Využití výhod stejnosměrných pohonů

Projekt DC Industry znovu výrazněji upozornil na využití stejnosměrného proudu v průmyslu. To je rozumný krok, protože mezitím existuje řada stejnosměrných systémů, které se v průmyslovém prostředí již léta osvědčují. Stejnosměrný proud zajišťuje konzistentní napájení, což umožňuje přesnější výrobu a přesnější řízení - Proto se na stejnosměrné systémy zaměřují zejména výrobci elektroniky a polovodičů.

Stejnosměrné pohony také umožňují přesnější řízení a rychlejší reakční časy výrobních robotů, jako jsou roboty od společnosti Kuka.

Výrobce strojů se sídlem v Augsburgu se v mnoha svých průmyslových robotech spoléhá na stejnosměrné motory, zejména na bezkartáčové stejnosměrné motory (BLDC). Roboty jako Kuka KR Agilus, které nacházejí uplatnění v automobilovém průmyslu, výrobě elektroniky a dalších oblastech, využívají pro své osy a uchopovací mechanismy stejnosměrné pohony.

Podobné oblasti použití lze nalézt u průmyslových robotů řady M od společnosti Fanuc, řady Motoman MH od společnosti Yaskawa a řady IRB od společnosti ABB, ale také u kobotů řady UR od společnosti Universal Robots, mobilních robotů řady LD od společnosti Omron a také u chapadel PGN-plus od společnosti Schunk. Stejnosměrné pohony se uplatňují také v dopravníkových systémech nebo logistických systémech Dematic nebo SSI Schäfer.

Všechny tyto aplikace využívají výhod stejnosměrných pohonů: vysoce citlivé a přesné řízení polohy, točivého momentu a rychlosti, vysoká účinnost a dlouhá životnost. Stejnosměrné motory lze také integrovat do kompaktních konstrukcí, což je v robotice rozhodující vlastnost výrobku.

Automatizace výroby je proto důležitou oblastí stejnosměrného proudu, který se hojně využívá zejména v robotice. Dalším dodavatelem této technologie je společnost Danfoss, specialista na pohony, zejména se svou řadou VLT FlexMotion. Jedním z pozoruhodných produktů je například víceosý servopohon MSD 510, který byl speciálně vyvinut pro scénáře se stejnosměrným napětím v rozmezí 565 až 680 V DC.

Společnost Danfoss navrhla své pohony a regulátory FlexMotion tak, aby mohly pracovat s různými zdroji energie - včetně stejnosměrného proudu. Díky podpoře stejnosměrného napájení a optimalizované kabeláži lze systém využít přímo v průmyslových stejnosměrných sítích v průmyslu a snížit energetické ztráty. Řada VLT FlexMotion využívá hybridní kabeláž, která přenáší stejnosměrné napájení i signály pro ovládání strojů v jediném kabelu. Tím je zajištěna efektivnější a flexibilnější architektura systému, kterou lze integrovat do různých architektur strojů. Tato řada je vhodná zejména pro aplikace s hybridními a plně elektrickými pohonnými systémy, které pracují přesně, flexibilně a energeticky úsporně.

Odpovídající produkty však dodávají i další výrobci pohonné techniky: Bosch Rexroth například nabízí různé systémy pro průmyslové aplikace, včetně ctrlX Drive, který zahrnuje vysoce účinné servopohony na bázi stejnosměrného proudu pro přesné řízení pohybu. Systém lze konfigurovat pro různé úlohy v automatizaci výroby a je vybaven kompaktními a výkonnými motory, které pracují s vysokou energetickou účinností. Indra Drive ML je další pohon, který může fungovat jako rekuperační zdroj i jako motorový měnič. Tento pohon je vhodný zejména pro velké aplikace, protože může podporovat několik jednotek paralelně, což umožňuje vyšší výkon, který je ideální pro složitá výrobní prostředí. Tyto pohony se dobře integrují do prostředí stejnosměrného proudu a umožňují plynulé řízení více os, rekuperaci energie a optimalizované využití energie díky pokročilým funkcím, jako je připojení ke sběrnici stejnosměrného proudu a inteligentní systémy řízení energie.

Vzhledem ke svým výhodám se stejnosměrné motory používají v nejrůznějších oblastech - zatím většinou v prostředí střídavého proudu. Pokud jsou provozovány přímo ze stejnosměrné sítě, není potřeba měnič a s ním spojené náklady na instalaci a údržbu. Kromě toho lze odstraněním střídače snížit ztráty, které by jinak vznikly konverzí, a tím zvýšit celkovou energetickou účinnost systému. Eliminace všech konverzních stupňů navíc zjednodušuje architekturu systému, což znamená, že je zapotřebí méně kabeláže a méně místa.

V každé továrně již existují zařízení, která skutečně pracují na stejnosměrný proud: kromě uvedených příkladů je třeba vzít v úvahu také ventilační systémy a osvětlení LED. Proč tedy přijímat ztráty? Mnohem efektivnější by bylo napájet systémy přímo stejnosměrným proudem. Společnost Lapp to realizovala pro svůj závod ve Forbachu společně s Fraunhofer IPA. Podle jejich inventarizace mohlo být dobrých 10 % spotřebitelů zásobováno stejnosměrným proudem již od počátku - například z elektřiny vyrobené fotovoltaickým systémem.