EN
Tõhususe oluline roll väikeses DC-mootoris
Miks on tõhusus nii oluline kaasaegsetes rakendustes
Parema tõhususe saavutamine nendest väikestest DC-mootoritest on väga oluline, kuna see vähendab nii käituskulusid kui ka tarbevat elektri hulka. Näiteks praegu on saanud populaarseks hoovaidvabad DC-mootorid tänu oma täpsusele ja väiksemale suurusele. Tootmisettevõtted, mis siirduvad nendele mudelitele, näevad sageli tõelisi säästu oma elektriarvetel. Põnev on, et see parandatud tõhusus ei säästa mitte ainult raha, vaid tegelikult ka pikendab aku eluiga. Seetõttu näeme nende mootorite levikut kõikjalgi elektrijuppide puhul, mis peavad minema vahetult laadimiseta kui ka võimsate juhtmeta tolmuimejate puhul, mis jäävad isegi mitme tunni puhastamise järel ikkagi tööle. Tootmissektori mäng tõuseb pidevalt, seega peavad ettevõtted pidevalt välja tulema uuele ideed, et säilitada jõudlustasemeid ilma energiakadu, mis asjad alla tõmbab. Kui ettevõtted keskenduvad sellele, et teha nendest väikestest mootoritest targemalt tööd, siis nad teevad lõpuks oma osa ka planeedi eest, samas kui järgivad klientide ootusi selle kohta, mis on tänapäeval hea jõudlusega seotud.
Energikaotuste mõju tööstus- ja kaubandussüsteemidele
Väikeste alalisvoolu mootorite kaudu raiskunud energiakulu koguneb aja jooksul tõsiselt. Suurte tootmisettevõtete puhul, mis töötavad ööpäevased, võib see ebatõhusus maksma sadu tuhandeid aastas ainult elektriarvetes. Halvasti toimivad mootorid raiskavad energiat, mis tähendab kõrgemaid kulusid ettevõtetele ja lisakoormust seadmete komponentidele. Mida seejärel juhtub? Tootlikkus langeb, sest masinad ei suuda lihtsalt tootmisterkkidega hakkama saada, kui nad töötavad vajalikust rohkem. On ilmne, et mootorite tõhususe ja keskkonnaga on kindel seos. Vanamoodne mootorid kulutavad rohkem kütet ja tekitavad vajalikust rohkem saasteaineid, samuti kasutavad ressursse kiiremini kui vajalik. Paljud sektori ülemised tehased on nüüd selle seose mõistma hakanud. Üleminek parema kvaliteediga väikeste alalisvoolu mootoritele vähendab kindlasti kahjulikke mõjusid meie planeedile, lisaks sobib see täpselt kokku kõigi nende rahvusvaheliste algatustega puhtama tehnoloogia kasutamiseks. Enamik tehaste juhimeist, kellega olen rääkinud, nõustuvad, et mootorite tõhususe poole vaatamine on pikemas perspektiivis mõistlik äriotsus, mis aitab ettevõtetel jääda konkurentsivõimeliseks, ilma et see maksaks liiga palju või kahjustaks loodust.
Praegused väljakutsed, mis takistavad väikeste DC-mootorite jõudlust
Kuumenese ja lihasega seotud kadumised
Hõõrdumisest tekkinud sooja kogunemise probleem jääb üheks suurimaks takistuseks väikeste alalisvoolu mootorite puhul nende töökindluse ja kestvuse seisukohalt. Kui mootorid töötavad, siis hõõrdumine tekitab soojust, mis märgatavalt vähendab nende jõudlust. Uuringud on näidanud, et kõrgemad temperatuurid mõjutavad otseselt mootori efektiivsust, sageli põhjustades osade palju varasema kulumise kui ootus. Tööstus on sellele probleemile aja jooksul üsna nutikate lahendustega vastanud. Paremad määrmed ja uued jahutusmeetodid teevad suurt tööd soojuse kontrollimisel ja nende tüütate hõõrdumiskadude vähendamisel. Need parandused tähendavad seda, et väikesed alalisvoolu mootorid saavad jätkata oma tipptöökindluse juures isegi tavapäraste toimingute ajal ilma sellest, et nad jääksid ohvriks efektiivsuskadudele, mis tekivad liigse sooja kogunemise tagajärjel.
