Rolf Pfeiffer博士和dagmar Dübbelde的问答

Rolf Pfeiffer博士是Deprag的董事总经理，Dagmardübelde是航空器产品经理。有关更多信息，请访问www.depragusa.com

当驱动器单元的电源根本不够时会发生什么？当你的机器人控制的工厂的电机必须提供最大功率时必须物理非常小？当它必须产生非常高的革命速度时，却适合连续操作？用于制造当今现代材料的自动工艺在驱动它们的设备上占据了大量需求。植物工程师经常在选择电机选择工作方面痛苦。技术记者Trixy Schmidt谈到了两个着名的工程师来了解更多。在面试期间，Rolf Pfeiffer博士和Dagmardübbelde提供了一种有趣的答案：在需要具有优异功率重量比的气动驱动涡轮机的应用中，问题的理想解决方案是电机选择。

Schmidt：如果我是一名工厂工程师，寻找我的应用程序的理想电机，我基本上必须决定电机的驱动器是否应该是气动或电动的。压缩空气作为操作流体的优点是什么？

Pfeiffer博士:从19世纪的采矿和隧道作业开始，气动工具就代表了一个伟大的成功故事。在有沼气危险的大气中，一个火花就可能引起爆炸，使用电动马达是不可想象的。今天也是如此。在任何有爆炸危险的地方，例如在化学工业中使用的散装物料处理系统中，空气马达就会自行发挥作用。另一方面，空气马达也可以消毒，因此在医疗技术工业中使用。

Dübbelde：此外，由于其简单的结构空气电机和气动工具免受污垢和湿度的免疫，并且可以在完全负荷下操作以静止而不会损坏。然而，最显着的优点是，对于所需的驱动输出，它们是第三到第五次更轻，并且比其电力对应物更紧凑。还可以找到空气电机进行自动化任务，例如紧固螺钉。

施密特：通常是一种形成空气驱动器的叶片电机。叶片电机的批评指出，它使压缩空气的体积膨胀性能效果低效，因此使用比电动机更多的电能。

Dübbelde：要适当地对抗这一建议，我们需要更深入地挖掘。您无法直接比较空气电机和电动机。最终，应用程序是在选择驱动器中的决定因素。例如：与包装机中的电动机相比，看一下空气电机的扭矩图。对于此应用，所需的速度约为450rpm。然而，对于延长的时段，扭矩以减小的速度为25nm，以便密封包装带。电动机无法承受延长时期的过载，因为它们过热。因此，对于本申请，需要设计电动机在负载下的扭矩，要求输出1170W（25nm x 450rpm，除以9,550）。

然而，空气发动机的计算是完全不同的。由于空气电机的优越扭矩图和它处理温度升高的方式，较小的电机解决了这两个问题。这种应用的最终选择是一个空气马达，公称扭矩为15 Nm，公称转速为275转/分钟。由于工作扭矩低于公称扭矩，在低负载时，电机以接近空载速度450转/分旋转。因此，空气马达所需的输出功率为430W。如果所需要的只是电动机功率的三分之一，那么空气电动机的效率就显得完全不同了。

Pfeiffer博士:除了经常使用的叶片电机，还有其他更有效地利用压缩空气的驱动类型。这就是我们涡轮技术的切入点:涡轮是一种流体动力机器，它比叶片发动机更有效地利用压缩空气的体积膨胀特性。它们消耗了三分之一的压缩空气。功率重量比(千瓦/公斤)是无与伦比的，只有叶片电机的一半大小。举个例子:如果我们把一个男人拳头大小的叶片式发动机换成一个同样大小的涡轮驱动装置，我们几乎可以产生两倍的功率。

施密特:所以气动涡轮驱动在能源效率和极低的功率重量比方面得分很高。

Pfeiffer博士：事实上他们这样做。但其他功能也在这里发挥作用。我们已经谈到了他们的体积小。这意味着涡轮机特别适用于机器人控制的应用，或者空间处于溢价，例如在飞机的机身内，但它们也用于高质量的手动机械。我们推出了一个涡轮机研磨机，能够在砂轮上施加2.2千瓦的电力，但它只有1.8公斤。使用叶片电机和称重的DeBurr，抛光或切割的可比装置将仅产生1千瓦的电力。与电动工具相比，源自该低功率重量比的优点甚至更明显：要产生相同的电力，电磨机将重量为5.7千克。

Dübbelde：此时我们应该再次突出涡轮机驱动的低空气消耗数字。平均而言，它使用比叶片电机更小的压缩空气。通过离心调速器来控制涡轮机电机的速度，空气消耗可以进一步减少50％。没有其他空气电机有效地工作。涡轮机不需要油，没有磨损部件。让我们不要忘记低噪音水平。这是另一个有利于使用涡轮机的点。

施密特:涡轮机依靠高速运转，因此它们享有高速的美誉——这个术语可以用这些流体力学机器的工作方式来解释。它们的工作原理确保它们是理想的连续运行。哪些应用程序从这些属性中受益最大?它们在哪些工业部门的用途最大?

Pfeiffer博士:它们主要适用于固定应用:磨削、铣削、去毛刺或钻金属和木材。简而言之，我们推荐使用涡轮式驱动，无论在需要持续高速电机转速的地方，以产生卓越的加工质量。涡轮机也可以部署在手动工具中，需要从一个轻量级工具获得最大的功率。

Dübbelde：当然，它们也是使用很少的安装空间使用的理想选择。我在这里思考钻孔装置，其中涡轮机我可以从相同的电机尺寸达到更大的功率。

Schmidt：涡轮机的设计涉及比叶片电机中的更复杂的配置。例如，刀片的几何形状。它实际上是购买涡轮机驱动的经济意义吗？

Pfeiffer博士：制造涡轮机的工程设计工作远大于实际制造过程。但如果您仔细观察，您发现在我们公司，我们已经制作了许多涡轮机驱动器。我们能够在500 W至50,000W之间的功率范围内生产涡轮机驱动器。

Dübbelde：因此我们还在绿色能源范围内设计和开发了创新的涡轮机研磨机，我们开发了一种全新的气体膨胀涡轮机，将未使用的过程气体转换为电力，我们已经有很多我们可以使用的软件工具to design turbines to customers’ own requirements