Existují čtyři typy zátěží motorů průmyslové automatizace:
1, Nastavitelný výkon a konstantní točivý moment: Aplikace s proměnným výkonem a konstantním točivým momentem zahrnují dopravníky, jeřáby a zubová čerpadla. V těchto aplikacích je točivý moment konstantní, protože zatížení je konstantní. Požadovaný výkon v koňských silách se může lišit v závislosti na aplikaci, díky čemuž jsou AC a DC motory s konstantní rychlostí dobrou volbou.
2, Proměnný točivý moment a konstantní výkon: Příkladem aplikací s proměnným točivým momentem a konstantním výkonem je stroj pro převíjení papíru. Rychlost materiálu zůstává stejná, což znamená, že výkon se nemění. S rostoucím průměrem role se však zatížení mění. V malých systémech je to dobrá aplikace pro stejnosměrné motory nebo servomotory. Rekuperační energie je rovněž problémem a měla by být zohledněna při určování velikosti průmyslového motoru nebo při výběru způsobu řízení energie. Střídavé motory s kodéry, řízením s uzavřenou smyčkou a pohony s plným kvadrantem mohou být přínosem pro větší systémy.
3, nastavitelný výkon a točivý moment: ventilátory, odstředivá čerpadla a míchadla potřebují variabilní výkon a točivý moment. Se zvyšujícími se otáčkami průmyslového motoru se také zvyšuje výkon zátěže s požadovaným výkonem a točivým momentem. Diskuse o účinnosti motoru začíná u těchto typů zátěží, kdy měniče zatěžují střídavé motory pomocí pohonů s proměnnou rychlostí (VSD).
4, řízení polohy nebo řízení točivého momentu: Aplikace, jako jsou lineární pohony, které vyžadují přesný pohyb do více poloh, vyžadují těsnou polohu nebo řízení točivého momentu a často vyžadují zpětnou vazbu k ověření správné polohy motoru. Servo nebo krokové motory jsou nejlepší volbou pro tyto aplikace, ale stejnosměrné motory se zpětnou vazbou nebo střídavé střídavé motory s kodéry se běžně používají v ocelových nebo papírových výrobních linkách a podobných aplikacích.
Různé typy průmyslových motorů
Přestože existuje více než 36 typů AC/DC motorů používaných v průmyslových aplikacích. Přestože existuje mnoho typů motorů, v průmyslových aplikacích dochází k velkému překrývání a trh tlačí na zjednodušení výběru motorů. To zužuje praktický výběr motorů ve většině aplikací. Šest nejběžnějších typů motorů, vhodných pro převážnou většinu aplikací, jsou bezkomutátorové a kartáčové stejnosměrné motory, střídavé motory s kotvou nakrátko a navíjecí rotorové motory, servomotory a krokové motory. Tyto typy motorů jsou vhodné pro převážnou většinu aplikací, zatímco jiné typy se používají pouze pro speciální aplikace.
Tři hlavní typy aplikací průmyslových motorů
Tři hlavní aplikace průmyslových motorů jsou konstantní rychlost, proměnná rychlost a řízení polohy (nebo točivého momentu). Různé situace průmyslové automatizace vyžadují různé aplikace a problémy, stejně jako jejich vlastní sady problémů. Pokud je například maximální rychlost nižší než referenční rychlost motoru, je nutná převodovka. To také umožňuje menšímu motoru běžet efektivnější rychlostí. I když je na internetu spousta informací o tom, jak určit velikost motoru, existuje mnoho faktorů, které musí uživatelé zvážit, protože je třeba vzít v úvahu mnoho detailů. Výpočet setrvačnosti zátěže, točivého momentu a rychlosti vyžaduje, aby uživatel porozuměl parametrům, jako je celková hmotnost a velikost (poloměr) zátěže, stejně jako tření, ztráta převodovky a cyklus stroje. Rovněž je třeba vzít v úvahu změny zatížení, rychlosti zrychlení nebo zpomalení a pracovního cyklu aplikace, jinak se průmyslové motory mohou přehřát. Střídavé indukční motory jsou oblíbenou volbou pro průmyslové aplikace s rotačním pohybem. Po výběru typu motoru a velikosti musí uživatelé také zvážit faktory prostředí a typy krytu motoru, jako jsou aplikace s otevřeným rámem a mytím krytu z nerezové oceli.
