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由于維護(hù)成本不斷上漲，土耳其機(jī)械制造集團(tuán)（MPG）的客戶不再愿意使用卡車的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為車載起重機(jī)提供動(dòng)力，而是選擇了電機(jī)。
丹佛斯電控扭矩控制泵為MPG的卡車車載電動(dòng)起重機(jī)提供了平衡性能和效率的解決方案。
電氣化不僅僅是將柴油發(fā)動(dòng)機(jī)替換為電機(jī)這么簡(jiǎn)單，還要求對(duì)連接系統(tǒng)——特別是液壓系統(tǒng)——進(jìn)行徹底分析。如果要在電動(dòng)設(shè)備中使用與傳統(tǒng)設(shè)備相同的組件，通常需要提高電池容量或增加電機(jī)尺寸。因此，OEM在推動(dòng)設(shè)備電氣化時(shí)往往需要重新考慮效率和生產(chǎn)率問題。
MPG在為一家荷蘭客戶設(shè)計(jì)卡車車載電動(dòng)起重機(jī)時(shí)對(duì)此深有體會(huì)。這家OEM的總部位于土耳其科尼亞，主要生產(chǎn)卡車車載液壓起重機(jī)（折臂或伸縮臂）、高空作業(yè)平臺(tái)和樹木移植機(jī)。
在該項(xiàng)目中，卡車本身的動(dòng)力系統(tǒng)依然是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，但起重機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)將改為電動(dòng)，后者在工作時(shí)將與室內(nèi)電網(wǎng)和一臺(tái)室外發(fā)電動(dòng)機(jī)相連。由于維護(hù)成本不斷上漲，客戶不再愿意使用卡車的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為起重機(jī)供能，即使在室外作業(yè)時(shí)也是如此。
MPG查閱了起重機(jī)電驅(qū)動(dòng)技術(shù)的相關(guān)文獻(xiàn)，并進(jìn)行了實(shí)地考察和市場(chǎng)調(diào)研。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)根據(jù)計(jì)算出的所需功率和設(shè)計(jì)的電氣圖和液壓回路圖選擇了合適的電機(jī)和驅(qū)動(dòng)，并對(duì)其進(jìn)行了測(cè)試。也正是在這時(shí)候，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)遭遇了挑戰(zhàn)。
掉速問題
MPG總經(jīng)理Veysel Alver表示，“為了以最簡(jiǎn)單的方式開發(fā)設(shè)備，我們先是選擇了一個(gè)三相異步電機(jī)。當(dāng)我們對(duì)現(xiàn)有設(shè)備的柱塞泵進(jìn)行測(cè)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)其性能未達(dá)到預(yù)期，同時(shí)還出現(xiàn)了電機(jī)掉速的問題。在這種情況下，我們還需要在電機(jī)上安裝一個(gè)軟啟動(dòng)器和一個(gè)逆變器?！?
電控扭矩控制泵為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)帶來了同樣的防掉速優(yōu)勢(shì)，提高了機(jī)器的生產(chǎn)率。
與用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)力的設(shè)備一樣，如果沒有扭矩限制功能，當(dāng)泵的流量和壓力達(dá)到最大時(shí)，用電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)力的設(shè)備也會(huì)面臨掉速的風(fēng)險(xiǎn)。無論是發(fā)動(dòng)機(jī)還是電機(jī)掉速都會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)率下降，增加運(yùn)營(yíng)商的煩惱。
用電控扭矩控制泵取代了標(biāo)準(zhǔn)的壓力補(bǔ)償+負(fù)載感應(yīng)泵，消除了 MPG 遇到的電機(jī)失速問題。
解決該問題的一種辦法是增加電機(jī)的尺寸，但MPG不希望這樣做，因?yàn)檫@將導(dǎo)致成本增加，還會(huì)占據(jù)更多空間。最終，MPG工程師決定使用扭矩控制的方式解決這一問題。
電控扭矩控制解決問題
相較于標(biāo)準(zhǔn)的壓力補(bǔ)償負(fù)載感應(yīng)（PCLS）泵，配備電控扭矩控制器（ETL）的液壓泵具備更豐富的功能，非常適合配備電控架構(gòu)的設(shè)備。ETL泵配備了控制器、角度傳感器和電比例溢流閥，可主動(dòng)控制泵消耗的功率或扭矩。此外，客戶也可使用軟件控制系統(tǒng)并調(diào)整泵的參數(shù)。
ETL分為被動(dòng)式和主動(dòng)式兩種。被動(dòng)式ETL會(huì)識(shí)別系統(tǒng)中的變化（例如發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率降低和電動(dòng)機(jī)軸速降低等情況），然后進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整以補(bǔ)償扭矩。而主動(dòng)式ETL控制系統(tǒng)則預(yù)先編入了原動(dòng)機(jī)的實(shí)際扭矩或功率曲線，當(dāng)速度或其他條件發(fā)生變化時(shí)，ETL會(huì)主動(dòng)根據(jù)相應(yīng)條件設(shè)置適當(dāng)?shù)呐ぞ亍?
