Postoje četiri vrste opterećenja motora industrijske automatizacije:
1, Podesiva konjska snaga i konstantni moment: Primjene s promjenjivom konjskom snagom i konstantnim momentom uključuju transportere, dizalice i zupčaste pumpe. U tim primjenama, moment je konstantan jer je opterećenje konstantno. Potrebna konjska snaga može varirati ovisno o primjeni, što čini AC i DC motore s konstantnom brzinom dobrim izborom.
2, Promjenjivi okretni moment i konstantna konjska snaga: Primjer primjene promjenjivog okretnog momenta i konstantne konjske snage je premotavanje papira u stroju. Brzina materijala ostaje ista, što znači da se konjska snaga ne mijenja. Međutim, kako se promjer role povećava, opterećenje se mijenja. U malim sustavima ovo je dobra primjena za istosmjerne motore ili servo motore. Regenerativna snaga je također važna i treba je uzeti u obzir pri određivanju veličine industrijskog motora ili odabiru metode regulacije energije. Izmjenični motori s enkoderima, upravljanjem u zatvorenoj petlji i pogonima punog kvadranta mogu koristiti većim sustavima.
3, podesiva snaga i okretni moment: ventilatori, centrifugalne pumpe i miješalice trebaju promjenjivu snagu i okretni moment. Kako se brzina industrijskog motora povećava, izlazno opterećenje također se povećava s potrebnom snagom i okretnim momentom. Kod ovih vrsta opterećenja počinje rasprava o učinkovitosti motora, pri čemu pretvarači opterećuju AC motore pomoću pogona s promjenjivom brzinom (VSD).
4, kontrola položaja ili kontrola momenta: Primjene poput linearnih pogona, koje zahtijevaju precizno kretanje u više položaja, zahtijevaju preciznu kontrolu položaja ili momenta i često zahtijevaju povratnu informaciju za provjeru ispravnog položaja motora. Servo ili koračni motori su najbolji izbor za ove primjene, ali istosmjerni motori s povratnom informacijom ili AC motori s pretvaračem i enkoderima obično se koriste u proizvodnim linijama čelika ili papira i sličnim primjenama.
Različite vrste industrijskih motora
Iako postoji više od 36 vrsta AC/DC motora koji se koriste u industrijskim primjenama. Iako postoji mnogo vrsta motora, postoji veliko preklapanje u industrijskim primjenama, a tržište je poticalo na pojednostavljenje odabira motora. To sužava praktičan izbor motora u većini primjena. Šest najčešćih tipova motora, prikladnih za veliku većinu primjena, su bezčetkni i četkani istosmjerni motori, AC motori s kaveznim rotorom i motori s namotom rotora, servo i koračni motori. Ove vrste motora prikladne su za veliku većinu primjena, dok se druge vrste koriste samo za posebne primjene.
Tri glavne vrste primjene industrijskih motora
Tri glavne primjene industrijskih motora su konstantna brzina, promjenjiva brzina i kontrola položaja (ili momenta). Različite situacije industrijske automatizacije zahtijevaju različite primjene i probleme, kao i vlastite skupove problema. Na primjer, ako je maksimalna brzina manja od referentne brzine motora, potreban je mjenjač. To također omogućuje manjem motoru da radi učinkovitijom brzinom. Iako na internetu postoji mnoštvo informacija o tome kako odrediti veličinu motora, postoji mnogo čimbenika koje korisnici moraju uzeti u obzir jer postoji mnogo detalja koje treba uzeti u obzir. Izračun inercije opterećenja, momenta i brzine zahtijeva od korisnika da razumije parametre kao što su ukupna masa i veličina (radijus) opterećenja, kao i trenje, gubitak mjenjača i ciklus stroja. Također se moraju uzeti u obzir promjene opterećenja, brzina ubrzanja ili usporavanja i radni ciklus primjene, inače se industrijski motori mogu pregrijati. AC indukcijski motori popularan su izbor za industrijske primjene rotacijskog gibanja. Nakon odabira tipa i veličine motora, korisnici također moraju uzeti u obzir čimbenike okoliša i vrste kućišta motora, kao što su primjene pranja otvorenog okvira i kućišta od nehrđajućeg čelika.
