簡述樓宇執(zhí)行器新技術(shù)的獨特優(yōu)勢

時間:2010-09-15

來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

導(dǎo)語:樓宇執(zhí)行器產(chǎn)品未來的發(fā)展方向?qū)⑹歉喙δ堋⒏诵曰?、更好的符合?yīng)用需求、擁有更長壽命。而為了更好的滿足使用環(huán)境及壽命的需要,提高防護(hù)等級則是產(chǎn)品發(fā)展的必然選擇。

      樓宇執(zhí)行器主要用于中央空調(diào)中的風(fēng)閥控制及水閥控制,屬于控制末端產(chǎn)品,也是控制軟件系統(tǒng)與風(fēng)管系統(tǒng)相結(jié)合的機(jī)電一體化產(chǎn)品。隨著人們對室內(nèi)舒適度的不斷提升,對于空調(diào)系統(tǒng)的控制要求也越來越高。因而對于執(zhí)行器等末端產(chǎn)品的要求也隨之提高,更多功能及性能需求不斷的在應(yīng)用中被提出。為不斷的滿足現(xiàn)場不同的使用需要,這也要求執(zhí)行器隨之做出不斷的改進(jìn)及提升,以滿足這些更高的控制要求。邁賽斯產(chǎn)品利用自身技術(shù)優(yōu)勢,開發(fā)的系列無刷電機(jī)驅(qū)動執(zhí)行器產(chǎn)品,達(dá)到了同類產(chǎn)品中國際最高水平。而這些要求在之前由于使用比較傳統(tǒng)的有刷電機(jī)控制而收到限制,很多功能無法得到滿足,目前國際最先進(jìn)的無刷電機(jī)及其控制技術(shù)很好的解決了目前在執(zhí)行器應(yīng)用中遇到的應(yīng)用問題。無刷直流電機(jī)應(yīng)用及其廣泛,它已經(jīng)在家電、汽車、航空、醫(yī)療、工業(yè)自動化設(shè)備和儀器等各種各樣的行業(yè)中使用。而其在樓宇執(zhí)行器產(chǎn)品中的應(yīng)用還是在2004年被引入,并且很快得到了實際運行的印證,說明其在該行業(yè)內(nèi)應(yīng)用的優(yōu)勢及更大的發(fā)展空間。

      1、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速特性在執(zhí)行器中的應(yīng)用
       無刷直流電機(jī)有兩個轉(zhuǎn)矩參數(shù)需要確定:轉(zhuǎn)矩峰值(TP)和額定轉(zhuǎn)矩(Tr)。在連續(xù)運行中,負(fù)載會增加直到達(dá)到電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩。在無刷直流電機(jī)中,轉(zhuǎn)矩在轉(zhuǎn)速達(dá)到額定值之前保持不變。電機(jī)的最大轉(zhuǎn)速可以達(dá)到150%額定轉(zhuǎn)速,但是此時轉(zhuǎn)矩將降低。對于頻繁啟東、停止和反轉(zhuǎn)的電機(jī),所需的轉(zhuǎn)矩大于其額定轉(zhuǎn)矩。需要大轉(zhuǎn)矩的時間通常很短,尤其是在電機(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)起動以及加速時。在此期間,需要額外的轉(zhuǎn)矩來克服負(fù)載和電機(jī)本身的慣性。
      由于無刷電機(jī)所具有以上轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速特性,其在執(zhí)行器產(chǎn)品的應(yīng)用中就可以在同一臺執(zhí)行器上實現(xiàn)對于轉(zhuǎn)矩、全行程時間的調(diào)節(jié)。并且通過更高的控制技術(shù)實現(xiàn)不同行程范圍內(nèi)的不同力矩、速度,更好的滿足需要在全行程范圍內(nèi)有不同控制參數(shù)要求的場合。并且無刷電機(jī)具有更好的啟動特性,也避免了之前產(chǎn)品由于啟動力矩不足需要提高產(chǎn)品規(guī)格的問題,真正實現(xiàn)全行程達(dá)到額定力矩的目的。例如在風(fēng)門的控制中,開啟及關(guān)閉階段需要更大的力矩滿足驅(qū)動的需求,而中間位置需要更快的調(diào)節(jié)速度滿足室內(nèi)溫度的變換,在應(yīng)用中就可以將執(zhí)行器在開啟及關(guān)閉階段設(shè)置為低速大力矩的運行方式,而在中間階段則設(shè)置為低力矩快速的運行方式,更完美的實現(xiàn)對于該風(fēng)門的控制。

      2、快速的動態(tài)相應(yīng),提高控制精度
      由于其轉(zhuǎn)子上有永磁體,這樣與其他電機(jī)相比它的轉(zhuǎn)動慣量就要小點,這樣就改進(jìn)了電機(jī)加速與減速的特性,縮短了工作周期。
      由于無刷電機(jī)具有更快的動態(tài)相應(yīng)速度,因此可以明顯的提高產(chǎn)品的控制精度及相應(yīng)時間。由于轉(zhuǎn)動慣量小,因此也減小了從收到停止信號到電機(jī)真正停止轉(zhuǎn)動間的時間差,借此可以明顯的提高執(zhí)行器產(chǎn)品的控制精度及相應(yīng)速度。在控制中,尤其是需要精細(xì)控制的要求下,能夠給出更優(yōu)異的控制效果。通過更高精度的控制也可以大大的降低這個空調(diào)系統(tǒng)的能耗。
     

