Πώς να επιλέξετε κινητήρα βιομηχανικού αυτοματισμού;

Υπάρχουν τέσσερις τύποι φορτίων κινητήρα βιομηχανικού αυτοματισμού:

1, Ρυθμιζόμενη ιπποδύναμη και σταθερή ροπή: Οι εφαρμογές μεταβλητής ιπποδύναμης και σταθερής ροπής περιλαμβάνουν μεταφορείς, γερανούς και αντλίες γραναζιών.Σε αυτές τις εφαρμογές, η ροπή είναι σταθερή επειδή το φορτίο είναι σταθερό.Η απαιτούμενη ιπποδύναμη μπορεί να διαφέρει ανάλογα με την εφαρμογή, γεγονός που καθιστά τους κινητήρες AC και DC σταθερής ταχύτητας μια καλή επιλογή.

2, Μεταβλητή ροπή και σταθερή ιπποδύναμη: Ένα παράδειγμα εφαρμογών μεταβλητής ροπής και σταθερής ιπποδύναμης είναι το χαρτί επανατύλιξης μηχανής.Η ταχύτητα του υλικού παραμένει η ίδια, πράγμα που σημαίνει ότι η ιπποδύναμη δεν αλλάζει.Ωστόσο, όσο αυξάνεται η διάμετρος του ρολού, το φορτίο αλλάζει.Σε μικρά συστήματα, αυτή είναι μια καλή εφαρμογή για κινητήρες DC ή σερβοκινητήρες.Η αναγεννητική ισχύς αποτελεί επίσης ανησυχία και θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά τον προσδιορισμό του μεγέθους ενός βιομηχανικού κινητήρα ή την επιλογή μιας μεθόδου ελέγχου ενέργειας.Οι κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος με κωδικοποιητές, έλεγχος κλειστού βρόχου και μονάδες δίσκου πλήρους τεταρτημορίου μπορεί να ωφελήσουν μεγαλύτερα συστήματα.

3, ρυθμιζόμενη ιπποδύναμη και ροπή: οι ανεμιστήρες, οι φυγοκεντρικές αντλίες και οι αναδευτήρες χρειάζονται μεταβλητή ιπποδύναμη και ροπή.Καθώς η ταχύτητα ενός βιομηχανικού κινητήρα αυξάνεται, η απόδοση του φορτίου αυξάνεται επίσης με την απαιτούμενη ιπποδύναμη και ροπή.Αυτοί οι τύποι φορτίων είναι το σημείο όπου ξεκινά η συζήτηση για την απόδοση του κινητήρα, με τους μετατροπείς να φορτώνουν κινητήρες AC χρησιμοποιώντας μονάδες μεταβλητής ταχύτητας (VSD).

4, έλεγχος θέσης ή έλεγχος ροπής: Εφαρμογές όπως οι γραμμικοί δίσκοι, που απαιτούν ακριβή κίνηση σε πολλαπλές θέσεις, απαιτούν σφιχτό έλεγχο θέσης ή ροπής και συχνά απαιτούν ανατροφοδότηση για την επαλήθευση της σωστής θέσης κινητήρα.Οι σερβοκινητήρες ή οι βηματικοί κινητήρες είναι η καλύτερη επιλογή για αυτές τις εφαρμογές, αλλά οι κινητήρες συνεχούς ρεύματος με ανάδραση ή κινητήρες AC με φορτίο μετατροπέα με κωδικοποιητές χρησιμοποιούνται συνήθως σε γραμμές παραγωγής χάλυβα ή χαρτιού και παρόμοιες εφαρμογές.

Διαφορετικοί τύποι βιομηχανικών κινητήρων

Αν και υπάρχουν περισσότεροι από 36 τύποι κινητήρων AC/DC που χρησιμοποιούνται σε βιομηχανικές εφαρμογές.Αν και υπάρχουν πολλοί τύποι κινητήρων, υπάρχει μεγάλη αλληλεπικάλυψη στις βιομηχανικές εφαρμογές και η αγορά έχει πιέσει να απλοποιήσει την επιλογή των κινητήρων.Αυτό περιορίζει την πρακτική επιλογή κινητήρων στις περισσότερες εφαρμογές.Οι έξι πιο συνηθισμένοι τύποι κινητήρων, κατάλληλοι για τη συντριπτική πλειονότητα των εφαρμογών, είναι οι κινητήρες συνεχούς ρεύματος χωρίς ψήκτρες και ψήκτρες, οι κινητήρες στροφείου με κλουβί AC και περιέλιξης, οι σερβοκινητήρες και οι βηματικοί κινητήρες.Αυτοί οι τύποι κινητήρων είναι κατάλληλοι για τη συντριπτική πλειοψηφία των εφαρμογών, ενώ άλλοι τύποι χρησιμοποιούνται μόνο για ειδικές εφαρμογές.