Traditsiooniliste materjalide ja disainide piirangud
Väikesed alalisvoolumootorid seisavad silmitsi suure probleemiga, kuna nende toimimine sõltub aegunud materjalidest, mis ei ole enam piisavalt vastupidavad ega efektiivsed. Traditsioonilised materjalid ei suuda järgneda nende nõuetega, mis tänapäeval kehtivad, ja see tekitab mitmesuguseid takistusi, mis aeglustavad arengut. Hiljutised materjalitehnoloogia edusammud, näiteks kaasaegsed komposiitsegud ja väga tugevad sulandid, muudavad oluliselt mootorite valmistamise lähenemist. Mootorite disainijad leiavad viise, kuidas ehitada masinaid, mis on vastupidavamad ja efektiivsemad kui kunagi varem. Me oleme kogenud palju juhtumeid, kus vanemad mootoritehased ei suutnud toime tulla keeruliste töötingimustega, tekitades seetõttu ootamatuid seiskumisi. Kui ettevõtted hakkavad kasutama neid täiendavaid materjale asemel, millele varasemalt loodeti, siis nende mootorite töökindlus ja vastupidavus paraneb märgatavalt.
Tõhususe puudumine vanades juhtimissüsteemides
Vanad juhtimissüsteemid tekitavad suuri probleeme väikeste DC-mootorite puhul, põhjustades viivitusi ja ebatäpseid näidustusi, mis mõjutavad negatiivselt üldist toimivust. Tõeline probleem on selles, et need arhailised süsteemid ei suuda hakkama saada tänapäevaste mootorite pöörduvuse ja kiirusega, mis viib efektiivsuskadudele. Digitaaljuhtimissüsteemid töötavad tänapäeval palju paremini, kuna need reageerivad kiiremini ja töötavad sujuvamalt kui nende vanad eeskuju. Üleminek uuele digitaaljuhtimisele muudab kõike. Kui ettevõtted uuendavad, saavad nad võimaluse muuta seadeid reaalajas ja saavutada palju täpsemat mootori juhtimist. See parandamine tähendab, et mootorid töötavad efektiivsemalt ja reageerivad kiiremini muutuvatele tingimustele, mis on tänapäeval järjest kõrgemate nõuete juures väga oluline.
Edasijõudnud materjalid revolutsioneerivad mootrikomponente
Nanomaterjalid vähendada ringströömuinasusi
Nanomaterjalide kasutamine muudab vortusvoolukaod väikeste alalisvoolumootorite puhul, kuna need parandavad magnetilisi omadusi viisil, mille traditsioonilised materjalid lihtsalt ei suuda. Uuringud näitavad, et kui mootorikomponentidele lisatakse nanopartikleid, väheneb raiskunud energiat vortusvooludest, mis toovad kaasa tõhususe languse. Seda eelist tuntakse kõige selgemalt kõrgematel sagedustel, kus tavapärased materjalid toodavad liigset soojust. Ettevõtted nagu Siemens ja ABB on juba alustanud nendega täiendatud materjalide kasutamist reaalses tootes. Mootorite valmistajad, kes siirduvad nanomaterjalidele, teatavad üldiselt paremast jõudluse näitajatest. Kuigi kulude küsimused on endiselt olemas, leidub palju tootjaid, kes peavad tõhususe parandamist väärtuslikuks investeeringuks, eriti kui konkurents mootoriturul muutub igapäevaselt raskemaks.
