فشار هیدرولیک با توجه به تقاضای ترمز استفاده می کند. در حین کار عادی ، پمپ با سرعت کم جریان کار می کند و انرژی کمتری نیز مصرف می کند. هنگامی که یک رویداد ترمز رخ می دهد ، پمپ به سرعت سرعت جریان را افزایش می دهد تا نیروی ترمز لازم را تأمین کند.

دریچه های موجود در واحد ترمز اضافی برای به حداقل رساندن قطره های فشار طراحی شده اند و اطمینان حاصل می کنند که انرژی منتقل شده از پمپ به محرک ترمز تا حد امکان کارآمد است. علاوه بر این ، این واحد ممکن است از فناوری ترمز احیا کننده برای بازیابی مقداری از انرژی در هنگام ترمز استفاده کند و باعث کاهش بیشتر مصرف انرژی شود.

پایان

درک الگوهای مصرف انرژی سیستم های الکترو - هیدرولیک برای بهینه سازی عملکرد آنها و کاهش هزینه ها بسیار مهم است. با در نظر گرفتن فاکتورهایی مانند عملکرد ثابت - حالت در مقابل عملکرد گذرا ، طراحی سیستم و استراتژی های صرفه جویی در مصرف ، ما می توانیم به مشتریان خود کمک کنیم تا در مورد سیستم های الکترو - هیدرولیکی خود تصمیمات آگاهانه بگیرند.

اگر شما علاقه مند به کسب اطلاعات بیشتر در مورد سیستم های الکترو - هیدرولیک ما هستید یا دوست دارید در مورد انرژی خاص خود - کارآیی خود بحث کنید ، ما شما را ترغیب می کنیم تا برای مذاکره تهیه به ما دسترسی پیدا کنید. تیم متخصصان ما آماده است تا در یافتن بهترین راه حل ها برای برنامه های خود به شما کمک کند.

منابع

1. Thoma ، DJ ، & Wilson ، DG (2008). سیستم های قدرت سیال: نظریه و تجزیه و تحلیل. مطبوعات CRC.
2. Ivantysyn ، J. ، & Ivantysynova ، M. (2010). سیستم های کنترل هیدرولیک. Elsevier
3. شرکت ایتون. (2015). دفترچه راهنمای طراحی سیستم هیدرولیک. ایتون