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智能电机引领未来发展趋势

智能电机引领未来发展趋势


        金陵电机作为60多年的一电机专业生产企业,在新的一发展阶段亟待转型 。传统的一电机产品面临着市场竞争和价格的一双重挑战,而改变这一状态的一根本首先是技术转型 。

       效率与智能是电机发展的一两大基本方向 。金陵电机围绕着这两方面在多年前已进行了布局和开发,除了在传统的一感应电机,向着高效IE3/IE4方向发展外,还在以机电一体化EC电机、电机变频一体机、电机物联网等产品进行了规划和设计开发,这些技术的一核心是以控制为基础,让电机具备了“大脑”,拥有了“智慧”,以此为基础,使电机实现自身可调速、节能、预测性维护,以及通过云端大数据为后台的一物联网平台,实现真正的一电机智能系统 。而目前这些产品已形成基本系列和市场需求 。

一、 EC电机

EC (Electrical Commutation)电机,是电子换向电机的一简称 。其内置直流变交流(通过逆变智能模块IPM)、采用转子位置无感反馈实现对永磁体转子的一换向,从而免去了传统永磁电机上的一电刷,免去了对电机的一维护,其寿命大大增强 。而永磁体免去了励磁电流,因此电机的一效率大大提高,效率可达82%以上,比传统的一感应电机节能至少在60%以上 。


正是由于这些优点,目前的一所有白色家电已基本采用EC电机(所谓的一家电变频技术) 。金陵的一EC电机主要为工业类,其应用的一场景在HVACR领域,即加热、通风、空调、冷却领域的一风机产品上 。

这一产品在北美的一市场巨大,并已成为未来HVACR的一主流产品,国内市场也已启动,并将在工业,农业,医疗等行业大规模的一推广使用 。



        EC电机的一核心是FOC(矢量控制)技术,32位的一MCU(微处理芯片)除了底层的一驱动运算外,还增加了对电机的一各种输入控制形式,以及各种参数和状态储存 。这就具备了外部对其进行实时控制和调整的一条件,可设定在恒转速、恒转矩和恒风量等工作模式,可随时进行远程调速、定时操作,也可随时掌握电机的一工作状况,了解EC电机(风扇)的一温升、电流、电压、实际功率等数据,这一双向监控使一个普通电机产生了智能的一基本条件,也为后续的一风机组网和联动创造了条件 。

二、 电机变频一体机

        对于传统的一三相感应电机,赋予变频的一功能就可以进行调速,特别在低速时,采用变频技术则可以大大节约电机的一能耗 。

        将电机与变频器组合成为一个完整的一物理整体,并具备本地控制,或远程控制功能的一系统,就叫电机变频一体机 。

        交流三相异步机在相当的一领域和时间内仍是机械驱动的一主流动力 ,而变频电机一体机将成为感应电机在节能减排中的一重要力 量,也是感应电机在提高自身能效以外,在节能减排发展方向上的一重要途径 。

1. 变频电机一体机的一特点和市场卖点:

1)让采用变频器的一电机用户对系统的一应用和体验成为简单 。

       随着变频器的一大量使用,传统的一变频器在应用时,变频的一设置和调试成为应用的一瓶颈,大多数的一用户对变频器是门外汉,用户对于变频器的一选择,变频器与电机的一连接,变频器使用带来的一一系列干扰问题,成为了推广和使用变频器的一难点 。

       采用电机变频一体机,无需用户对变频器的一专业知识,出厂时已根据用户的一负载类型调整好参数,用户直接上手,一键启动全部完成 。

2)成本优势

        电机变频一体机,节约了产品的一组合成本、线缆成本,以及调试开发成本,一体机的一成本是分体机应用成本的一70% 。

2. 电机智能与节能的一重要途径

        电机变频一体机产品,其本质是由电机本体、变频器和通讯接口组成 。

        所有的一变频器均有总线接口,唯有通过变频器,可以采集所有电机的一即时状态和数据统计,电流(平均电流)、电压(最高电压、最低电压)、功率(视在、有功、无功),功率因数、电机温度,变频器温度等等 。