Kõrgejõlgne magnetkomposiit
Kõrge efektiivsusega magnetkomposiidid muudavad väikeste alalisvoolumootorite tööd, suurendades nende üldist tõhusust. Eriliseks teeb neid materjale nende võime suurendada magnetvoogude tihedust, mis tähendab, et mootoritest saab välja pigistada rohkem võimsust, ilma et neid suuremaks või raskemaks peaks tegema. Võtame näiteks bešmurendi kodusid – kui neid on ehitatud uutest komposiitmaterjalidest, siis on energiasäästu ja pöördemomendi tõstmine märgatav. Kuid siin on üks aga. Neile materjalidele tootmisse tulemine kaasneb kõrgemate kuludega ja nõuab osalisi muudatusi tootmisseadmetesse. Mootoriettevõtete peavad kaaluma neid algkulusid vastu sellele, mida nad aja jooksul jõudluse parandamisel võidavad. Siiski peavad paljud sektori ettevõtted neid komposiite mootorite tehnoloogilise arendamise jaoks hädavajalikuks, hoolimata algsetest raskustest.
Juhtüm: Nideci haruldismagneetide innovatsioonid
Nidec jõudis kõvera ette, kui nad hakati kasutama haruldasi maametalle väikeste alalisvoolumootorite puhul juba varakese 2000. aastate alguses. Mida nad saavutasid, oli tegelikult üsna muljetavaldav – palju väiksemad mootorikujundused, mis nende suuruse jaoks pakuvad palju rohkem võimsust. Ka arvud ei vaibu kaas. Mootorid, mis on valmistatud neist erimagnetitest, töötavad lihtsalt paremini kui vanad mudelid, andes ettevõtetele tõelise tõusu efektiivsuse ja tootluse suhtes. Aga siin on üks lüli. Nende haruldaste maametallide hankimine pole täpselt ökotõus ega kauaajaliselt jätkusuutlik. Seepärast on Nidec viimastel aastatel eksperimenteerinud eri materjalidega ja uurinud võimalusi olemasolevate komponentide taaskasutamiseks. Nende insenerid on juba testinud mitmeid alternatiive laboritingimustes. Kuigi haruldased maametallid muutsid kindlasti mängu reegleid mootori jõudluse osas, peab tööstusharu nüüd mõtlema targemalt selle peale, kust need materjalid pärit on ja kuidas me saame neid kauem ringlusse hoida. Keskkonnasäästlikkus on tänapäeval sama tähtis mis jõudlus.
Häkkerikud Juhtimissüsteemid Energiasoodsuse Optimeerimiseks
AI-d juhitav eelarvutatav hooldusstrateegiad
Mootorite juhtimisse kunstliku intelligentsi lisamine vähendab seismisaega ennustava hoolduse tõttu, mis säästab raha ja muudab kõik usaldusväärsemaks. AI järelvalve abil saavad masinad probleemid enne nende tekkimist tuvastada ja parandavaid meetmeid võtta. Mõned uuringud näitavad, et ettevõtted, mis sellel lähenemisele üle läksid, nägid hoolduskulude langust umbes 30%, peamiselt seetõttu, et ootamatud seadmete rikkepooled vähenesid. Selle tehnoloogia taga olevad nutikad algoritmid analüüsivad pidevalt otseseid andmepotisid, et varakult tuvastada ebatavalised mustrid, nii et operatsioonid jäävad sujuvaks ja ei jääks üllatuste tõttu kinni. Kuigi kõik tehased pole veel hoonet vahetanud, siis need, kes seda on teinud, teatavad üldiselt paremast igapäevasest stabiilsusest ja vähematest probleemidest seadmete hoidmisel tipptehnilises olekus.
IoT-toetatud reaalajas kiiruste seadistamine
Asjade interneti (IoT) kasutuselevõte mootorite juhtimissüsteemides võimaldab reaalajas andmete jagamist, nii et mootori pöörlemissageduse kohandamine on vajadusel võimalik kohe. Tööstused üle maailma püüavad sellel trendil kaasa minna, et vähendada energiakadu, samal ajal kui pidev jälgimine ja kohandused hoiavad asjad sujuvalt töös. Võtke näiteks kütte, ventilatsiooni ja õhu konditsioneeri (HVAC) süsteemid. Kui päeva jooksul muutub temperatuur, kohandavad need nutikad seadmed automaatselt mootorite pöörlemissagedust vastavalt väliskeskkonnatingimustele, vähendades elektriarveid ilma, et keegi peaks nuppudega puudutama. Mida erilist on aga selles, et need IoT-seadmed loovad iseennast parandavad tsüklid, mis täiendavalt kohandavad operatsioone peaaegu iseseisvalt. Operaatoreid peab siiski vahel kontrollima, kuid suurema töö teevad taustal, muutes kogu tegevuskoha järjest puhtamaks ja odavamaks kuu pärast kuud.
