【文档说明】EMS能源优化.pptx，共(99)页，2.655 MB，由精品优选上传

转载请保留链接：https://www.ichengzhen.cn/view-296809.html

以下为本文档部分文字说明：

©2008EatonCorporation.Allrightsreserved.针对工业设备的能源效率计算-0808技术会议2008年伊顿代理商会议9月28日-10月1日,2008年GaylordPalmsResort,KissimmeeFlorida22能源效率的计算…本

次技术会议将考虑的是在工业系统和过程中典型的能量损失，回顾在效率减少方面不同的系统设计方法。一种能量效率的计算方法将用来确定这些设计方法的有效性。33能源效率的计算…•什么是能源？•能源损失和效率•液

压回路设计•Eaton能源计算方法•贸易展演示44通过燃烧煤炭的发电厂55核能66能源和电力77风能88海浪能源驾驭海浪海洋提供了绿色能源的希望，新泽西的一家公司正在开发这样的技术。BySandyBauers作家

、撰稿人长滩岛南端的五英里处，一个特大型的黄色浮标独自漂浮。特意地安装在波浪处，偶尔打电话回家。两年后，它证明了自己，至少对发明家而言，这是一个21世纪最大技术可能的设计：每个浮标上的可再生能源；汽缸里滑动的活塞；发电。99能源（石油价格和地区储备）1010能源卡车司机本周封堵马德

里的高速公路以抗议石油价格过高。EricConrad,麦迪逊加油站的经理，更换无铅汽油的价格，从每加仑$3.62到$3.99.飓风推高了价格。1111能源总结-US来源:https://eed.llnl.gov/flow/1212美国2007年电流1313电厂能源总览•根据美国能源部的信息，机动设

备耗能占全美能源供应的64%。•也就是约每年290亿千瓦时的能源。1414液压功能…动力单元桨系统仪表过滤器蓄能器阀/控制附件制动系统泵/马达偏航系统耦合器软管油缸1515PB40ES装配1616PB

40ES装配1717能源效率的计算…•什么是能源？•能源损失和效率•液压回路设计•Eaton能源计算方法•贸易展演示1818什么是能量?能源:开展工作的能力。效率:单位时间内转换的能源大小。1919电能P–功率V–电压I–电流R–电阻2020机械能机械能(HP)=------

-------------------------------------------扭矩inlb-ftx转速inrpm52522121输入机械能输出液压能液压能=流量X压力液压能(HP)=压力(psi)x流量(gpm)1714液压能2222能源效率的计算…•什么是能源？•能源损失

和效率•液压回路设计•Eaton能源计算方法•贸易展演示2323典型能量流ηo=ηdrxηemxηpxηh2424典型能量损失ηo=ηdrxηemxηpxηhLo=Ldr+Lem+Lp+Lh1+(Lh2)2525电动马达效率任

何机器的效率都包括电动机的效率，是由其产生的有功功率与消耗的功率之比决定的。右图形象地说明了一个电动机消耗了$1000的电力产生了$930的有用机械功。一般电动机的效率都以百分数表示，因此，图中的效率为93%.$1,000EnergyI

nput$930EnergyOutput$70HeatLosses2626损失–电力控制/变频损失•变频损失-2%到5%电机损失•定子铜损•转子铜损•铁损•机械摩擦和风阻损失•负载杂散损失2727损失-液压系统液压泵的损失•内部泄露•旋转组件•控制组件•机械损失•密封•支撑•风阻•ηo

=ηvxηt系统损失•通道/线路ΔPs•阀泄露•回路设计•过流量•过压•冷却器2828设计基础:定量泵一个完全平衡的设计使得转子作为一个动压轴承。这种轴承不需要更换。2929设计基础：叶片设计-内部叶片内部叶片的设计降低了进口处的压力。这样

泵可以达到高压力。3030设计基础：泵设计的区别普通泵:针对小流量和低压设计的小型，紧凑泵插装泵：1、大流量和高压；2、多种规格尺寸；3、容易维护3131活塞泵剖面图PVHPVM420/6203232能源效率的计算…•什么是能源？•能源损失和效率•液压回路设计•