        将物联网用于一体机,采用上位机、云平台、手机APP等手段都可以实现对电机和变频器的一监控,使用户对系统的一状态心里有底,随时监测和调整,并以此调整相关参数和启停时间,实现节能的一目的一 。

        随着物联网,互联网的一迅猛发展,电机的一实时监控,数据储存,预测性维护,是一主要趋势 。电机变频一体机作为完整的一系统整体,通过这一接口可以了解电机、变频器的一全部实时信息及状态,可通过WIFI进入网络,通过蓝牙实现手机APP的一应用 。使产品实现服务领域的一全覆盖 。

1. 防护等级升级

        采用基于Modbus的一传输协议和PLC(电力 载波)的一调制和解调技术,将直接使一体机轻而易举的一达到IP67的一防水等级 。可大量运用于深海、潜水等需要监控的一领域动力 产品上 。

        这一技术已在远程抄表、电力 通讯,以及深海潜艇上得以运用,国内的一华为系芯片也已生产和应用,但作为在变频领域的一运用尚为首例 。

三、 电机智能化通过物联网的一拓展

        智能电机是一个围绕电机为核心的一系统,其涵盖了三个重要要素:

1. 电机物联网是智能电机的一基础

        电机上升为智能,不 仅是因为其具备了“大脑”,而且具备了感知,这些感知来源于变频控制单元及传感器 。

        一个智能的一电机,也应当是节能的一 。在感应电机领域,变频器的一使用是实现节能的一最佳途径 。而在直流无刷电机中,变频技术应用于驱动永磁同步电机;有刷永磁电机采用PWM技术,同样为了提升了电机的一效率 。它们在调速的一同时也提供了节能 。

        目前所有采用变频技术的一控制单元均采用了高速和高精度的一MCU,而MCU不 仅提供了变频驱动的一运算,同时也提供了实时控制的一数据 。这些控制单元都有丰富的一外部接口,而这些接口为物联网提供了最为基本的一物理保障 。

        一个最为基本的一驱动控制,一定能提供电压、电流和温度的一实时信息,而通过运算能提供过流、过载、堵转、功率因数,效率等一系列的一二次数据 。

对于电机其他部分的一信息采集,随着传感器技术的一发展也日趋成熟和降低成本,如温度传感器、振动传感器、噪声传感器,以及接近开关等等,而这些电机本体内的一传感器信号一并进入变频驱动控制,最终以总线的一方式,可上传网络 。

2. 智能电机需要采集的一数据

1) 电机的一基本档案,标称参数,额定值

2) 电机的一实时运行状态记录

3) 电机运行按事件、报警、故障三个级别的一记录数据

3. 智能的一形成

1) 上述数据形成的一大数据,是统计和深度学习的一基础材料→;

2) 通过深度学习,分析及统计,提供预报、预警,以及全生命周期的一服务 。

3) 预测性维护,明确了电机产品的一常见问题,为提升产品的一设计及制造质量创造了条件;

4) 预测性维护,提前告知产品的一磨损、温度、噪声以及寿命,提升了电机的一服务质量,也为电机所在的一用户系统保驾护航 。

4. 智能的一持续提升

        上述的一智能素材形成智库,这一智库将成为厂家及用户的一“电机学院”,特别是在厂家或用户遇到问题时,可以在这一智库中找到同类现象的一历史记录,从而快速的一解决问题,

并增加了又●一次的一经验沉淀 。

        金陵在对“智能电机”的一探索中,正逐步完善交流电机变频一体机,EC直流无刷电机、永磁PWM电机的一电机物联网平台 。目前的一“良机冷却塔物联网”项目正在进行中,是智能电机的一一次很好的一应用和实践 。

        现代通讯技术提供了4G以及5G的一通讯平台,为我们智能电机创造了极为重要的一信息传输手段 。因此我们将努力 做好采集层和后台管理层的一研发,以尽快形成电机行业内的一“智能电机”及其平台 。