Obstajajo štiri vrste obremenitev motorjev industrijske avtomatizacije:
1, Nastavljiva konjska moč in konstanten navor: aplikacije s spremenljivo konjsko močjo in konstantnim navorom vključujejo transporterje, žerjave in zobniške črpalke. V teh aplikacijah je navor konstanten, ker je obremenitev konstantna. Zahtevane konjske moči se lahko razlikujejo glede na aplikacijo, zaradi česar so motorji AC in DC s konstantno hitrostjo dobra izbira.
2, Spremenljivi navor in konstantna konjska moč: Primer uporabe spremenljivega navora in konstantne konjske moči je strojno previjanje papirja. Hitrost materiala ostane enaka, kar pomeni, da se konjska moč ne spremeni. Ko pa se premer zvitka poveča, se obremenitev spremeni. V majhnih sistemih je to dobra aplikacija za enosmerne motorje ali servo motorje. Regenerativna moč je prav tako zaskrbljujoča in jo je treba upoštevati pri določanju velikosti industrijskega motorja ali izbiri metode nadzora energije. Izmenični motorji z dajalniki, krmiljenjem z zaprto zanko in pogoni s polnim kvadrantom lahko koristijo večjim sistemom.
3, nastavljiva konjska moč in navor: ventilatorji, centrifugalne črpalke in mešala potrebujejo spremenljivo konjsko moč in navor. Ko se hitrost industrijskega motorja poveča, se z zahtevanimi konjskimi močmi in navorom poveča tudi izhodna obremenitev. Pri teh vrstah obremenitev se začne razprava o učinkovitosti motorja, pri čemer pretvorniki nalagajo AC motorje s pogoni s spremenljivo hitrostjo (VSD).
4, nadzor položaja ali nadzor navora: aplikacije, kot so linearni pogoni, ki zahtevajo natančno premikanje v več položajev, zahtevajo tesen nadzor položaja ali navora in pogosto zahtevajo povratne informacije za preverjanje pravilnega položaja motorja. Servo ali koračni motorji so najboljša izbira za te aplikacije, vendar se enosmerni motorji s povratno zvezo ali invertersko obremenjeni AC motorji z dajalniki običajno uporabljajo v proizvodnih linijah za jeklo ali papir in podobnih aplikacijah.
Različni tipi industrijskih motorjev
Čeprav obstaja več kot 36 vrst AC/DC motorjev, ki se uporabljajo v industrijskih aplikacijah. Čeprav obstaja veliko vrst motorjev, se v industrijskih aplikacijah veliko prekrivajo in trg si prizadeva za poenostavitev izbire motorjev. To zoži praktično izbiro motorjev v večini aplikacij. Šest najpogostejših tipov motorjev, ki so primerni za veliko večino aplikacij, so brezkrtačni in brušeni enosmerni motorji, motorji z veveričjo kletko in navitimi rotorji, servo in koračni motorji. Ti tipi motorjev so primerni za veliko večino aplikacij, medtem ko se drugi tipi uporabljajo samo za posebne namene.
Tri glavne vrste aplikacij industrijskih motorjev
Tri glavne aplikacije industrijskih motorjev so stalna hitrost, spremenljiva hitrost in nadzor položaja (ali navora). Različne situacije industrijske avtomatizacije zahtevajo različne aplikacije in probleme ter lastne sklope problemov. Na primer, če je največja hitrost manjša od referenčne hitrosti motorja, je potreben menjalnik. To tudi omogoča, da manjši motor deluje z učinkovitejšo hitrostjo. Čeprav je na spletu veliko informacij o tem, kako določiti velikost motorja, morajo uporabniki upoštevati številne dejavnike, saj je treba upoštevati veliko podrobnosti. Izračun vztrajnosti obremenitve, navora in hitrosti zahteva, da uporabnik razume parametre, kot so skupna masa in velikost (polmer) obremenitve, kot tudi trenje, izgube v menjalniku in strojni cikel. Upoštevati je treba tudi spremembe obremenitve, hitrosti pospeševanja ali zaviranja in delovnega cikla uporabe, sicer se lahko industrijski motorji pregrejejo. Indukcijski motorji na izmenični tok so priljubljena izbira za industrijske aplikacije rotacijskega gibanja. Po izbiri tipa in velikosti motorja morajo uporabniki upoštevati tudi okoljske dejavnike in tipe ohišij motorja, kot so aplikacije za pranje odprtega okvirja in ohišja iz nerjavečega jekla.