Kako odabrati industrijski motor
Tri glavna problema odabira industrijskog motora
1. Aplikacije konstantne brzine?
U primjenama s konstantnom brzinom, motor obično radi sličnom brzinom s malo ili nimalo razmatranja rampi ubrzanja i usporavanja. Ova vrsta primjene obično radi pomoću potpunih kontrola uključivanja/isključivanja. Upravljački krug obično se sastoji od osigurača grane strujnog kruga s kontaktorom, industrijskog pokretača motora s preopterećenjem i ručnog regulatora motora ili mekog pokretača. I AC i DC motori prikladni su za primjene s konstantnom brzinom. DC motori nude puni okretni moment pri nultoj brzini i imaju veliku montažnu bazu. AC motori također su dobar izbor jer imaju visoki faktor snage i zahtijevaju malo održavanja. Nasuprot tome, visoke performanse servo ili koračnog motora smatrale bi se pretjeranima za jednostavnu primjenu.
2. Aplikacija s promjenjivom brzinom?
Primjene s promjenjivom brzinom obično zahtijevaju kompaktnu brzinu i varijacije brzine, kao i definirane rampe ubrzanja i usporavanja. U praktičnim primjenama, smanjenje brzine industrijskih motora, poput ventilatora i centrifugalnih pumpi, obično se radi kako bi se poboljšala učinkovitost usklađivanjem potrošnje energije s opterećenjem, umjesto rada punom brzinom i prigušivanja ili suzbijanja izlaza. To je vrlo važno uzeti u obzir za transportne primjene poput linija za punjenje boca. Kombinacija AC motora i VFDS-a široko se koristi za povećanje učinkovitosti i dobro funkcionira u raznim primjenama s promjenjivom brzinom. I AC i DC motori s odgovarajućim pogonima dobro rade u primjenama s promjenjivom brzinom. Istosmjerni motori i konfiguracije pogona dugo su bili jedini izbor za motore s promjenjivom brzinom, a njihove komponente su razvijene i dokazane. Čak i sada, istosmjerni motori su popularni u primjenama s promjenjivom brzinom, frakcijskim konjskim snagama i korisni su u primjenama s niskom brzinom jer mogu osigurati puni okretni moment pri niskim brzinama i konstantan okretni moment pri različitim industrijskim brzinama motora. Međutim, održavanje istosmjernih motora je problem koji treba uzeti u obzir, jer mnogi zahtijevaju komutaciju četkicama i troše se zbog kontakta s pokretnim dijelovima. Bezčetkični istosmjerni motori eliminiraju ovaj problem, ali su u početku skuplji, a raspon dostupnih industrijskih motora je manji. Trošenje četkica nije problem kod AC indukcijskih motora, dok pogoni s promjenjivom frekvencijom (VFDS) pružaju korisnu opciju za primjene veće od 1 KS, poput ventilatora i pumpi, što može povećati učinkovitost. Odabir vrste pogona za pokretanje industrijskog motora može dodati određenu svjesnost o položaju. Enkoder se može dodati motoru ako to zahtijeva primjena, a pogon se može specificirati za korištenje povratne informacije enkodera. Kao rezultat toga, ova postavka može pružiti brzine slične servo motorima.
3. Trebate li kontrolu položaja?
Stroga kontrola položaja postiže se stalnim provjeravanjem položaja motora dok se kreće. Primjene poput pozicioniranja linearnih pogona mogu koristiti koračne motore sa ili bez povratne veze ili servo motore s inherentnom povratnom vezom. Koračni motor se precizno pomiče na položaj umjerenom brzinom, a zatim zadržava taj položaj. Koračni sustav s otvorenom petljom pruža snažnu kontrolu položaja ako je pravilno dimenzioniran. Kada nema povratne veze, koračni motor će se pomaknuti točan broj koraka osim ako ne naiđe na prekid opterećenja izvan svog kapaciteta. Kako se brzina i dinamika primjene povećavaju, upravljanje koračnim motorom s otvorenom petljom možda neće zadovoljiti zahtjeve sustava, što zahtijeva nadogradnju na koračni ili servo motorni sustav s povratnom vezom. Sustav zatvorene petlje pruža precizne profile gibanja velike brzine i preciznu kontrolu položaja. Servo sustavi pružaju veće momente od koračnih motora pri velikim brzinama, a također bolje rade u visokim dinamičkim opterećenjima ili složenim primjenama gibanja. Za visokoučinkovito gibanje s niskim prekoračenjem položaja, reflektirana inercija opterećenja trebala bi se što više podudarati s inercijom servo motora. U nekim primjenama dovoljna je neusklađenost do 10:1, ali optimalno je podudaranje 1:1. Smanjenje broja prijenosnih stupnjeva dobar je način rješavanja problema neusklađenosti inercije, jer se inercija reflektiranog opterećenja smanjuje za kvadrat prijenosnog omjera, ali inercija mjenjača mora se uzeti u obzir pri izračunu.
Vrijeme objave: 16. lipnja 2023.