探討永磁同步伺服電機控制系統在液壓站節能應用

苑曉云 呂寶軍

1.天津市匯點機電設備開發有限公司 天津 300000

2.華電重工股份有限公司天津分公司 天津 300000

1 液壓系統節能性能需求特征分析

1.1 高效性需求特征

高效性需求是液壓系統節能性能需求的基本特征，具有體現在以下幾個方面：（1）為了最大程度上保證液壓系統節能效果，要求永磁同步伺服電機控制系統的響應速度需要在30ms內完成0～2000轉；（2）在短時間內實現液壓系統壓力設定值的快速恢復；（3）借助恒功率控制技術，促進液壓設備運行速度可以達到穩定提升的效果；（4）在持續同等流量的情況下，可以進一步拓展設備的應用范圍，同時為系統提供更大的流量與速度；（5）要求壓力與流量的上升時間控制在30ms，這樣可以在保證液壓系統自身響應速度的基礎上，有效減少動作轉化耗時，從而促進系統運行生產效率的大幅度提升。

1.2 精密性需求特征

精密性需求是液壓系統節能性能需求的另一個關鍵特征，具有體現在以下幾個方面：（1）液壓系統要求具備較強的調節能力以及穩定的壓力，在壓力閉環這一控制模式下，其壓力波動量需要控制在±1bar以上，以此來確保系統壓力穩定性可以滿足實際要求；（2）液壓系統本身的運動位置重復進度較高，這樣可以最大程度上確保產品精度，使其保持一致性；（3）為了有效規避環境噪音問題，要求液壓系統的運行振動小；（4）在確保產品生產合格率這一基本前提下，要求有效控制系統的能耗；（5）綜合考慮計算機設定的任意壓力以及流量曲線運行等信息，為系統后期的成型工藝開發提供有利條件；（6）在流量發生變化時，產品的成品率需要保持不變[1]。

2 永磁同步伺服電機控制系統在液壓站節能應用

2.1 確定節能優化內容

為了有效保證永磁同步伺服電機控制系統在液壓站的節能應用效果，需要結合系統運行實際情況，通過對液壓站實施相應的改造方案來實現。出于對系統本身高效運行以及生產穩定性等基本要求的考慮，要求在遵循盡可能保持原設備外觀形態這一原則的基礎上，確定具體的節能優化改造內容。通常情況下，結合實際以出坯液壓站原有設備作為基礎，可以通過額外增設伺服永磁同步電機+高壓齒輪油泵+伺服同步驅動器+壓力傳感器+閉環反饋同步系統這一方式來完成。這一改造設計方案，可以與改造之前的原異步電機+變量泵+開環系統實現并列運行，在日常運行工作時可以借助新增設的液壓節能系統進行[2]。

2.2 液壓站系統配置改造

綜合分析來看，確定液壓站系統配置改造內容如表1所示。為了實現系統運行的高效性與節能性，本次液壓站系統改造的器件主要包括油泵、伺服永磁同步電機以及伺服同步驅動器幾個部分，除此之外，配置改造內容還涉及到電柜、壓力傳感器、輸入濾波器、壓力流量屏蔽信號線、動力電纜線、地線、進出油管（油彎管）部件、接頭部件以及泵托架等等，具體改造設計情況，需要結合現場實際情況確定[3]。這一過程中，要求現場保證足夠的空間位置，方便相關配置改造工作的順利進行。

表 1 造液壓站改造配置情況

2.3 投資與經濟效益綜合評估

永磁同步伺服電機控制系統在液壓站的節能應用，在完成基本的配置改造與設計之后，需要對投資成本進行相應的估算，同時綜合分析液壓站的經濟效益情況。一般情況下，考慮到永磁同步電機控制系統投入費用相對較大，所以為了有效控制成本投入，可以通過采取能源合同管理模式合作這一方式。比如：選擇專業的能源技術有限公司，將永磁同步伺服電機控制系統在液壓站的節能應用改造設計任務將由專業公司負責，通過由能源技術有限公司針對本項目的建設、運行以及后期檢維修工作，作為合理的計劃與分析。這一過程中，在達到雙方合作期限之后，要求乙方（能源技術有限公司）將整體設備全權移交到甲方，同時從移交之日開始，乙方仍舊需要承擔一年的質保期。

在經濟效益方面，雙方按照規定內容遵循效益分享，在此基礎上可以根據實際節能情況享受相應的經濟效益。除此之外，通過對液壓系統實際的節能改造設計，可以有效減少了液壓站的啟動次數，從而降低了液壓系統油溫，在減少冷卻循環水系統壓力以及水資源消耗污染等方面，也起到了至關重要的作用，有利于優化液壓站作業環境，應該引起重視。

3 結語

綜上所述，永磁同步伺服電機控制系統在液壓站的節能應用，可以將液壓站運行能耗降低30%以上，對于保證系統運行效率和提升經濟效益具有重要的作用價值。與此同時，永磁同步伺服電機控制系統在液壓站節能應用，在控制整體生產成本投入等方面，發揮著不可忽視的積極作用，具有較大的應用與推廣價值。