Existujú štyri typy záťaží motorov priemyselnej automatizácie:
1, Nastaviteľný výkon a konštantný krútiaci moment: Aplikácie s premenlivým výkonom a konštantným krútiacim momentom zahŕňajú dopravníky, žeriavy a zubové čerpadlá. V týchto aplikáciách je krútiaci moment konštantný, pretože zaťaženie je konštantné. Požadovaný výkon sa môže líšiť v závislosti od aplikácie, vďaka čomu sú motory na striedavý a jednosmerný prúd s konštantnou rýchlosťou dobrou voľbou.
2, Premenlivý krútiaci moment a konštantný výkon: Príkladom aplikácií s premenlivým krútiacim momentom a konštantným výkonom je stroj na prevíjanie papiera. Rýchlosť materiálu zostáva rovnaká, čo znamená, že výkon sa nemení. Keď sa však priemer kotúča zväčšuje, zaťaženie sa mení. V malých systémoch je to dobrá aplikácia pre jednosmerné motory alebo servomotory. Rekuperačná energia je tiež problémom a mala by sa zvážiť pri určovaní veľkosti priemyselného motora alebo pri výbere spôsobu regulácie energie. Striedavé motory s kódovačmi, riadením s uzavretou slučkou a pohonmi s plným kvadrantom môžu byť prínosom pre väčšie systémy.
3, nastaviteľný výkon a krútiaci moment: ventilátory, odstredivé čerpadlá a miešadlá potrebujú variabilný výkon a krútiaci moment. So zvyšujúcou sa rýchlosťou priemyselného motora sa zvyšuje aj výkon záťaže s požadovaným výkonom a krútiacim momentom. Pri týchto typoch záťaží začína diskusia o účinnosti motora, pričom striedače zaťažujú striedavé motory pomocou pohonov s premenlivou rýchlosťou (VSD).
4, riadenie polohy alebo riadenie krútiaceho momentu: Aplikácie, ako sú lineárne pohony, ktoré vyžadujú presný pohyb do viacerých polôh, vyžadujú tesnú polohu alebo riadenie krútiaceho momentu a často vyžadujú spätnú väzbu na overenie správnej polohy motora. Servo alebo krokové motory sú najlepšou voľbou pre tieto aplikácie, ale jednosmerné motory so spätnou väzbou alebo striedavé motory s invertorom a enkodérmi sa bežne používajú v oceľových alebo papierových výrobných linkách a podobných aplikáciách.
Rôzne typy priemyselných motorov
Aj keď existuje viac ako 36 typov AC/DC motorov používaných v priemyselných aplikáciách. Aj keď existuje veľa typov motorov, v priemyselných aplikáciách existuje veľké množstvo presahov a trh tlačí na zjednodušenie výberu motorov. To zužuje praktický výber motorov vo väčšine aplikácií. Šesť najbežnejších typov motorov, vhodných pre veľkú väčšinu aplikácií, sú bezkomutátorové a kartáčové jednosmerné motory, striedavé motory s kotvou nakrátko a navíjacie rotorové motory, servomotory a krokové motory. Tieto typy motorov sú vhodné pre veľkú väčšinu aplikácií, zatiaľ čo iné typy sa používajú len pre špeciálne aplikácie.
Tri hlavné typy aplikácií priemyselných motorov
Tri hlavné aplikácie priemyselných motorov sú konštantná rýchlosť, variabilná rýchlosť a riadenie polohy (alebo krútiaceho momentu). Rôzne situácie priemyselnej automatizácie si vyžadujú rôzne aplikácie a problémy, ako aj vlastné súbory problémov. Napríklad, ak je maximálna rýchlosť nižšia ako referenčná rýchlosť motora, je potrebná prevodovka. To tiež umožňuje menšiemu motoru bežať efektívnejšou rýchlosťou. Aj keď je na internete množstvo informácií o tom, ako určiť veľkosť motora, existuje veľa faktorov, ktoré musia používatelia zvážiť, pretože je potrebné zvážiť veľa podrobností. Výpočet zotrvačnosti zaťaženia, krútiaceho momentu a rýchlosti vyžaduje, aby používateľ porozumel parametrom, ako je celková hmotnosť a veľkosť (polomer) zaťaženia, ako aj trenie, strata prevodovky a cyklus stroja. Musia sa zvážiť aj zmeny v zaťažení, rýchlosti zrýchlenia alebo spomalenia a pracovného cyklu, inak sa priemyselné motory môžu prehriať. AC indukčné motory sú obľúbenou voľbou pre priemyselné aplikácie s rotačným pohybom. Po výbere typu a veľkosti motora musia používatelia zvážiť aj environmentálne faktory a typy krytov motora, ako sú aplikácie umývania krytu s otvoreným rámom a krytu z nehrdzavejúcej ocele.