Eaton能源计算方法•贸易展演示3333液压系统损失•简单回路最小阀-25%Loss•简单回路油缸-28%Loss•简单回路流体马达-31%Loss•静液压传动-35%-40%Loss•伺服系统-55%Loss•低压流体传动系统–15%loss来源:LightningRef

erenceHandbook3434液压回路设计•定量泵•定量泵/负载传感•变量泵/压力补偿•变量泵/负载传感•PQ的变量泵•定量泵/变频器3535定量泵QPP2P1P1P2Q13636定量泵USEFULPOWERWASTEPOWERPQ所

需流量实际流量所需压力实际压力3737PQ–定量泵曲线PRESSURE0500100015002000250030000%20%40%60%80%100%Time%PRESSURE-PSIFixedPumpLoadFLOW0510152025300%20%40%60%80%100%T

ime%FLOW-GPMFixedPumpLoadWASTEDPOWER0.010.020.030.040.050.00%20%40%60%80%100%Time%HPFixedPumpLoad3838PQ–定量泵曲线PRESSURE0500100015

002000250030000%20%40%60%80%100%Time%PRESSURE-PSIFixedPumpLoadFLOW0510152025300%20%40%60%80%100%Time%FLOW-GPMFixedPum

pLoadHPLOSSincl.OILCOOLING0.010.020.030.040.050.060.070.080.00%20%40%60%80%100%Time%HPTotalWasteFixedPumpCoolerHP3939定量泵QPP2P1P1

P2Q14040定量泵USEFULPOWERWASTEPOWERPQ所需流量实际流量所需压力实际压力4141PQ–定量泵曲线PRESSURE0500100015002000250030000%20%40%60%80%100%Time%PRESSURE-PSIFixedpumpwit

hLSLoadFLOW0510152025300%20%40%60%80%100%Time%FLOW-GPMFixedpumpwithLSLoadPOWER0.010.020.030.040.050.00%20%40%60%80%100%Time%HPFixedpumpwithLSLoadWAS

TEDPOWER0.05.010.015.020.025.030.035.040.00%20%40%60%80%100%Time%HPFixedpumpwithLSLoad4242PQ–定量泵曲线PRESSURE0500100015002000250030000%20%40%60%80%10

0%Time%PRESSURE-PSIFixedpumpwithLSLoadFLOW0510152025300%20%40%60%80%100%Time%FLOW-GPMFixedpumpwithLSLoadPOWER0.010.020.030.

040.050.00%20%40%60%80%100%Time%HPFixedpumpwithLSLoadHPLOSSincl.OILCOOLING0.05.010.015.020.025.030.035.00%20%4

0%60%80%100%Time%HPTotalWasteFixedpumpwithLSCoolerHP4343变量泵/压力补偿QPP2P1P1P2Q14444变量泵/压力补偿USEFULPOWERWASTEPOWE

RPQ所需流量实际流量所需压力实际压力4545PQ–变量泵曲线FLOW0510152025300%20%40%60%80%100%Time%FLOW-GPMVarypumpwithcompLoadPOWER0.010.020.03

0.040.050.00%20%40%60%80%100%Time%HPVarypumpwithcompLoadPRESSURE0500100015002000250030000%20%40%60%80%100%Time%PRESSURE-PSIVarypumpwithcomp

LoadWASTEDPOWER0.05.010.015.020.025.030.035.040.00%20%40%60%80%100%Time%HPVarypumpwithcompLoad4646PQ-变量

泵曲线PRESSURE0500100015002000250030000%20%40%60%80%100%Time%PRESSURE-PSIVarypumpwithcompLoadFLOW0510152025300%20%40

%60%80%100%Time%FLOW-GPMVarypumpwithcompLoadPOWER0.010.020.030.040.050.00%20%40%60%80%100%Time%HPVarypumpwithc

ompLoadHPLOSSincl.OILCOOLING0.010.020.030.040.050.00%20%40%60%80%100%Time%HPTotalWasteVarypumpwithco

mpCoolerHP4747变量泵/负载敏感QPP2P1P1P2Q14848变量泵/负载敏感USEFULPOWERWASTEPOWERPQ所需流量实际流量所需压力实际压力4949PQ–变量泵曲线FLOW0510152025300%20%40%60%80%100%Time%F

