Der er fire typer industriautomatiseringsmotorbelastninger:
1, Justerbar hestekræfter og konstant drejningsmoment: Variable hestekræfter og konstant drejningsmoment applikationer omfatter transportbånd, kraner og gearpumper. I disse applikationer er drejningsmomentet konstant, fordi belastningen er konstant. Den nødvendige hestekræfter kan variere afhængigt af applikationen, hvilket gør AC- og DC-motorer med konstant hastighed til et godt valg.
2, Variabelt drejningsmoment og konstant hestekræfter: Et eksempel på applikationer med variabelt drejningsmoment og konstant hestekræfter er maskinoprulningspapir. Materialets hastighed forbliver den samme, hvilket betyder, at hestekræfterne ikke ændrer sig. Men efterhånden som rullens diameter øges, ændres belastningen. I små systemer er dette en god applikation til DC-motorer eller servomotorer. Regenerativ energi er også et problem og bør overvejes, når størrelsen af en industrimotor bestemmes eller en energistyringsmetode vælges. Vekselstrømsmotorer med indkodere, styring med lukket sløjfe og drev i fuld kvadrant kan være til gavn for større systemer.
3, justerbar hestekræfter og drejningsmoment: ventilatorer, centrifugalpumper og omrørere har brug for variabel hestekræfter og drejningsmoment. Efterhånden som en industrimotors hastighed øges, øges belastningen også med de nødvendige hestekræfter og drejningsmoment. Disse typer belastninger er der, hvor diskussionen om motoreffektivitet begynder, med invertere, der indlæser vekselstrømsmotorer ved hjælp af drev med variabel hastighed (VSD'er).
4, positionskontrol eller momentkontrol: Anvendelser som lineære drev, der kræver præcis bevægelse til flere positioner, kræver stram position eller momentkontrol og kræver ofte feedback for at verificere den korrekte motorposition. Servo- eller stepmotorer er det bedste valg til disse applikationer, men jævnstrømsmotorer med feedback eller inverterbelastede vekselstrømsmotorer med indkodere bruges almindeligvis i stål- eller papirproduktionslinjer og lignende applikationer.
Forskellige industrimotortyper
Selvom der er mere end 36 typer AC/DC-motorer, der bruges i industrielle applikationer. Selvom der er mange typer motorer, er der et stort overlap i industrielle applikationer, og markedet har presset på for at forenkle udvalget af motorer. Dette indsnævrer det praktiske valg af motorer i de fleste applikationer. De seks mest almindelige motortyper, der egner sig til langt de fleste applikationer, er børsteløse og børstede jævnstrømsmotorer, AC egernbur og viklingsrotormotorer, servo- og stepmotorer. Disse motortyper er velegnede til langt de fleste applikationer, mens andre typer kun anvendes til specielle applikationer.
Tre hovedtyper af industrielle motorapplikationer
De tre hovedanvendelser af industrimotorer er konstant hastighed, variabel hastighed og position (eller moment) kontrol. Forskellige industrielle automationssituationer kræver forskellige applikationer og problemer såvel som deres egne problemsæt. For eksempel, hvis den maksimale hastighed er mindre end referencehastigheden for motoren, er en gearkasse påkrævet. Dette gør det også muligt for en mindre motor at køre med en mere effektiv hastighed. Selvom der er et væld af information online om, hvordan man bestemmer størrelsen af en motor, er der mange faktorer, som brugerne skal overveje, fordi der er mange detaljer at overveje. Beregning af belastningsinerti, drejningsmoment og hastighed kræver, at brugeren forstår parametre som belastningens samlede masse og størrelse (radius), samt friktion, gearkassetab og maskincyklus. Ændringer i belastning, accelerations- eller decelerationshastighed og arbejdscyklus for påføring skal også tages i betragtning, ellers kan industrimotorer overophedes. Ac-induktionsmotorer er et populært valg til industrielle roterende bevægelsesapplikationer. Efter motortypevalg og -størrelse skal brugerne også overveje miljøfaktorer og motorhustyper, såsom åben ramme og husvaskeapplikationer i rustfrit stål.