      3、高效率降低應(yīng)用功耗
      相同機(jī)座下,無刷直流電機(jī)的輸出功率比有刷直流電機(jī)和異步電機(jī)大,其整機(jī)效率接近傳統(tǒng)電機(jī)的2倍。 
      更高的電機(jī)效率使執(zhí)行器產(chǎn)品本身的能耗降低,使同樣的電源可以帶動更多的控制點,從而降低電源部分的工程成本。并且通過對控制電路的設(shè)計,可以將未動作的執(zhí)行器功耗降低到1W一下,進(jìn)一步的降低執(zhí)行器產(chǎn)品能耗,而不是像傳統(tǒng)執(zhí)行器一樣始終保證最大功耗的狀況。這一方式不但降低了能耗,而且由于電機(jī)自身發(fā)熱的降低,能夠保持低溫,保護(hù)電機(jī)及控制電路,使產(chǎn)品有更長的使用壽命及壽命其內(nèi)穩(wěn)定的產(chǎn)品性能。 
      

      4、壽命長,噪音低
      由于沒有有刷電機(jī)一樣的換向碳刷,因此無刷電機(jī)內(nèi)部就沒有了會在運行中摩擦受損的元件,因而也就不會有因摩擦而產(chǎn)生的噪音。這樣的結(jié)構(gòu)特性使無刷電機(jī)具有完全超越有刷電機(jī)的壽命。一般比較,優(yōu)質(zhì)的有刷電機(jī)極限壽命為5,000小時左右,而普通的無刷電機(jī)可以達(dá)到50,000小時的連續(xù)運行壽命。
      就此而言,無刷電機(jī)在執(zhí)行器產(chǎn)品中的應(yīng)用使其完全突破了原有的產(chǎn)品壽命極限,達(dá)到了更高的壽命等級,而這個產(chǎn)品參數(shù)正式之前困擾很多直接客戶的問題關(guān)鍵點。由于樓宇執(zhí)行器的應(yīng)用方式,其安裝位置一般位于屋頂、天花板內(nèi),甚至房屋頂棚位置,采用密封按照。這樣的按照方式使產(chǎn)品的維修及更換都是非常困難的,導(dǎo)致產(chǎn)品的維修及更換成本很高。因此如果采用具有超常壽命的執(zhí)行器產(chǎn)品,可以大大的降低后期維護(hù)費用,解決了應(yīng)用者很多的后顧之憂。
      而其超低的產(chǎn)品噪音使產(chǎn)品在應(yīng)用于室內(nèi)環(huán)境時給使用者更良好舒適的感受,完全感覺不到執(zhí)行器的運行。 
     

      5、具有制動功能使產(chǎn)品可以進(jìn)行自鎖
      無刷電機(jī)與傳統(tǒng)電機(jī)不同,其電流換向不是采用無法控制的碳刷結(jié)構(gòu),而是通過霍爾元器件對于電機(jī)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的采樣,經(jīng)過專用控制芯片的判斷后對電機(jī)供電方向進(jìn)行切換,行程閉環(huán)控制。也就是無刷電機(jī)每個轉(zhuǎn)動動作都是在控制芯片的指令下進(jìn)行的,而不是有刷或其它同步電機(jī)那樣的開環(huán)控制方式。因此對于無刷電機(jī)的運行可以實現(xiàn)多樣的控制方式,達(dá)到不同的運行效果。 
      如上所屬,無刷電機(jī)的任何運行都是可控的,因此當(dāng)控制電路不再對電機(jī)供電方向進(jìn)行切換時,電機(jī)定子與轉(zhuǎn)子間就會形成異極相吸的情況,從而達(dá)到制動的目的。這個功能的實現(xiàn)在執(zhí)行器使用中解決了傳統(tǒng)產(chǎn)品無法解決的問題,那就是產(chǎn)品的中間位置自鎖功能。由于有刷電機(jī)定子與轉(zhuǎn)子間始終處于同極相斥的狀態(tài),因此任何位置都是不穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)執(zhí)行器處于行程的中間位置時,一旦管道內(nèi)部流體壓差產(chǎn)生的外力達(dá)到一定水平,則將帶動其改變位置,造成產(chǎn)品的不可靠情況。而無刷電機(jī)的制動功能剛好解決了這個問題,當(dāng)執(zhí)行器停止時,電機(jī)制動所產(chǎn)生的力可以保證產(chǎn)品在中間位置的穩(wěn)定,不會因外力而導(dǎo)致位置的變化,極大的提高的產(chǎn)品應(yīng)用的可靠性。 
      

