中华工控网 > 工控新闻资讯 > Thomson和科尔摩根运动系统助弗吉尼亚理工大学获“智能房屋”奖
Thomson和科尔摩根运动系统助弗吉尼亚理工大学获“智能房屋”奖

    弗吉尼亚理工大学参加了2009年美国能源部太阳能十项全能挑战赛,并荣获2010欧洲太阳能十项全能的第一名。该学校的作品是一个能源优化的“智能”房屋,面积800平方英尺,采用了Thomson和科尔摩根公司的主动运动控制系统来降低房屋的总体暖通空调负载。


    通过与Thomson和科尔摩根公司合作,流明屋的设计团队可以采用满足自己准确性能需求的技术,而不会为了适应可用的运动技术而降低设计目标。弗吉尼亚理工大学研究中心主任Robert Dunay说:“我们需要的组件应当能够应对严酷和不断变换的环境条件,并能够随时准备接受第三方的控制信号,且接口要非常灵活和方便。我们对运动控制系统提出了非常严格的要求,而Thomson和科尔摩根的运动控制解决方案可以完全满足我们的要求”。

    流明屋设计中蕴藏的理念是建造一个可持续的智能房屋,能够在任何时候都保持最佳的能效。弗吉尼亚理工大学项目协调人Joseph Wheeler教授说:“当天气好的时候,房屋会自动打开,并且不使用能源。反过来,当天气变坏时,系统能够实现房屋的自我保护。”

    流明屋集中体现了“整体建筑设计”的建设方法,所有的房屋组件和系统都按照协同工作的目标设计和建造,从而最大限度地提高用户的舒适度并实现环保。其核心是一个集成的环境控制系统。

    Wheeler解释说:“流明屋拥有自己的气象站,带有一个“被动/主动”环境控制系统,可以减少能耗并使效率最大化。简单地说,气象站与控制系统进行通讯,然后控制系统再通知Thomson和科尔摩根运动系统来打开或关闭房屋。如果房屋需要隔热,那么隔热屏蔽就会闭合;如果房屋需要遮阳,那么遮阳屏蔽就会闭合;而如果房屋需要隐秘时,遮蔽屏蔽就会闭合,同时不会影响自然通风。”

工作方式

    流明屋采用分层的系统,包括一系列机电化的遮蔽屏蔽和能够根据天气变化进行调节的绝缘面板。每个屏蔽和面板的重量可以达到1千磅,而且还可能因暴露在变换的环境中而承受很强的动态荷载,因此移动这些屏蔽和面板的机构必须非常强劲。

    遮蔽屏蔽组件通过超级智能滚珠衬套(Super Smart Ball Bushing® )轴承安装在Thomson 60 Case® 小型圆轨组件上,并通过由科尔摩根AKM™伺服电机提供动力的Thomson RapidTrak皮带驱动直线运动系统带动。绝缘面板和遮蔽屏蔽起到“蚌壳”的作用,可以保护房屋不受环境因素的影响,并且由带有科尔摩根AKM伺服电机的RapidTrak系统悬挂和移动。房屋还采用Thomson PPA PowerPac执行器作为光伏阵列的一部分,可以跟踪日光并进行发电,该装置可以根据季节自动适应日光角度的变换。

    弗吉尼亚理工大学学生小组的组长David Clark说:“可变反馈装置提供了一定程度的速度和功率控制,除了总体能源控制外,我们可以在必要的时候以每分钟300英寸的速度移动面板,而仅需1.5 amps的功率。使用这么少的能量来操控这些面板有很大的意义,这意味着我们可以不必启动暖通空调系统。当然,根据天气情况和强风及风向变换引起的动态荷载变化,功率需求也会有所变化,因此有时候我们需要通过调整功率来优化性能。而基本原则是我们能够控制能耗并使效率最大化。”

    流明屋可以不断地监测天气情况,并根据需要自动调节遮蔽屏蔽和绝缘面板,因此弗吉尼亚理工大学的学生们使用了Thomson 1-10 Micron® NemaTRUE Planetary® 减速机,将其插入到科尔摩根AKM伺服电机和轨道驱动器之间来增加转矩的潜力,并且可以将电机放慢以避免面板移动过快。Clark说:“一般来说,我们不需要1万个不同的止动装置,能够可靠地达到正确的位置就可以了。”

手动超驰的应用

    和所有自动化装置一样,这里也需要有手动超驰的情况。流明屋使用iPhone和iPad作为接口元件,和带有数字和模拟输入的科尔摩根S200伺服驱动器一起实现建筑控制系统的手动超驰。Clark解释说:“建筑控制系统从iPhone或iPad那里接收信息,将1-10的信号进行解释后向每个伺服驱动器发送一个低压信号(0-10伏特)。驱动器接收到该信号后,会转换为准确的位置数,然后将屏蔽和绝缘面板送到正确的位置。”

    iPhone和iPad可以自动调整流明屋的平面布置,用户只需在iPhone或iPad 用手指轻点即可越过控制系统来改变屏蔽和面板的位置,而且还可以用来控制房屋的很多部分,包括锁门和开门等。例如,流明屋的前门带有一个RFID标签,可以通过按钮远程控制开门和锁门。如果需要让邻居进入房屋以便将狗放出,那么可以通过手机业务在任何很远的位置实现这一点。

当前的潜在应用

    Dunay说道:“流明屋中实现的一些概念的真正意义在于,它以较小的规模为我们展示了通过更加智能的百叶窗型系统对现有的住宅和商业建筑进行翻新,不仅能够遮阳还能够隔热,从而实现更高的能效。例如,通过能够感知太阳位置并进行相应调节的窗帘、遮蔽和百叶窗,控制系统能够自动对天气条件做出反应甚至加以利用,这对于减少暖通空调的使用和降低能耗有着重大意义。”

关于科尔摩根

    科尔摩根(Kollmorgen)是全球领先的运动控制系统和配件供应商。凭借六十多年的运动控制设计与开发专业经验,科尔摩根公司提供的突破性解决方案,具有无与伦比的性能、可靠性和便捷性。公司拥有世界一流的运动控制理念、业内领先的产品质量、以及集成和定制产品的专业能力,致力于为电动车以及其他机器制造商创造毋庸置疑的市场竞争优势。更多信息请访问www.kollmorgen.com,或发邮件至sales.china@kollmorgen.com,或致电400 666 1802。

关于Thomson

    作为业界顶尖的制造商,Thomson拥有超过60年的运动控制创新和制造经验,生产直线滚珠衬套®轴承、链轮轴承、60 Case™ 轴、磨削和轧制滚珠丝杠、直线执行器、减速机、离合器、制动器、直线运动系统和相关附件等全系列产品。Thomson于1945年发明了直线滚珠衬套轴承,并自此建立了最高的机械运动控制解决方案标准,服务于全球工业、航空和国防市场。Thomson生产中心遍布北美、欧洲和亚洲, 并通过2000多家分销商服务全球客户。更多信息请访问www.thomsonlinear.com,或发邮件至sales.china@thomsonlinear.com,或致电400 666 1802
 

思南新发现【第6期】

  寄语 | 关于我们 | 联系我们 | 广告服务 | 本站动态 | 友情链接 | 法律声明 | 非法和不良信息举报  
工控网客服热线:0755-86369299
版权所有 中华工控网 Copyright@2008 Gkong.com, All Rights Reserved

经营许可证编号:粤B2-20040325
网安备案编号:4403303010105