Az ipari automatizálás motorterheléseinek négy típusa létezik:
1. Állítható teljesítmény és állandó nyomaték: A változtatható teljesítményű és állandó nyomatékú alkalmazások közé tartoznak a szállítószalagok, daruk és fogaskerék-szivattyúk. Ezekben az alkalmazásokban a nyomaték állandó, mivel a terhelés állandó. A szükséges teljesítmény az alkalmazástól függően változhat, ezért az állandó sebességű AC és DC motorok jó választásnak bizonyulnak.
2, Változó nyomaték és állandó lóerő: A változó nyomaték és az állandó lóerő alkalmazására példa a papírtekercselés. Az anyag sebessége változatlan marad, ami azt jelenti, hogy a lóerő nem változik. Azonban a tekercs átmérőjének növekedésével a terhelés is változik. Kis rendszerekben ez jó alkalmazási lehetőség egyenáramú motorok vagy szervomotorok számára. A regeneratív energia szintén fontos szempont, és figyelembe kell venni az ipari motor méretének meghatározásakor vagy az energiaszabályozási módszer kiválasztásakor. A kódolóval, zárt hurkú vezérléssel és teljes kvadráns hajtásokkal ellátott váltakozó áramú motorok előnyösek lehetnek a nagyobb rendszerek számára.
3, állítható teljesítmény és nyomaték: a ventilátoroknak, centrifugálszivattyúknak és keverőknek változtatható teljesítményre és nyomatékra van szükségük. Az ipari motor sebességének növekedésével a terhelés is növekszik a szükséges lóerővel és nyomatékkal. Az ilyen típusú terheléseknél kezdődik a motorhatékonyságról szóló vita, ahol az inverterek változtatható sebességű hajtások (VSD-k) segítségével terhelik a váltakozó áramú motorokat.
4, pozíciószabályozás vagy nyomatékszabályozás: Az olyan alkalmazások, mint a lineáris hajtások, amelyek precíz mozgást igényelnek több pozícióba, szigorú pozíció- vagy nyomatékszabályozást igényelnek, és gyakran visszacsatolásra van szükség a motor helyes pozíciójának ellenőrzéséhez. Ezekhez az alkalmazásokhoz a szervo- vagy léptetőmotorok a legjobb választás, de az acél- vagy papírgyártó sorokban és hasonló alkalmazásokban gyakran használnak visszacsatolt egyenáramú motorokat vagy inverteres terhelésű, kódolóval ellátott váltakozó áramú motorokat.
Különböző ipari motortípusok
Bár az ipari alkalmazásokban több mint 36 típusú AC/DC motort használnak. Bár sokféle motor létezik, az ipari alkalmazásokban nagy az átfedés, és a piac a motorok kiválasztásának egyszerűsítésére törekedett. Ez leszűkíti a motorok gyakorlati választékát a legtöbb alkalmazásban. A hat leggyakoribb motortípus, amelyek az alkalmazások túlnyomó többségéhez alkalmasak, a kefe nélküli és kefés egyenáramú motorok, a váltakozó áramú kalickás és tekercselőrotoros motorok, valamint a szervo- és léptetőmotorok. Ezek a motortípusok az alkalmazások túlnyomó többségéhez alkalmasak, míg más típusokat csak speciális alkalmazásokhoz használnak.
Az ipari motoralkalmazások három fő típusa
Az ipari motorok három fő alkalmazási területe az állandó sebességű, a változtatható sebességű és a pozíció- (vagy nyomaték-) szabályozás. A különböző ipari automatizálási helyzetek eltérő alkalmazásokat és problémákat igényelnek, valamint saját problémaköröket. Például, ha a maximális sebesség kisebb, mint a motor referenciasebessége, akkor sebességváltóra van szükség. Ez lehetővé teszi a kisebb motor hatékonyabb sebességgel történő működését is. Bár rengeteg információ található online arról, hogyan lehet meghatározni egy motor méretét, számos tényezőt kell figyelembe venni a felhasználóknak, mivel sok részletet kell figyelembe venni. A terhelés tehetetlenségének, nyomatékának és sebességének kiszámításához a felhasználónak meg kell értenie olyan paramétereket, mint a terhelés teljes tömege és mérete (sugara), valamint a súrlódás, a sebességváltó vesztesége és a gép ciklusa. A terhelés, a gyorsulás vagy lassulás sebességének és az alkalmazás kitöltési tényezőjének változásait is figyelembe kell venni, különben az ipari motorok túlmelegedhetnek. A váltakozó áramú indukciós motorok népszerű választás az ipari forgómozgási alkalmazásokhoz. A motortípus és méret kiválasztása után a felhasználóknak a környezeti tényezőket és a motorház típusát is figyelembe kell venniük, például a nyitott vázú és a rozsdamentes acél házmosási alkalmazásokat.
Hogyan válasszunk ipari motort?
Az ipari motorok kiválasztásának három fő problémája
1. Állandó sebességű alkalmazások?