      6、結(jié)構(gòu)特點保證產(chǎn)品穩(wěn)定性
      有刷電機(jī)碳刷及整流子在電機(jī)轉(zhuǎn)動時會產(chǎn)生火花、碳粉因此除了會造成組件損壞之外,使用場合也受到限制。交流電機(jī)沒有碳刷及整流子,使產(chǎn)品不會產(chǎn)生粉塵、免維護(hù)、堅固、應(yīng)用廣,但特性上若要達(dá)到相當(dāng)于直流電機(jī)的性能須用復(fù)雜控制技術(shù)才能達(dá)到。 
     

     7、閉環(huán)控制帶來更多控制功能
      無刷電機(jī)的控制屬于閉環(huán)控制,因此可以保證執(zhí)行器產(chǎn)品在各種條件下都能維持恒定的運行速度,保證控制時間的一致性。
      通過對于電機(jī)全行程過程的嚴(yán)密監(jiān)控,可以將全行程中電機(jī)的運行圈數(shù)進(jìn)行記錄,并且根據(jù)時間情況進(jìn)行修正,以達(dá)到適應(yīng)現(xiàn)場具體使用狀況的功能。如角行程執(zhí)行器產(chǎn)品需實現(xiàn)調(diào)節(jié)功能,標(biāo)準(zhǔn)全行程角度為90°,而現(xiàn)場被驅(qū)動設(shè)備實際行程為60°。如傳統(tǒng)產(chǎn)品,則只能將控制及反饋的66%作為滿度進(jìn)行控制,對控制系統(tǒng)造成了很大的不變。應(yīng)用新的控制技術(shù)結(jié)合無刷電機(jī)就可以實現(xiàn)在產(chǎn)品按照后自動對全行程進(jìn)行標(biāo)定,重新定義起始及終點位置,將控制及反饋的0~100%與實際位置相對應(yīng),解決控制系統(tǒng)的相關(guān)問題。
     

      8、執(zhí)行器防護(hù)等級的要求提升
      目前主流的樓宇執(zhí)行器產(chǎn)品防護(hù)等級多以IP54為主,主要滿足室內(nèi)的使用要求,并且內(nèi)部采用的多為結(jié)構(gòu)型防護(hù),會由于零件質(zhì)量問題帶來防護(hù)風(fēng)險。
      隨著樓宇執(zhí)行器產(chǎn)品應(yīng)用的不斷拓展,其應(yīng)用的范圍越來越廣,使用的環(huán)境也不單純限制為室內(nèi),更多的在室外,甚至更為惡劣的應(yīng)用環(huán)境下的情況逐漸增多。因此,對于執(zhí)行器產(chǎn)品未來發(fā)展,防護(hù)等級的提高是必然的方向。世界最為著名的執(zhí)行器生產(chǎn)廠商提出“更好的防護(hù)可以有效的提高產(chǎn)品的使用壽命”,其產(chǎn)品也使用了“雙層密封”的設(shè)計方式。這更進(jìn)一步說明了防護(hù)等級對于執(zhí)行器產(chǎn)品的重要性。達(dá)到更高的防護(hù)等級及采用更穩(wěn)妥的防護(hù)結(jié)構(gòu)方式是保證執(zhí)行器更好發(fā)展的方向,也是進(jìn)一步提高產(chǎn)品壽命的有效途徑。
     

      9、角行程執(zhí)行器作驅(qū)動調(diào)節(jié)閥
      由于新的執(zhí)行器將防護(hù)等級、控制精度提高,結(jié)合目前最新的V型口球閥,角行程執(zhí)行器也可替代傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)閥門在中央空調(diào)的水系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用,這樣的應(yīng)用大大的降低了工程成本。
      新型的V型口球閥在傳統(tǒng)的球閥中增加了一片V型的導(dǎo)流片(如圖A),該導(dǎo)流片的形狀經(jīng)過精確的計算,通過導(dǎo)流片形狀的變化,使球閥的角旋轉(zhuǎn)開度與實際的通過球閥流體的流量行程正比例關(guān)系(如圖B關(guān)系),實現(xiàn)球閥對于流量的等比例關(guān)系調(diào)節(jié)。
      并且由于將執(zhí)行器防護(hù)等級水平提高到IP65以上,因此使角行程執(zhí)行器在水系統(tǒng)中的應(yīng)用更加穩(wěn)定、高效。
    
    總的來說,樓宇執(zhí)行器產(chǎn)品未來的發(fā)展方向?qū)⑹歉喙δ?、更人性化、更好的符合?yīng)用需求、擁有更長壽命,而無刷電機(jī)剛好具有更好的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩特性、較高的動態(tài)響應(yīng)和效率、較長的使用壽命、無噪聲運轉(zhuǎn)、較高的轉(zhuǎn)速范圍,以及可靠而堅固的構(gòu)造等等這些明顯的有點。而為了更好的滿足使用環(huán)境及壽命的需要,提高防護(hù)等級則是產(chǎn)品發(fā)展的必然選擇。

 

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