Jak vybrat průmyslový motor
Tři hlavní problémy výběru průmyslových motorů
1. Aplikace s konstantní rychlostí?
V aplikacích s konstantní rychlostí motor obvykle běží podobnou rychlostí s malým nebo žádným zohledněním ramp zrychlení a zpomalení. Tento typ aplikace se obvykle spouští pomocí celořádkových ovládacích prvků zapnutí/vypnutí. Řídicí obvod se obvykle skládá z odbočné pojistky se stykačem, průmyslového spouštěče motoru proti přetížení a ručního ovladače motoru nebo softstartéru. Střídavé i stejnosměrné motory jsou vhodné pro aplikace s konstantní rychlostí. Stejnosměrné motory nabízejí plný točivý moment při nulových otáčkách a mají velkou montážní základnu. Střídavé motory jsou také dobrou volbou, protože mají vysoký účiník a vyžadují malou údržbu. Na rozdíl od toho by charakteristiky vysokého výkonu servo nebo krokového motoru byly pro jednoduchou aplikaci považovány za přehnané.
2. Aplikace s proměnnou rychlostí?
Aplikace s proměnnou rychlostí obvykle vyžadují kompaktní změny rychlosti a rychlosti, stejně jako definované rampy zrychlení a zpomalení. V praktických aplikacích se snížení rychlosti průmyslových motorů, jako jsou ventilátory a odstředivá čerpadla, obvykle provádí za účelem zlepšení účinnosti přizpůsobením spotřeby energie zátěži, než aby běžely na plnou rychlost a škrtily nebo potlačovaly výstup. To je velmi důležité vzít v úvahu pro dopravní aplikace, jako jsou stáčecí linky. Kombinace střídavých motorů a VFDS se široce používá ke zvýšení účinnosti a funguje dobře v různých aplikacích s proměnnou rychlostí. Střídavé i stejnosměrné motory s vhodnými pohony fungují dobře v aplikacích s proměnnou rychlostí. Stejnosměrné motory a konfigurace pohonů byly dlouhou dobu jedinou volbou pro motory s proměnnými otáčkami a jejich komponenty byly vyvinuty a osvědčeny. Dokonce i nyní jsou stejnosměrné motory oblíbené v aplikacích s proměnnou rychlostí, menším výkonem a užitečné v aplikacích s nízkou rychlostí, protože mohou poskytovat plný točivý moment při nízkých rychlostech a konstantní točivý moment při různých rychlostech průmyslových motorů. Údržba stejnosměrných motorů je však otázkou, kterou je třeba zvážit, protože mnohé vyžadují komutaci s kartáči a opotřebovávají se v důsledku kontaktu s pohyblivými částmi. Bezkomutátorové stejnosměrné motory tento problém odstraňují, ale jsou dražší a rozsah dostupných průmyslových motorů je menší. Opotřebení kartáče není problémem u střídavých indukčních motorů, zatímco pohony s proměnnou frekvencí (VFDS) poskytují užitečnou možnost pro aplikace s výkonem přesahujícím 1 HP, jako jsou ventilátory a čerpání, které mohou zvýšit účinnost. Výběr typu pohonu pro provoz průmyslového motoru může zvýšit povědomí o poloze. K motoru lze přidat kodér, pokud to aplikace vyžaduje, a pohon lze specifikovat tak, aby používal zpětnou vazbu kodéru. Výsledkem je, že toto nastavení může poskytovat rychlosti podobné servopohonu.
3. Potřebujete kontrolu polohy?
Pevné kontroly polohy je dosaženo neustálým ověřováním polohy motoru při jeho pohybu. Aplikace jako polohovací lineární pohony mohou používat krokové motory s nebo bez zpětné vazby nebo servomotory s vlastní zpětnou vazbou. Stepper se pohybuje přesně do polohy střední rychlostí a poté tuto pozici drží. Krokový systém s otevřenou smyčkou poskytuje výkonnou kontrolu polohy, pokud je správně dimenzován. Pokud není zpětná vazba, krokový krok provede přesný počet kroků, pokud nenarazí na přerušení zátěže nad jeho kapacitu. S rostoucí rychlostí a dynamikou aplikace nemusí krokové řízení s otevřenou smyčkou splňovat požadavky systému, což vyžaduje upgrade na systém krokového nebo servomotoru se zpětnou vazbou. Systém s uzavřenou smyčkou poskytuje přesné, vysokorychlostní profily pohybu a přesné řízení polohy. Servosystémy poskytují vyšší krouticí momenty než krokové motory při vysokých rychlostech a také lépe fungují při vysokém dynamickém zatížení nebo složitých pohybových aplikacích. Pro vysoce výkonný pohyb s překmity v nízké poloze by setrvačnost odraženého zatížení měla co nejvíce shodovat se setrvačností servomotoru. V některých aplikacích stačí nesoulad až 10:1, ale optimální je shoda 1:1. Redukce převodu je dobrý způsob, jak vyřešit problém nesouladu setrvačnosti, protože setrvačnost odraženého zatížení se sníží o druhou mocninu převodového poměru, ale při výpočtu je třeba vzít v úvahu setrvačnost převodovky.
Čas odeslání: 16. června 2023