LOW-GPMVarypumpwithLSLoadPOWER0.05.010.015.020.025.030.035.040.045.00%20%40%60%80%100%Time%HPVarypumpwithLSLoadWASTEDPOWER0.05.010.015.020.025.030

.035.040.00%20%40%60%80%100%Time%HPVarypumpwithLSLoadPRESSURE0500100015002000250030000%20%40%60%80%100%Time%PRESSURE-PSIVarypumpwithLSLoad5050PQ–变

量泵曲线FLOW0510152025300%20%40%60%80%100%Time%FLOW-GPMVarypumpwithLSLoadPOWER0.05.010.015.020.025.030.035.040.045.00%20%40%60%80%100%Time%HP

VarypumpwithLSLoadPRESSURE0500100015002000250030000%20%40%60%80%100%Time%PRESSURE-PSIVarypumpwithLSLoadHPLOSSincl.OILCOOLING0.05.010.015.020.

025.00%20%40%60%80%100%Time%HPTotalWasteVarypumpwithLSCoolerHP5151定量泵/变频器P1QPP1Q15252定量泵/变频器USEFULPOWERWASTEPOWER~ZEROPQ所需流量实际流量所

需压力实际压力5353PQ-定量泵/变频器曲线PRESSURE0500100015002000250030000%20%40%60%80%100%Time%PRESSURE-PSIVFDLoadFLOW0510152025300%20%4

0%60%80%100%Time%FLOW-GPMFixedpumpwithLSLoadPOWER0.010.020.030.040.050.00%20%40%60%80%100%Time%HPVFD

LoadWASTEDPOWER0.05.010.015.020.025.030.035.040.00%20%40%60%80%100%Time%HPVFDLoad5454PQ-定量泵/变频器曲线PRESSURE050010001500

2000250030000%20%40%60%80%100%Time%PRESSURE-PSIVFDLoadFLOW0510152025300%20%40%60%80%100%Time%FLOW-GPMFixedpumpwithLSLoa

dPOWER0.010.020.030.040.050.00%20%40%60%80%100%Time%HPVFDLoadHPLOSSincl.OILCOOLING0.05.010.015.020.00%20%40%60%80%100%Ti

me%HPTotalWasteVFDCoolerHP5555负载干扰USEFULPOWERPQ全部流量实际流量所需压力实际压力P1Q1WASTEPOWERUSEFULPOWER5656定量泵性能曲线VMQ-25泵性能曲线5757定量泵性能曲线V

MQ-25泵性能曲线5858变量泵性能曲线PVM-098泵性能曲线5959变量泵性能曲线420泵的速度与效率6060能源效率与回路设计•低效率很大程度上是因为占空比•回路设计对效率有明显的影响•EC对各种不同的设计有一定的评价方法•负载干扰损失，M-O损失不会改变结果6161能源效率的计算…•什么

是能源？•能源损失和效率•液压回路设计•Eaton能源计算方法•贸易展演示6262Eaton能源计算法•Eaton电气•ACE计算器•基于Excel•以比较的方式表达(KWH,$)•每个工作表的屏幕快照6363Eato

n电气计算器6464量化低效率的方法•如何以及从哪里得到数据•目录！•工程/实验室数据库•逼近法•η=0.97(变频器单位)•来自叶片产品的定量泵数据•来自活塞产品的变量泵数据•针对压力，速度，位移的校正因子•近似的待机损失•120度的温度•在循环中没有关闭电动机•没有蓄能器（典型例子：流量损

失转换成压力损失）6565能源计算器6666能源计算器6767能源计算器6868能源计算实例•注塑机•打包机6969示例-注塑机FunctionPressureFlowTimeTimepsiGPMsec%1Clampclose

900181.811.3%2ClampTonnage2300200.42.5%3Injection200016318.8%4Refill220018531.3%5Coolingtime00318.8%6Clamp

