При оценке энергопотребления гидравлической системы большинство инженеров сосредотачивают внимание на пиковой потребляемой мощности. Однако в реальных промышленных условиях наибольшую возможность экономии энергии предлагает фаза ожидания -, а не рабочая фаза -.
Во время активных фаз работы (закрытие зажима, впрыск, прессование) любая гидравлическая система потребляет значительную мощность независимо от технологии привода. Разница в энергии между работой с постоянной-скоростью и с переменной-скоростью при работе с полной-нагрузкой относительно невелика. Настоящее расхождение происходит в режиме ожидания.
В типичном цикле литья под давлением фаза-удержания давления может длиться 30-60 секунд, в течение которых гидравлический насос поддерживает давление в системе только для компенсации внутренних утечек через зазоры клапанов и уплотнения. При работе на постоянной-скорости двигатель продолжает работать на полных оборотах -, обычно 1450 или 1750 об/мин -, в то время как автомат перекоса насоса находится под углом, близким к нулю. Это приводит к потере почти полной номинальной мощности для создания минимального полезного потока.
Технология привода с регулируемой скоростью полностью меняет это уравнение. Во время удержания давления двигатель замедляется до доли номинальной скорости -, часто до 200-400 об/мин -, сохраняя при этом поток, достаточный для поддержания давления. Поскольку производительность насоса зависит от скорости, а внутренние утечки в хорошо обслуживаемой системе невелики, энергия, необходимая для поддержания давления, резко падает. Полевые данные подтверждают, что в периоды ожидания экономия энергии составляет 80% и более.
Этот принцип применим ко всем типам гидравлических насосов. Шестеренные насосы, шестеренные насосы с внутренним зацеплением и аксиально-поршневые насосы выигрывают от снижения скорости на этапах низкой-потребности. В частности, для аксиально-поршневых насосов -, таких как модели Rexroth типа A4VSO с переменным рабочим объемом -, сочетание контроля скорости с регулировкой угла наклонной шайбы (подход DFEn) максимизирует эффективность на протяжении всего рабочего цикла.
Для проектировщиков гидравлических систем и менеджеров по техническому обслуживанию практический вывод ясен: при расчете потенциальной экономии энергии от приводов с регулируемой скоростью сосредоточьтесь на профиле рабочего цикла. Системы с длительными периодами ожидания или -выдержки под давлением -, распространенные в литье под давлением, литье под давлением и прессовании -, обеспечивают максимальную отдачу от инвестиций. Системы, постоянно работающие при полной нагрузке, демонстрируют меньший процентный прирост.
Перспектива стоимости жизненного цикла подтверждает это: поскольку эксплуатационные расходы составляют 80-95% от общей стоимости владения в течение срока службы гидравлической системы, даже сокращение потребления энергии в режиме ожидания на 30-50% приводит к существенной совокупной экономии.
