Wykorzystanie zalet napędów prądu stałego

Projekt DC Industry ponownie zwrócił uwagę na wykorzystanie prądu stałego w przemyśle. Jest to rozsądny krok, ponieważ w międzyczasie pojawiło się wiele systemów DC, które od lat wykorzystują swoje mocne strony w środowiskach przemysłowych. Prąd stały zapewnia stałe zasilanie, co pozwala na bardziej precyzyjną produkcję i dokładniejszą kontrolę - dlatego producenci elektroniki i półprzewodników w szczególności koncentrują się na systemach prądu stałego.

Napędy DC umożliwiają również bardziej precyzyjne sterowanie i krótsze czasy reakcji w robotach produkcyjnych, takich jak te firmy Kuka.

W wielu swoich robotach przemysłowych producent maszyn z Augsburga wykorzystuje silniki prądu stałego, w szczególności bezszczotkowe silniki prądu stałego (BLDC). Roboty takie jak Kuka KR Agilus, które znajdują zastosowanie w przemyśle motoryzacyjnym, produkcji elektroniki i innych obszarach, wykorzystują napędy prądu stałego do swoich osi i mechanizmów chwytających.

Podobne obszary zastosowań można znaleźć w robotach przemysłowych serii M firmy Fanuc, serii Motoman MH firmy Yaskawa i serii IRB firmy ABB, ale także w cobotach serii UR firmy Universal Robots, robotach mobilnych serii LD firmy Omron, a także w chwytaku PGN-plus firmy Schunk. Napędy DC pracują również w systemach przenośników lub systemach logistycznych Dematic lub SSI Schäfer.

Wszystkie te aplikacje korzystają z zalet napędów DC: bardzo czułej i precyzyjnej kontroli położenia, momentu obrotowego i prędkości, wysokiej wydajności i długiej żywotności. Silniki DC można również zintegrować z kompaktowymi konstrukcjami, co jest decydującą cechą produktu w robotyce.

Automatyzacja produkcji jest zatem ważnym fi eldem dla technologii DC, ponieważ jest ona szeroko stosowana w szczególności w robotyce. Specjalizująca się w napędach firma Danfoss jest kolejnym dostawcą tej technologii, w szczególności serii VLT FlexMotion. Jednym z godnych uwagi produktów jest na przykład wieloosiowy serwonapęd MSD 510, który został opracowany specjalnie dla scenariuszy z napięciem obwodu pośredniego w zakresie od 565 do 680 V DC.

Danfoss zaprojektował swoje przetwornice i sterowniki FlexMotion do pracy z różnymi źródłami zasilania - w tym z prądem stałym. Dzięki obsłudze zasilania prądem stałym i zoptymalizowanemu okablowaniu, system może być wykorzystywany bezpośrednio w przemysłowych sieciach prądu stałego w przemyśle i zmniejsza straty energii. Seria VLT FlexMotion opiera się na okablowaniu hybrydowym, które przesyła zarówno zasilanie DC, jak i sygnały do sterowania maszynami w jednym kablu. Zapewnia to bardziej wydajną i elastyczną architekturę systemu, którą można zintegrować z różnymi architekturami maszyn. Seria ta jest szczególnie odpowiednia do zastosowań obejmujących hybrydowe i całkowicie elektryczne układy napędowe, które działają precyzyjnie, elastycznie i energooszczędnie.

Inni producenci technologii napędowych również dostarczają odpowiednie produkty: Bosch Rexroth, na przykład, oferuje różne systemy do zastosowań przemysłowych, w tym ctrlX Drive, który obejmuje wysokowydajne serwonapędy na prąd stały do precyzyjnego sterowania ruchem. System może być skonfigurowany do różnych zadań w automatyce fabrycznej i jest wyposażony w kompaktowe i mocne silniki, które działają z wysoką wydajnością energetyczną. Indra Drive ML to kolejny napęd, który może działać zarówno jako zasilacz regeneracyjny, jak i falownik silnika. Ten napęd jest szczególnie odpowiedni do dużych zastosowań, ponieważ może obsługiwać kilka jednostek równolegle, zapewniając wyższą wydajność, co jest idealne dla złożonych środowisk produkcyjnych. Napędy te dobrze integrują się ze środowiskami DC i umożliwiają płynne sterowanie wieloma osiami, odzyskiwanie energii i zoptymalizowane zużycie energii dzięki zaawansowanym funkcjom, takim jak połączenia magistrali DC i inteligentne systemy zarządzania energią.

Biorąc pod uwagę ich zalety, silniki prądu stałego są wykorzystywane w wielu różnych obszarach - jak dotąd głównie w środowiskach prądu przemiennego. Jeśli są one zasilane bezpośrednio z sieci prądu stałego, nie ma potrzeby stosowania falownika i związanych z tym kosztów instalacji i konserwacji. Ponadto, eliminując falownik, można zmniejszyć straty, które w przeciwnym razie powstałyby w wyniku konwersji, zwiększając w ten sposób ogólną efektywność energetyczną systemu. Co więcej, wyeliminowanie wszystkich etapów konwersji upraszcza również architekturę systemu, co oznacza mniej okablowania i mniej miejsca.

W każdej fabryce są już urządzenia, które faktycznie działają na prąd stały: oprócz przytoczonych przykładów, należy również wziąć pod uwagę systemy wentylacyjne i oświetlenie LED. Dlaczego więc akceptować straty? O wiele bardziej wydajne byłoby bezpośrednie zasilanie systemów prądem stałym. Firma Lapp zrealizowała to w swoim zakładzie w Forbach we współpracy z Fraunhofer IPA. Według ich inwentaryzacji, dobre 10% konsumentów mogło być zasilanych prądem stałym od samego początku - na przykład z energii elektrycznej wytwarzanej przez system fotowoltaiczny.