Τρεις κύριοι τύποι βιομηχανικών εφαρμογών κινητήρων

Οι τρεις κύριες εφαρμογές των βιομηχανικών κινητήρων είναι η σταθερή ταχύτητα, η μεταβλητή ταχύτητα και ο έλεγχος θέσης (ή ροπής).Οι διαφορετικές καταστάσεις βιομηχανικού αυτοματισμού απαιτούν διαφορετικές εφαρμογές και προβλήματα καθώς και τα δικά τους σύνολα προβλημάτων.Για παράδειγμα, εάν η μέγιστη ταχύτητα είναι μικρότερη από την ταχύτητα αναφοράς του κινητήρα, απαιτείται κιβώτιο ταχυτήτων.Αυτό επιτρέπει επίσης σε έναν μικρότερο κινητήρα να λειτουργεί με πιο αποδοτική ταχύτητα.Ενώ υπάρχει πληθώρα πληροφοριών στο διαδίκτυο σχετικά με τον τρόπο προσδιορισμού του μεγέθους ενός κινητήρα, υπάρχουν πολλοί παράγοντες που πρέπει να λάβουν υπόψη οι χρήστες επειδή υπάρχουν πολλές λεπτομέρειες που πρέπει να λάβουν υπόψη.Ο υπολογισμός της αδράνειας φορτίου, της ροπής και της ταχύτητας απαιτεί από τον χρήστη να κατανοήσει παραμέτρους όπως η συνολική μάζα και το μέγεθος (ακτίνα) του φορτίου, καθώς και η τριβή, η απώλεια κιβωτίου ταχυτήτων και ο κύκλος της μηχανής.Πρέπει επίσης να ληφθούν υπόψη αλλαγές στο φορτίο, στην ταχύτητα επιτάχυνσης ή επιβράδυνσης και στον κύκλο λειτουργίας εφαρμογής, διαφορετικά οι βιομηχανικοί κινητήρες μπορεί να υπερθερμανθούν.Οι επαγωγικοί κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος είναι μια δημοφιλής επιλογή για εφαρμογές βιομηχανικής περιστροφικής κίνησης.Μετά την επιλογή του τύπου και του μεγέθους του κινητήρα, οι χρήστες πρέπει επίσης να λάβουν υπόψη τους περιβαλλοντικούς παράγοντες και τους τύπους περιβλήματος κινητήρα, όπως εφαρμογές πλυσίματος περιβλήματος ανοιχτού πλαισίου και ανοξείδωτου χάλυβα.

Πώς να επιλέξετε βιομηχανικό κινητήρα

Τρία κύρια προβλήματα επιλογής βιομηχανικού κινητήρα

1. Εφαρμογές σταθερής ταχύτητας;

Σε εφαρμογές σταθερής ταχύτητας, ο κινητήρας συνήθως λειτουργεί με παρόμοια ταχύτητα με ελάχιστη ή καθόλου προσοχή στις ράμπες επιτάχυνσης και επιβράδυνσης.Αυτός ο τύπος εφαρμογής εκτελείται συνήθως χρησιμοποιώντας στοιχεία ελέγχου ενεργοποίησης/απενεργοποίησης πλήρους γραμμής.Το κύκλωμα ελέγχου αποτελείται συνήθως από μια ασφάλεια κυκλώματος διακλάδωσης με έναν επαφέα, έναν εκκινητή βιομηχανικού κινητήρα υπερφόρτωσης και έναν χειροκίνητο ελεγκτή κινητήρα ή έναν μαλακό εκκινητή.Και οι δύο κινητήρες AC και DC είναι κατάλληλοι για εφαρμογές σταθερής ταχύτητας.Οι κινητήρες συνεχούς ρεύματος προσφέρουν πλήρη ροπή σε μηδενική ταχύτητα και έχουν μεγάλη βάση στήριξης.Οι κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος είναι επίσης μια καλή επιλογή επειδή έχουν υψηλό συντελεστή ισχύος και απαιτούν λίγη συντήρηση.Αντίθετα, τα χαρακτηριστικά υψηλής απόδοσης ενός σερβοκινητήρα ή ενός βηματικού κινητήρα θα θεωρούνταν υπερβολικά για μια απλή εφαρμογή.

2. Εφαρμογή μεταβλητής ταχύτητας;