Adaptiivne õppimine varketa Kooskäiv mootor Juhtelemendid
Mootori juhtimisseadmed, millel on kohanduv õppetehnoloogia, jäävad pidevalt paranduma, kohandades end ümbritsevate tingimustega vastavalt. Need nutikad juhtimisseadmed aitavad voolutühjad püsivoolumootoreid paremini toimida ja kiiremini kohaneda võrreldes traditsiooniliste seadmetega. Näeme, et see toimib hästi näiteks robotitega tootmisettevõtetes, kus masinad peavad kiiresti reageerima muutustele. Võtke näiteks autotööstuse montaažijooni – kohanduv õpe muudab suured tööstusrobotid liikuma täpsemalt ja jääb kogu pikema tootmisperioodi jooksul stabiilsemaks. Tulevikus hakkavad kohanduvate süsteemide uued arendused alustama masinõppete algoritme, mis muudavad voolutühja püsivoolumootori reaktsiooni veelgi kiireks erinevates olukordades. Kuigi enne kui need süsteemid muutuvad üldiseks kasutuseks kõigis tööstusharudes, on varajased kasutajad teatanud märkimisväärsest kasvust nii energiasäästlikkuses kui ka usaldusväärsuses, kui nende seadmetega kohtutakse ootamatute olukordadega.
Täpsuse tootmismeetodid disainistandardite tõstmisel
3D-trükitud rotorasseemblid vähimate tolerantside jaoks
3D-trükkimise tehnoloogia kasutamine annab tootjatele midagi üsna erilist täppistööde juures, mis aitab kaasa kaalu vähendamisele ja asjade üldisele paremale toimimisele. Näiteks rotorite komplektide puhul saab tänapäeval valmistada neid väga väikeste lubatud kõrvalekannetega, mis varem võimalik ei olnud, ja see suurendab masinate toimimist tunduvalt. Meie kogemuste kohaselt võidavad 3D-trükkimise teel valmistatud osad sageli traditsioonilisi tootmisviise, kuna kohandamiseks on palju ruumi ning protsessis raisatakse palju vähem materjali. Täielikult additiivne lähenemine ehitab objektid kiht haaval, mis vähendab nii kulutusi kui ka aega, mis kulub toodete valmistamiseks. Lisaks saavad disainijad vabadust eksperimenteerida kuju ja struktuuridega, mida tavapäraste tehnikatega ei saaks teostada. Kõikide nende eeliste tõttu leiavad paljud ettevõtted, et üleminek 3D-trükkimisele säästab pikemas perspektiivis tegelikult raha, samas kui järgitakse rangelt täppistootmise keskkondades nõutavaid kvaliteedinõudeid.
Moodulärplatvormid kohandatud tõhususe lahenduste jaoks
Modulaarplatvormid annavad ettevõtetele võimaluse luua kohandatud tõhususlahendusi, mida saab muuta, kui toimingud muutuvad või kasvavad. Paindlikkus aitab vähendada raiskamist ja hõlpsustab osade taaskasutamist, mis sobib hästi rohelist tootmismudelisse. Sellised disainid võimaldavad ettevõtetele lisada täpselt seda, mis on nende konkreetse olukorra jaoks vajalik, ilma asjade liigse keerukaks tegemise. Praktiliste testide põhjal väikeste mootoritega töötavates industriaalvaldkondades selgus, et sellised modulaarsed seadistused tõstavad tegelikult jõudlust märkimisväärselt. Nad muudavad seadmete täiendamise lihtsaks ja igapäevase hoolduse lihtsamaks, mistõttu kestavad masinad kauem enne kui neid üldseks asendamiseks vaja on.
