探讨永磁同步伺服电机控制系统在液压站节能应用

苑晓云 吕宝军

1.天津市汇点机电设备开发有限公司 天津 300000

2.华电重工股份有限公司天津分公司 天津 300000

1 液压系统节能性能需求特征分析

1.1 高效性需求特征

高效性需求是液压系统节能性能需求的基本特征，具有体现在以下几个方面：（1）为了最大程度上保证液压系统节能效果，要求永磁同步伺服电机控制系统的响应速度需要在30ms内完成0～2000转；（2）在短时间内实现液压系统压力设定值的快速恢复；（3）借助恒功率控制技术，促进液压设备运行速度可以达到稳定提升的效果；（4）在持续同等流量的情况下，可以进一步拓展设备的应用范围，同时为系统提供更大的流量与速度；（5）要求压力与流量的上升时间控制在30ms，这样可以在保证液压系统自身响应速度的基础上，有效减少动作转化耗时，从而促进系统运行生产效率的大幅度提升。

1.2 精密性需求特征

精密性需求是液压系统节能性能需求的另一个关键特征，具有体现在以下几个方面：（1）液压系统要求具备较强的调节能力以及稳定的压力，在压力闭环这一控制模式下，其压力波动量需要控制在±1bar以上，以此来确保系统压力稳定性可以满足实际要求；（2）液压系统本身的运动位置重复进度较高，这样可以最大程度上确保产品精度，使其保持一致性；（3）为了有效规避环境噪音问题，要求液压系统的运行振动小；（4）在确保产品生产合格率这一基本前提下，要求有效控制系统的能耗；（5）综合考虑计算机设定的任意压力以及流量曲线运行等信息，为系统后期的成型工艺开发提供有利条件；（6）在流量发生变化时，产品的成品率需要保持不变[1]。

2 永磁同步伺服电机控制系统在液压站节能应用

2.1 确定节能优化内容

为了有效保证永磁同步伺服电机控制系统在液压站的节能应用效果，需要结合系统运行实际情况，通过对液压站实施相应的改造方案来实现。出于对系统本身高效运行以及生产稳定性等基本要求的考虑，要求在遵循尽可能保持原设备外观形态这一原则的基础上，确定具体的节能优化改造内容。通常情况下，结合实际以出坯液压站原有设备作为基础，可以通过额外增设伺服永磁同步电机+高压齿轮油泵+伺服同步驱动器+压力传感器+闭环反馈同步系统这一方式来完成。这一改造设计方案，可以与改造之前的原异步电机+变量泵+开环系统实现并列运行，在日常运行工作时可以借助新增设的液压节能系统进行[2]。

2.2 液压站系统配置改造

综合分析来看，确定液压站系统配置改造内容如表1所示。为了实现系统运行的高效性与节能性，本次液压站系统改造的器件主要包括油泵、伺服永磁同步电机以及伺服同步驱动器几个部分，除此之外，配置改造内容还涉及到电柜、压力传感器、输入滤波器、压力流量屏蔽信号线、动力电缆线、地线、进出油管（油弯管）部件、接头部件以及泵托架等等，具体改造设计情况，需要结合现场实际情况确定[3]。这一过程中，要求现场保证足够的空间位置，方便相关配置改造工作的顺利进行。

表 1 造液压站改造配置情况

2.3 投资与经济效益综合评估

永磁同步伺服电机控制系统在液压站的节能应用，在完成基本的配置改造与设计之后，需要对投资成本进行相应的估算，同时综合分析液压站的经济效益情况。一般情况下，考虑到永磁同步电机控制系统投入费用相对较大，所以为了有效控制成本投入，可以通过采取能源合同管理模式合作这一方式。比如：选择专业的能源技术有限公司，将永磁同步伺服电机控制系统在液压站的节能应用改造设计任务将由专业公司负责，通过由能源技术有限公司针对本项目的建设、运行以及后期检维修工作，作为合理的计划与分析。这一过程中，在达到双方合作期限之后，要求乙方（能源技术有限公司）将整体设备全权移交到甲方，同时从移交之日开始，乙方仍旧需要承担一年的质保期。

在经济效益方面，双方按照规定内容遵循效益分享，在此基础上可以根据实际节能情况享受相应的经济效益。除此之外，通过对液压系统实际的节能改造设计，可以有效减少了液压站的启动次数，从而降低了液压系统油温，在减少冷却循环水系统压力以及水资源消耗污染等方面，也起到了至关重要的作用，有利于优化液压站作业环境，应该引起重视。

3 结语

综上所述，永磁同步伺服电机控制系统在液压站的节能应用，可以将液压站运行能耗降低30%以上，对于保证系统运行效率和提升经济效益具有重要的作用价值。与此同时，永磁同步伺服电机控制系统在液压站节能应用，在控制整体生产成本投入等方面，发挥着不可忽视的积极作用，具有较大的应用与推广价值。