TotalFORCE技術推動智慧馬達控制

TotalFORCE技術推動智慧馬達控制

智慧馬達控制讓智慧機械可用於企業聯網

在過去十年間,包括EtherNet/IP及物聯網(IoT)在內的賦能技術幫助OEM降低了複雜性,並提供了真正的資訊化機械。智慧製造及工業營運擁抱了一條新的前進道路。這個新方向已完成高度連結,因而可持續監控及最佳化裝置及流程。

智慧生產為終端用戶帶來了新的機會,因為他們希望能透過彙集分散的資訊,以優化其生產及供應鏈。例如物聯網之類先進的技術讓裝置可以更聰明,並且滿足終端用戶對通訊連線、整合、診斷及智慧的需求。

電動馬達是工業應用中能耗的主要來源,消耗大約全世界四分之一的電力。為了降低這個顯著的生產成本,越來越多的工業製造商安裝變頻驅動器(VFD)以控制從應用程式到壓縮機之間的所有設備。

VFD為所有工業部門提供價值。因為低電壓的VFD可依需求調節馬達轉速,因此它們在高需求產業或應用中極具價值,包括了使用液壓或氣動鑽井系統的變頻器。在金屬及礦業、廢水處理廠、起重機與升降機、離心機、輪胎與橡膠,以及石油與天然氣中使用的高需求或高功耗型應用及機械中,可獲得一些巨大的節能效益。在這些應用中,低電壓交流電變頻器可用來控制馬達轉速及扭矩,減輕機械應力損壞。

自我感知能力可減少停機時間

隨著網路及通訊技術的進步,馬達及變頻器的整合及連接能力也獲得了改善。內建預測分析功能的變頻器現在可防止重大的意外停機。例如,變頻器內建了冷卻風扇以防止本身過熱。若其中一個冷卻風扇停止運作,變頻器將會過熱並發生故障,這會導致意外停機。

TotalFORCE技術是透過建立風扇預測壽命的模型,來解決此問題的一種方法。這種分析模型不僅是簡單的計數器─它也考量了測量的環境溫度(感測器內建於變頻器模組中)及測量的風扇速度。風扇速度降低是風扇軸承故障的指標。

一旦風扇達到預測壽命的某個百分比(預設為80%),預測性維修模型就會透過EtherNet/IP向控制系統發出通知。

連接系統可在下一個排定的停機期間,向維護團隊發出更換風扇的通知,以避免無預期的停機狀況。此外,連接系統可用來自動檢查零件的庫存,並在必要時訂購零件。

TotalFORCE技術結合了高效的馬達控制、先進的自我監控能力與現代的數位平台,以提供更快、更精確且反應更快的交流電變頻器。

自我調整控制功能

用於Allen-Bradley PowerFlex 755T交流電變頻器的專利TotalFORCE技術的增強功能包括了更強大的自我調整控制功能,使變頻器能監控隨時間變化的機械特性,並自動補償發生的變化。適應性調整功能使用多達四個自動追蹤陷波濾波器來阻止可能影響品質、增加功耗及機器過早磨損的共振及震動。

此外,預測性維修功能還可提供關於變頻器健康狀況的即時資訊。透過監控溫度、電壓及電流等運作特性,變頻器便能計算關鍵元件的剩餘壽命,並通知使用者。讓使用者可及早處置,避免意外停機。

TotalFORCE技術可透過精確、適應性速度控制、扭矩和位置,為PowerFlex 755T變頻器帶來卓越的電動馬達控制。變頻器可以透過應用設定和目前效能的比較,以及自動進行任何必要的調整,藉此回應生產需求。他們還透過控制系統將他們的效能資料即時傳達給作業端,並持續監控本身的健康狀況。

PowerFlex 755T變頻器可立即通知作業員可能影響變頻器或馬達運作狀況的問題,例如:熔斷保險絲指示及反饋;測量及監控運作時間;散熱管理員;並預測元件的剩餘壽命。這種程度的自我感知有助於大幅減少意外的停機時間。PowerFlex變頻器有助於最佳化作業流程,最小化停機時間,並維持運作平順。

「TotalFORCE 技術讓PowerFlex 755T 變頻器的使用者能夠以主動的方式提高機器的正常執行時間。變頻器可將應用的狀態資訊傳輸至控制系統,而這對縮短停機時間及提高生產力而言非常重要,」洛克威爾自動化產品經理 Brad Arenz 說道。「變頻器的自我感知能力不但可以提高可靠度,還能讓維護工作更為簡單。」

主動式前端變頻器有助於節省能源

重工業製造商面臨的最大挑戰包括了降低功耗、最小化停機時間及最佳化生產力。他們必須解決這些挑戰,同時還能提高獲利能力,並確保他們的投資。

近年來,各種技術的進步(電力電子學技術、拓撲結構與控制硬體及軟體)大大地提高了低電壓VFD的效能及精確度。採用嵌入式主動式前端(AFE)技術的VFD (也稱為再生驅動器)藉由提供工業能源的再生功能及輸入電流的諧波抑制功能,充分利用新技術。

今日的工業使用者經常會安裝AFE作為12脈衝整流器的替代品。大多數的AFE變頻系統包括了一個具備主動式前端控制器的專用交流電變頻器。變頻器還可提供EMC濾波,可提供比傳統整流器更低的輸入電流諧波失真。

12脈衝整流器通常可將總諧波失真降低至10%,而AFE變頻器則約為3%。然而,這些數值可能會依電源電壓失真、不平衡及阻抗而異。原因在於:傳統整流器係以被動方式解決諧波,並在解決後將其濾除。相反地,AFE變頻器主動協助防止變頻器內偵測到的諧波失真進入並影響更廣的電網。藉由持續抵消由變頻器內產生的非線性電流產生的諧波,有效濾波可將諧波導入所需範圍內 ─無論是否有輸入電壓波動。

聰明生產的智慧型變頻器

現今,全球工業的能源使用量處於歷史高點,工業製造商正面臨著在增加能源成本的同時提高獲利能力的挑戰。高效的馬達驅動效能及馬達故障可能會帶來很大的影響。有了智慧馬達控制裝置,您還可藉由整合且依據資料的方式,提升生產力並避免馬達故障。

智慧馬達控制為您的設計環境、可視化系統、資訊軟體及控制器提供持續的重要流程運作及診斷資料─促進企業聯網,並幫助提高生產力及最小化停機時間,同時降低持有的總成本。智慧馬達控制如何幫助您增加獲利能力?

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