主動(dòng)式ETL的優(yōu)勢(shì)在于具有更快的控制響應(yīng)速度。實(shí)際上，OEM可以大膽選用更大規(guī)格的液壓泵，以滿足更多執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量需求。此外，流量的增加可以使執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的速度更快，從而提高生產(chǎn)率。其實(shí)，使用機(jī)械扭矩控制也可以實(shí)現(xiàn)限制扭矩避免掉速的問題，但控制性能無法和ETL相媲美。
測(cè)試表明系統(tǒng)存在冗余
MPG測(cè)試了幾款市面上的扭矩控制解決方案。Alver說，“我們測(cè)試了一款液壓扭矩控制泵，發(fā)現(xiàn)很難手動(dòng)調(diào)整扭矩限值。有些扭矩控制泵只能調(diào)整出廠設(shè)置參數(shù)，其他參數(shù)均不可調(diào)整。”
隨后，MPG測(cè)試了配備電控扭矩限制功能的丹佛斯45系列泵。測(cè)試結(jié)果顯示，S45系列泵能夠在幾毫秒內(nèi)在避免電機(jī)掉速的情況下，自動(dòng)將系統(tǒng)壓力控制在扭矩允許的最大范圍內(nèi)，與泵連接的發(fā)動(dòng)機(jī)或電機(jī)的轉(zhuǎn)速-扭矩圖已經(jīng)上傳至ETL系統(tǒng)的控制器中，PLUS+1 GUIDE軟件會(huì)根據(jù)可用扭矩范圍和給定的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)泵的控制參數(shù)。
根據(jù)系統(tǒng)要求和尺寸要求，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)選擇了一個(gè)130cc的45系電控扭矩控制泵和一個(gè)MC012-112控制器，丹佛斯根據(jù)客戶的需求快速提供了樣機(jī)并協(xié)助MPG進(jìn)行了系統(tǒng)測(cè)試。經(jīng)過測(cè)試，MPG工程師確定不需要增加發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸，而且還可以從系統(tǒng)中去除幾個(gè)組件。
Alver指出，“我們使用S45系ETL泵成功解決了電動(dòng)機(jī)掉速的問題。無需使用軟啟動(dòng)器和逆變器，只需借助PLUS+1軟件就可以輕松調(diào)節(jié)所需的最佳扭矩?！?
一款適用于所有PCLS系統(tǒng)的泵
丹佛斯S45系列ETL泵避免了MPG車載起重機(jī)電機(jī)掉速問題，從而提升了生產(chǎn)效率；而且它無需使用更大尺寸的電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器以及其他組件，從而降低了成本；相較于標(biāo)準(zhǔn)的壓力補(bǔ)償負(fù)載敏感（PCLS）泵，丹佛斯S45系ETL泵使系統(tǒng)效率提升了15%。
與標(biāo)準(zhǔn) PCLS 泵相比，丹佛斯 45 系列 ETL 泵的效率也提高了 15%。
Alver表示，“借助我們生產(chǎn)的配備ETL泵的設(shè)備，客戶便可以輕松挑戰(zhàn)性能極限；借助PLUS+1軟件，我們能夠?yàn)榭蛻籼峁┖?jiǎn)單易行的解決方案，使其快速應(yīng)對(duì)任何系統(tǒng)變化。該解決方案的主要優(yōu)勢(shì)正在于靈活性且易于實(shí)施?！?
無論該系統(tǒng)當(dāng)前是否具備功率管理功能，丹佛斯45系ETL泵可以應(yīng)用于現(xiàn)有的任何PCLS系統(tǒng)上。而且45系ETL泵還可以直接替換任何機(jī)械扭矩控制泵。由于它通過軟件調(diào)整設(shè)備參數(shù)，因此無需更改泵硬件即可調(diào)整扭矩限制設(shè)置。由于一臺(tái)ETL泵可以覆蓋幾乎任何發(fā)動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)的扭矩范圍，因此無需安裝多個(gè)部件以實(shí)現(xiàn)不同的扭矩設(shè)置。
Alver補(bǔ)充說，“借助45系ETL泵，我們不僅可以助力客戶實(shí)現(xiàn)電氣化，還可以滿足他們的不同需求。例如，有些客戶希望使用外置的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)起重設(shè)備。通常情況下，這些發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和扭矩曲線都各不相同。但是，我們可以使用PLUS+1軟件來確定每臺(tái)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩限值，來充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)的性能?！?
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