Decomp100020.42.5%7ClampOpen800121.16.9%8EjectorForward650100.85.0%9EjectorRetract50060.53.1%Shift2Wee

k6daysWorkingweekannually48Reliefset2500psiPumpFlow20GPMMotorHP40HPEfficiencyTypeSuperE7070示例-注塑机7171示例-注塑机Powercompari

son0.010.020.030.040.050.00%20%40%60%80%100%Time%HPFixedPumpVarypumpwithcompFixedpumpwithLSVarypumpwithLSVFDLoad7272示例-注塑机7373示例

–打包机FunctionPressureFlowTimeTimepsiGPMsec%1HOLDDOWNCYLINDERCLOSE.5006036.7%2CRUSHDOORCYLINDER-1CLOSE1100602.55.6%3CRUSHDOORCYLINDER-2

CLOSE1400602.55.6%4BALERCYLINDERCLOSE2000452044.4%5BALERCYLINDERDECOMP50060.51.1%6BALERCYLINDERRETURN10004012.2%7HOLDDOWNCYLINDERRETRACT120050

1.53.3%8BALERCYLINDERCLOSE900453.57.8%9BALERCYLINDERRET.120040817.8%10CRUSHCYLINDER1&2OPEN500552.55.6%Reliefset2200psiPumpFlow60GPMMoto

rHP75HPEfficiencyTypeStandardShift2Week6daysWorkingweekannually487474示例–打包机7575示例–打包机Powercomparison0.020.040.060.080.0100.00%20%

40%60%80%100%Time%HPFixedPumpVarypumpwithcompFixedpumpwithLSVarypumpwithLSVFDLoadPowerCostSummary2313922325182851634231546050001000015

00020000250003000035000FixedPumpFixedpumpwithLSVarypumpwithcompVarypumpwithLSVFDPowerCostinUSDPowercost7676示例–打包机7777能源效率的计算

…•什么是能源？•能源损失和效率•液压回路设计•Eaton能源计算方法•贸易展演示7878贸易展演示•节能概念•变频器•集成电动机•人机界面•展台位置7979液压回路设计中的节能概念•单泵卸载载荷•多泵高/低压卸载回路•蓄能器的使用•泵控制-负载敏感，扭矩限制等•优化压力（P）和流量（Q）的需求

在一个应用周期中•优化生产线的规模，以减少流体损失•使用工业液压中的新概念：液压辅助（HLA）8080活塞泵卸载示例来自于PSC2.0动力单元配置器8181许多系统需要在低压时有大体积，然后通过工具迅速

移动夹紧，则变为高压小体积。这可以通过使用两个泵的高/低压回路实现。在快速移动时，两个泵都向系统内增压。夹紧的压力升高时，大体积的主泵卸载，小泵维持压力。小泵的输出流量足够低，以防止油温过高。不同于先导操作，卸载阀可以通过电磁阀控制以及压力开关驱动。高/低压回路示例8282通过在本回路中使

用蓄能器可以保持压力，补偿泄露并节省能源。当虎钳在夹紧位置时，蓄能器保持了压力，而且泵输出在低压下被卸载。蓄能器用于补偿以前的活塞在油缸中的密封泄露。当夹紧压力降低到卸载阀的预设值时，阀关闭，泵重新对蓄能器充液。蓄能器回路示例夹紧8383因为考虑到变量

泵是根据执行器的需求提供流量的，因此负载敏感控制是节省能源（较少地热量损失）的，而且改善了执行期的控制。负载敏感控制也提供了与泵转速无关的流量。如果泵转速降低，负载敏感控制器将增加流量，以维持整个方向控制阀油口的压力，直到流量达到最大值。负载敏感回路优点

8484节能概念8585带PVH57集成电机泵Cutaway-MP228686什么使得电动机的效率低下？•交流异步电动机的能量损失有五大因素：摩擦损失，风阻损失，噪声损失，铜损和铁损。前三者的机械损失是非常恒定的，通常是能量损失的一小部分。•铜损基

本上是热能损失，是负载的函数。铁损则是由于涡流以及定子和转子的磁滞后效应，是电机端电压的函数，与负载无关。当铁损和铜损相近时，即电机驱动75%至90%的负载时，电机的运行效率最高。随着负载增加，铜损占主导地位。当负载很低，铁损占主导地位，即意味着大量的能量损失。8787电压不平