Ako si vybrať priemyselný motor
Tri hlavné problémy výberu priemyselného motora
1. Aplikácie s konštantnou rýchlosťou?
V aplikáciách s konštantnou rýchlosťou motor zvyčajne beží pri podobnej rýchlosti s malým alebo žiadnym zohľadnením rampy zrýchlenia a spomalenia. Tento typ aplikácie zvyčajne beží pomocou celoriadkových ovládacích prvkov zapnutia/vypnutia. Riadiaci obvod sa zvyčajne skladá z rozvetvenej poistky so stýkačom, preťaženia priemyselného štartéra motora a ručného ovládača motora alebo softštartéra. Motory na striedavý aj jednosmerný prúd sú vhodné pre aplikácie s konštantnou rýchlosťou. Jednosmerné motory ponúkajú plný krútiaci moment pri nulových otáčkach a majú veľkú montážnu základňu. AC motory sú tiež dobrou voľbou, pretože majú vysoký účinník a vyžadujú malú údržbu. Na rozdiel od toho, vysokovýkonné charakteristiky servo alebo krokového motora by sa považovali za nadmerné pre jednoduchú aplikáciu.
2. Aplikácia s premenlivou rýchlosťou?
Aplikácie s premenlivou rýchlosťou zvyčajne vyžadujú kompaktné zmeny rýchlosti a rýchlosti, ako aj definované rampy zrýchlenia a spomalenia. V praktických aplikáciách sa znižovanie otáčok priemyselných motorov, ako sú ventilátory a odstredivé čerpadlá, zvyčajne vykonáva na zlepšenie účinnosti prispôsobením spotreby energie záťaži, namiesto chodu na plné otáčky a škrtenia alebo potláčania výkonu. Toto je veľmi dôležité zvážiť pri dopravných aplikáciách, ako sú linky na plnenie do fliaš. Kombinácia striedavých motorov a VFDS sa široko používa na zvýšenie účinnosti a funguje dobre v rôznych aplikáciách s premenlivou rýchlosťou. Motory na striedavý aj jednosmerný prúd s príslušnými pohonmi fungujú dobre v aplikáciách s premenlivou rýchlosťou. Jednosmerné motory a konfigurácie pohonu boli dlho jedinou voľbou pre motory s premenlivou rýchlosťou a ich komponenty boli vyvinuté a overené. Dokonca aj teraz sú jednosmerné motory obľúbené v aplikáciách s premenlivou rýchlosťou, zlomkovým výkonom a užitočné v aplikáciách s nízkou rýchlosťou, pretože môžu poskytnúť plný krútiaci moment pri nízkych rýchlostiach a konštantný krútiaci moment pri rôznych rýchlostiach priemyselných motorov. Je však potrebné zvážiť údržbu jednosmerných motorov, pretože mnohé vyžadujú komutáciu s kefami a opotrebúvajú sa v dôsledku kontaktu s pohyblivými časťami. Bezuhlíkové jednosmerné motory tento problém odstraňujú, ale sú drahšie a rozsah dostupných priemyselných motorov je menší. Opotrebenie kief nie je problémom pri AC indukčných motoroch, zatiaľ čo pohony s premenlivou frekvenciou (VFDS) poskytujú užitočnú možnosť pre aplikácie s výkonom presahujúcim 1 HP, ako sú ventilátory a čerpanie, ktoré môžu zvýšiť účinnosť. Voľba typu pohonu na spustenie priemyselného motora môže zvýšiť povedomie o polohe. K motoru je možné pridať kódovač, ak to aplikácia vyžaduje, a pohon môže byť špecifikovaný na používanie spätnej väzby kódovača. Výsledkom je, že toto nastavenie môže poskytovať rýchlosti podobné servomotorom.
3. Potrebujete kontrolu polohy?
Pevné riadenie polohy sa dosahuje neustálym overovaním polohy motora pri jeho pohybe. Aplikácie ako polohovacie lineárne pohony môžu využívať krokové motory so spätnou väzbou alebo bez nej alebo servomotory s vlastnou spätnou väzbou. Stepper sa pohybuje presne do polohy miernou rýchlosťou a potom túto polohu drží. Krokový systém s otvorenou slučkou poskytuje výkonnú kontrolu polohy, ak je správne dimenzovaný. Ak nie je spätná väzba, krokový krok vykoná presný počet krokov, pokiaľ nenarazí na prerušenie záťaže nad svoju kapacitu. So zvyšujúcou sa rýchlosťou a dynamikou aplikácie nemusí krokové riadenie s otvorenou slučkou spĺňať požiadavky systému, čo si vyžaduje upgrade na systém krokového alebo servomotora so spätnou väzbou. Systém s uzavretou slučkou poskytuje presné, vysokorýchlostné profily pohybu a presné riadenie polohy. Servosystémy poskytujú vyššie krútiace momenty ako krokové motory pri vysokých rýchlostiach a tiež lepšie fungujú pri vysokom dynamickom zaťažení alebo zložitých pohybových aplikáciách. Pri vysokovýkonnom pohybe s prekmitom nízkej polohy by sa mala zotrvačnosť odrazeného zaťaženia čo najviac zhodovať so zotrvačnosťou servomotora. V niektorých aplikáciách postačuje nezhoda až 10:1, ale optimálna je zhoda 1:1. Redukcia prevodového stupňa je dobrý spôsob, ako vyriešiť problém nesúladu zotrvačnosti, pretože zotrvačnosť odrazeného zaťaženia klesá o druhú mocninu prevodového pomeru, ale pri výpočte treba brať do úvahy zotrvačnosť prevodovky.
Čas odoslania: 16. júna 2023