Sådan vælger du industrimotor
Tre hovedproblemer ved valg af industrimotorer
1. Konstant hastighed apps?
I applikationer med konstant hastighed kører motoren typisk med en lignende hastighed med ringe eller ingen hensyntagen til accelerations- og decelerationsramper. Denne type applikation kører typisk med fuld-line tænd/sluk-kontroller. Styrekredsløbet består normalt af en grenkredssikring med en kontaktor, en industrimotorstarter med overbelastning og en manuel motorstyring eller softstarter. Både AC- og DC-motorer er velegnede til applikationer med konstant hastighed. DC-motorer tilbyder fuldt drejningsmoment ved nul hastighed og har en stor monteringsbase. AC-motorer er også et godt valg, fordi de har en høj effektfaktor og kræver lidt vedligeholdelse. I modsætning hertil vil en servo- eller stepmotors højtydende egenskaber blive betragtet som overdrevne for en simpel applikation.
2. Variabel hastighed app?
Anvendelser med variabel hastighed kræver typisk kompakte hastigheds- og hastighedsvariationer, såvel som definerede accelerations- og decelerationsramper. I praktiske applikationer sker reduktion af hastigheden af industrimotorer, såsom blæsere og centrifugalpumper, normalt for at forbedre effektiviteten ved at tilpasse strømforbruget til belastningen i stedet for at køre med fuld hastighed og drosle eller undertrykke output. Disse er meget vigtige at overveje til formidling af applikationer såsom aftapningslinjer. Kombinationen af vekselstrømsmotorer og VFDS bruges i vid udstrækning til at øge effektiviteten og fungerer godt i en række applikationer med variabel hastighed. Både AC- og DC-motorer med passende drev fungerer godt i applikationer med variabel hastighed. DC-motorer og drevkonfigurationer har længe været det eneste valg til motorer med variabel hastighed, og deres komponenter er blevet udviklet og gennemprøvet. Selv nu er DC-motorer populære i applikationer med variabel hastighed, fraktioneret hestekræfter og nyttige i lavhastighedsapplikationer, fordi de kan give fuldt drejningsmoment ved lave hastigheder og konstant drejningsmoment ved forskellige industrielle motorhastigheder. Vedligeholdelse af DC-motorer er dog et problem at overveje, da mange kræver kommutering med børster og slides på grund af kontakt med bevægelige dele. Børsteløse DC-motorer eliminerer dette problem, men de er dyrere foran, og udvalget af tilgængelige industrimotorer er mindre. Børsteslid er ikke et problem med AC-induktionsmotorer, mens frekvensomformere (VFDS) giver en nyttig mulighed for applikationer, der overstiger 1 HK, såsom blæsere og pumpning, der kan øge effektiviteten. At vælge en drevtype til at køre en industrimotor kan tilføje en vis positionsbevidsthed. En encoder kan tilføjes til motoren, hvis applikationen kræver det, og et drev kan specificeres til at bruge encoderfeedback. Som et resultat kan denne opsætning give servo-lignende hastigheder.
3. Har du brug for positionskontrol?
Stram positionskontrol opnås ved konstant at verificere motorens position, mens den bevæger sig. Anvendelser såsom positionering af lineære drev kan bruge stepmotorer med eller uden feedback eller servomotorer med iboende feedback. Stepperen bevæger sig præcist til en position med moderat hastighed og holder derefter denne position. Open loop stepper system giver kraftfuld positionskontrol, hvis den er korrekt størrelse. Når der ikke er nogen feedback, vil stepperen flytte det nøjagtige antal trin, medmindre den støder på en belastningsafbrydelse ud over sin kapacitet. Efterhånden som applikationens hastighed og dynamik øges, opfylder stepper-styringen med åben sløjfe muligvis ikke kravene til systemet, hvilket kræver opgradering til et step- eller servomotorsystem med feedback. Et lukket sløjfesystem giver præcise bevægelsesprofiler med høj hastighed og præcis positionskontrol. Servosystemer giver højere drejningsmoment end stepmaskiner ved høje hastigheder og fungerer også bedre i høje dynamiske belastninger eller komplekse bevægelsesapplikationer. For højtydende bevægelse med lav positionsoverskridelse skal den reflekterede belastningsinerti matche servomotorens inerti så meget som muligt. I nogle applikationer er en mismatch på op til 10:1 tilstrækkelig, men en 1:1 match er optimal. Gearreduktion er en god måde at løse problemet med inertimismatch, fordi inertien af den reflekterede belastning falder med kvadratet på transmissionsforholdet, men gearkassens inerti skal tages med i beregningen.
Indlægstid: 16-jun-2023