Kako izbrati industrijski motor
Trije glavni problemi izbire industrijskih motorjev
1. Aplikacije s konstantno hitrostjo?
V aplikacijah s konstantno hitrostjo motor običajno deluje s podobno hitrostjo z malo ali brez upoštevanja ramp pospeševanja in zaviranja. Ta vrsta aplikacije se običajno izvaja s celovrstnimi kontrolniki za vklop/izklop. Krmilno vezje je običajno sestavljeno iz varovalke razvejnega tokokroga s kontaktorjem, preobremenitvenega industrijskega zaganjalnika motorja in ročnega krmilnika motorja ali mehkega zaganjalnika. Motorji AC in DC so primerni za aplikacije s konstantno hitrostjo. Motorji na enosmerni tok ponujajo polni navor pri ničelni hitrosti in imajo veliko montažno podlago. AC motorji so tudi dobra izbira, ker imajo visok faktor moči in zahtevajo malo vzdrževanja. V nasprotju s tem bi se visoko zmogljive lastnosti servo ali koračnega motorja štele za pretirane za preprosto uporabo.
2. Aplikacija s spremenljivo hitrostjo?
Aplikacije s spremenljivo hitrostjo običajno zahtevajo kompaktno hitrost in variacije hitrosti ter definirane rampe pospeševanja in zaviranja. V praktičnih aplikacijah je zmanjšanje hitrosti industrijskih motorjev, kot so ventilatorji in centrifugalne črpalke, običajno narejeno za izboljšanje učinkovitosti z usklajevanjem porabe energije z obremenitvijo, namesto da delujejo pri polni hitrosti in dušijo ali zatirajo izhod. Te je zelo pomembno upoštevati pri transportnih aplikacijah, kot so polnilne linije. Kombinacija AC motorjev in VFDS se pogosto uporablja za povečanje učinkovitosti in dobro deluje v različnih aplikacijah s spremenljivo hitrostjo. Motorji na izmenični in enosmerni tok z ustreznimi pogoni dobro delujejo v aplikacijah s spremenljivo hitrostjo. Enosmerni motorji in pogonske konfiguracije so že dolgo edina izbira za motorje s spremenljivo hitrostjo, njihove komponente pa so bile razvite in preizkušene. Celo zdaj so motorji na enosmerni tok priljubljeni pri aplikacijah s spremenljivo hitrostjo, frakcijskimi konjskimi močmi in uporabni pri aplikacijah z nizko hitrostjo, ker lahko zagotovijo polni navor pri nizkih hitrostih in konstanten navor pri različnih industrijskih hitrostih motorja. Vendar pa je vzdrževanje enosmernih motorjev vprašanje, ki ga je treba upoštevati, saj mnogi zahtevajo komutacijo s ščetkami in se obrabijo zaradi stika z gibljivimi deli. Brezkrtačni motorji na enosmerni tok odpravijo to težavo, vendar so že vnaprej dražji in razpoložljivi industrijski motorji so manjši. Obraba ščetk ni težava pri indukcijskih motorjih na izmenični tok, medtem ko pogoni s spremenljivo frekvenco (VFDS) zagotavljajo uporabno možnost za aplikacije, ki presegajo 1 HP, kot so ventilatorji in črpanje, ki lahko povečajo učinkovitost. Izbira vrste pogona za zagon industrijskega motorja lahko doda nekaj zavedanja položaja. Motorju je mogoče dodati kodirnik, če to zahteva aplikacija, pogon pa je mogoče določiti za uporabo povratne informacije kodirnika. Posledično lahko ta nastavitev zagotovi servo podobne hitrosti.
3. Ali potrebujete nadzor položaja?
Tesen nadzor položaja se doseže z nenehnim preverjanjem položaja motorja med premikanjem. Aplikacije, kot je pozicioniranje linearnih pogonov, lahko uporabljajo koračne motorje s povratno zvezo ali brez nje ali servo motorje z inherentno povratno zvezo. Steper se premakne natančno v položaj z zmerno hitrostjo in nato ta položaj zadrži. Koračni sistem odprte zanke zagotavlja močan nadzor položaja, če je pravilno dimenzioniran. Ko ni povratne informacije, bo steper premaknil točno število korakov, razen če naleti na prekinitev obremenitve, ki presega njegovo zmogljivost. Ker se hitrost in dinamika aplikacije povečujeta, koračno krmiljenje z odprto zanko morda ne bo izpolnjevalo zahtev sistema, kar zahteva nadgradnjo na koračni ali servo motorni sistem s povratnimi informacijami. Sistem z zaprto zanko zagotavlja natančne profile gibanja visoke hitrosti in natančno kontrolo položaja. Servo sistemi zagotavljajo višje navore kot koračni pri visokih hitrostih in tudi bolje delujejo pri visokih dinamičnih obremenitvah ali zapletenih aplikacijah gibanja. Za visoko zmogljivo gibanje z nizkim prekoračitvijo položaja se mora odbita vztrajnost obremenitve čim bolj ujemati z vztrajnostjo servo motorja. V nekaterih aplikacijah zadostuje neujemanje do 10:1, optimalno pa je ujemanje 1:1. Zmanjšanje prestav je dober način za rešitev težave z neusklajenostjo vztrajnosti, ker se vztrajnost odbitega tovora zmanjša s kvadratom prestavnega razmerja, vendar je treba pri izračunu upoštevati vztrajnost menjalnika.
Čas objave: 16. junij 2023