衡•这种情况的特征是进入电机的三相电压不相等。一般来说，只有66%的三相电压是相等的。每年，这个问题导致了美国工业在能源消耗、生产损失以及电机故障上有$40亿到$150亿美元的浪费。不平衡的原因有难以控制的内部因素和外

部影响，可能包括以下几点：•对称传输线的缺少•大的单相负载•不明原因的单相接地故障轴对齐•轴对齐的目的是为了电机输出高效率地传输到驱动设备上。理想情况下，电机轴与驱动设备的轴完全同轴。轴之间的错位会降低效率，因为它促进振动，噪音，过热联轴器以及轴承过早耦合失效。电机安装注意点8888集成电

动机电力损失8989集成电动机流体阻力损失9090变频器NVX9000微型驱动，电压是240V，单相或者三相，50/60Hz。从1/4到2hp不等.核定电压为115V,单相，50/60Hz的模型从1/4到1/2hp不等.MVX9000微型驱

动为直到10hp的三相电机提供了可变的速度控制。单相或者三相输入电压可以高达480V，三相电机输出可以高达480V。SLX9000驱动-紧凑而强大.SVX900驱动的小型版本。380至500V,1至40Hp。SPX900

0高性能：208-240V,3/4-100Hp380-500V,1-1800Hp525-690V,3-2000Hp9191对同样的负载而言，使用了变频器，则节省了约有50-70%的能量。而且提供一种软启动

的方式以降低启动时电流的波动。变频器是否总是节省能源？VSD是一个改进的系统。如果实施不当，会增加能量消耗。例如，一个需要持续的，从负载系统中完整输出的过程若带上变频器则需要更多的能源。什么样的系统最适合变频器？任何带节流输出的负载都与VSD应用相适合。VFD对操

作时间较长，节流较多或者节流输出操作次数多的负载，回报是最迅速的。通过变频器的问题9292HMI操作面板•当今的市场主要是处理各种接口—与客户的，与供货商的，与机器的。有4，6，8，10四种模型，HMI是真正的触摸屏（触感区别于其他的设备）。即使对于

最大的应用程序也有程序功能键。由于拥有存储数据，报警以及将数据导入到USB的功能，因此使用HMI将使您与您的机器连接更加容易。9393马力公式的人机界面截图9494计算马力电机功率的单位是马力或瓦。马力是功率单位，等于746瓦。瓦是衡量一个1伏的电压差有1安培电流产生的动力单

元的单位。电机功率的单位也是马力和瓦。马力是用来衡量电动机工作时产生的能量的。•电压是已知时，通过电流和效率计算电动机的马力，公式如下：•HP=VxIxEff746•HP=马力V=电压I=电流Eff.=效率9595能源与噪音/振动集成电机泵（IMP）和变频器（VFD）Eaton

液压集成电机泵的优点：1.节省控制尺寸上减少35to50%2.降低噪音70%(约10分贝)3.安装/维护简单4.无动态密封/无泄露5.可接变频器EatonCutler-Hammer变频器优点：1.高效率和低操作成

本2.可控制的线性加速/减速3.电动实现反向操作4.经济高速地操作5.轻松完成多个电动机的操作9696变频系统优点/应用能源计算/车轮演示液压示意图系统优点：1.过程控制和节能2.自适应生产速率3.变速/扭矩的补偿4.操作安静，系统简单典型应用：1.夹紧机械

2.注射成型机3.输送机4.加工设备5.船用绞车/矿山设备6.其他Eaton能源计算/车轮演示液压示意图9797总结–下一步内容•工具使用期限•现场提供email或者发邮件到:•Sellslabean@eaton.com•paulmsmith@eaton.com•提供每个

工作数据表的占空比•工具部署•ACE展台中工具位置©2008EatonCorporation.Allrightsreserved.有问题吗？2008年伊顿代理商会议9月28日-10月1日,2008年GaylordPalmsResort,Kis

simmeeFlorida9999