Állandó sebességű alkalmazásokban a motor jellemzően hasonló sebességgel forog, a gyorsítási és lassítási rámpákat kevés vagy semmilyen figyelembevétel nélkül. Ez a fajta alkalmazás jellemzően teljes vonali be/ki vezérléssel működik. A vezérlőáramkör általában egy elágazó áramköri biztosítékból és egy kontaktorból, egy túlterhelés elleni ipari motorindítóból és egy kézi motorvezérlőből vagy lágyindítóból áll. Mind a váltóáramú, mind az egyenáramú motorok alkalmasak állandó sebességű alkalmazásokhoz. Az egyenáramú motorok teljes nyomatékot adnak le nulla sebességnél, és nagy rögzítőalappal rendelkeznek. A váltóáramú motorok azért is jó választás, mert nagy teljesítménytényezővel rendelkeznek, és kevés karbantartást igényelnek. Ezzel szemben egy szervo- vagy léptetőmotor nagy teljesítményű jellemzői túlzottnak tekinthetők egy egyszerű alkalmazáshoz.
2. Változtatható sebességű alkalmazás?
A változtatható sebességű alkalmazások jellemzően kompakt sebességet és sebességváltoztatásokat, valamint meghatározott gyorsítási és lassítási rámpákat igényelnek. A gyakorlati alkalmazásokban az ipari motorok, például a ventilátorok és a centrifugálszivattyúk sebességének csökkentését általában a hatékonyság javítása érdekében végzik az energiafogyasztás terheléshez igazításával, ahelyett, hogy teljes sebességgel üzemeltetnék, és fojtanák vagy elnyomnák a kimenetet. Ezeket nagyon fontos figyelembe venni olyan szállítóalkalmazásoknál, mint a palackozósorok. A váltakozó áramú motorok és a frekvenciaváltó (VFDS) kombinációját széles körben alkalmazzák a hatékonyság növelésére, és jól működik különféle változtatható sebességű alkalmazásokban. Mind a váltakozó áramú, mind az egyenáramú motorok megfelelő hajtásokkal jól működnek változtatható sebességű alkalmazásokban. Az egyenáramú motorok és a hajtáskonfigurációk régóta az egyetlen választás a változtatható sebességű motorokhoz, és alkatrészeiket fejlesztették és bizonyították. Az egyenáramú motorok még ma is népszerűek a változtatható sebességű, tört lóerős alkalmazásokban, és hasznosak az alacsony sebességű alkalmazásokban, mivel teljes nyomatékot tudnak biztosítani alacsony sebességnél, és állandó nyomatékot különböző ipari motorsebességeknél. Az egyenáramú motorok karbantartása azonban figyelembe veendő kérdés, mivel sokuk kefés kommutációt igényel, és a mozgó alkatrészekkel való érintkezés miatt elkopnak. A kefe nélküli egyenáramú motorok kiküszöbölik ezt a problémát, de eleve drágábbak, és az elérhető ipari motorok választéka is kisebb. A kefék kopása nem jelent problémát az AC indukciós motoroknál, míg a változtatható frekvenciájú meghajtók (VFDS) hasznos lehetőséget kínálnak az 1 LE-nél nagyobb alkalmazásokhoz, például ventilátorokhoz és szivattyúzáshoz, amelyek növelhetik a hatékonyságot. Az ipari motorok működtetéséhez megfelelő meghajtótípus kiválasztása növelheti a pozíciófelismerést. Ha az alkalmazás megköveteli, a motorhoz jeladó is hozzáadható, és egy meghajtó is beállítható jeladó-visszacsatolás használatára. Ennek eredményeként ez a beállítás szervoszerű sebességeket biztosíthat.
3. Szüksége van pozíciószabályozásra?
A pontos pozíciószabályozást a motor mozgás közbeni pozíciójának folyamatos ellenőrzésével érik el. Az olyan alkalmazások, mint a lineáris hajtások pozicionálása, visszacsatolással vagy anélküli léptetőmotorokat, illetve belső visszacsatolással rendelkező szervomotorokat használhatnak. A léptetőmotor mérsékelt sebességgel pontosan egy adott pozícióba mozog, majd ezt a pozíciót tartja. A nyílt hurkú léptetőrendszer hatékony pozíciószabályozást biztosít, ha megfelelően méretezett. Ha nincs visszacsatolás, a léptetőmotor a pontos számú lépést teszi meg, kivéve, ha a kapacitását meghaladó terhelésmegszakításba ütközik. Az alkalmazás sebességének és dinamikájának növekedésével a nyílt hurkú léptetővezérlés esetleg nem felel meg a rendszer követelményeinek, ezért visszacsatolással rendelkező léptető- vagy szervomotoros rendszerre kell frissíteni. A zárt hurkú rendszer precíz, nagy sebességű mozgásprofilokat és precíz pozíciószabályozást biztosít. A szervorendszerek nagy sebességnél nagyobb nyomatékot biztosítanak, mint a léptetőmotorok, és jobban működnek nagy dinamikus terhelések vagy összetett mozgásalkalmazások esetén is. Nagy teljesítményű mozgáshoz alacsony pozíciótúllépéssel a visszavert terhelési tehetetlenségnek a lehető legnagyobb mértékben meg kell egyeznie a szervomotor tehetetlenségével. Egyes alkalmazásokban akár 10:1 eltérés is elegendő, de az 1:1 egyezés az optimális. A sebességváltási arány csökkentése jó megoldás a tehetetlenségi nyomaték eltérésének problémájára, mivel a visszavert terhelés tehetetlensége az áttétel négyzetével csökken, de a számítás során figyelembe kell venni a sebességváltó tehetetlenségét.
Közzététel ideje: 2023. június 16.