Οι εφαρμογές μεταβλητής ταχύτητας απαιτούν συνήθως συμπαγείς διακυμάνσεις ταχύτητας και ταχύτητας, καθώς και καθορισμένες ράμπες επιτάχυνσης και επιβράδυνσης.Σε πρακτικές εφαρμογές, η μείωση της ταχύτητας των βιομηχανικών κινητήρων, όπως οι ανεμιστήρες και οι φυγοκεντρικές αντλίες, γίνεται συνήθως για να βελτιωθεί η απόδοση ταιριάζοντας την κατανάλωση ισχύος με το φορτίο, αντί να λειτουργεί σε πλήρη ταχύτητα και να στραγγαλίζει ή να μειώνει την απόδοση.Αυτά είναι πολύ σημαντικά να ληφθούν υπόψη για τη μεταφορά εφαρμογών όπως οι γραμμές εμφιάλωσης.Ο συνδυασμός κινητήρων AC και VFDS χρησιμοποιείται ευρέως για την αύξηση της απόδοσης και λειτουργεί καλά σε μια ποικιλία εφαρμογών μεταβλητής ταχύτητας.Και οι δύο κινητήρες AC και DC με κατάλληλους κινητήρες λειτουργούν καλά σε εφαρμογές μεταβλητής ταχύτητας.Οι κινητήρες συνεχούς ρεύματος και οι διαμορφώσεις μετάδοσης κίνησης είναι από καιρό η μόνη επιλογή για κινητήρες μεταβλητής ταχύτητας και τα εξαρτήματά τους έχουν αναπτυχθεί και αποδειχθεί.Ακόμη και τώρα, οι κινητήρες συνεχούς ρεύματος είναι δημοφιλείς σε εφαρμογές μεταβλητής ταχύτητας, κλασματικής ιπποδύναμης και χρήσιμοι σε εφαρμογές χαμηλών στροφών επειδή μπορούν να παρέχουν πλήρη ροπή σε χαμηλές ταχύτητες και σταθερή ροπή σε διάφορες βιομηχανικές ταχύτητες κινητήρα.Ωστόσο, η συντήρηση των κινητήρων συνεχούς ρεύματος είναι ένα θέμα που πρέπει να ληφθεί υπόψη, καθώς πολλοί απαιτούν εναλλαγή με βούρτσες και φθείρονται λόγω επαφής με κινούμενα μέρη.Οι κινητήρες συνεχούς ρεύματος χωρίς ψήκτρες εξαλείφουν αυτό το πρόβλημα, αλλά είναι πιο ακριβοί εκ των προτέρων και η γκάμα των διαθέσιμων βιομηχανικών κινητήρων είναι μικρότερη.Η φθορά της βούρτσας δεν αποτελεί πρόβλημα με τους κινητήρες επαγωγής AC, ενώ οι μονάδες μεταβλητής συχνότητας (VFDS) παρέχουν μια χρήσιμη επιλογή για εφαρμογές άνω του 1 HP, όπως ανεμιστήρες και άντληση, που μπορεί να αυξήσει την απόδοση.Η επιλογή ενός τύπου κίνησης για τη λειτουργία ενός βιομηχανικού κινητήρα μπορεί να προσθέσει κάποια επίγνωση θέσης.Ένας κωδικοποιητής μπορεί να προστεθεί στον κινητήρα, εάν το απαιτεί η εφαρμογή, και μπορεί να καθοριστεί μια μονάδα δίσκου που θα χρησιμοποιεί ανατροφοδότηση κωδικοποιητή.Ως αποτέλεσμα, αυτή η ρύθμιση μπορεί να παρέχει ταχύτητες παρόμοιες με τον σερβομηχανισμό.

3. Χρειάζεστε έλεγχο θέσης;

Ο έλεγχος της σφιχτής θέσης επιτυγχάνεται με τη συνεχή επαλήθευση της θέσης του κινητήρα καθώς κινείται.Εφαρμογές όπως η τοποθέτηση γραμμικών ηλεκτροκινητήρων μπορούν να χρησιμοποιούν βηματικούς κινητήρες με ή χωρίς ανάδραση ή σερβοκινητήρες με εγγενή ανάδραση.Το stepper κινείται με ακρίβεια σε μια θέση με μέτρια ταχύτητα και στη συνέχεια κρατά αυτή τη θέση.Το σύστημα stepper ανοιχτού βρόχου παρέχει ισχυρό έλεγχο θέσης εάν έχει το σωστό μέγεθος.Όταν δεν υπάρχει ανάδραση, το stepper θα μετακινήσει τον ακριβή αριθμό των βημάτων, εκτός εάν συναντήσει διακοπή φορτίου πέρα ​​από την χωρητικότητά του.Καθώς η ταχύτητα και η δυναμική της εφαρμογής αυξάνονται, ο βηματικός έλεγχος ανοιχτού βρόχου ενδέχεται να μην ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις του συστήματος, το οποίο απαιτεί αναβάθμιση σε σύστημα stepper ή σερβοκινητήρα με ανάδραση.Ένα σύστημα κλειστού βρόχου παρέχει ακριβή προφίλ κίνησης υψηλής ταχύτητας και ακριβή έλεγχο θέσης.Τα συστήματα σερβομηχανισμού παρέχουν υψηλότερες ροπές από τα stepper σε υψηλές ταχύτητες και επίσης λειτουργούν καλύτερα σε υψηλά δυναμικά φορτία ή σύνθετες εφαρμογές κίνησης.Για κίνηση υψηλής απόδοσης με υπέρβαση χαμηλής θέσης, η ανακλώμενη αδράνεια φορτίου πρέπει να ταιριάζει όσο το δυνατόν περισσότερο με την αδράνεια του σερβοκινητήρα.Σε ορισμένες εφαρμογές, μια αναντιστοιχία έως και 10:1 αρκεί, αλλά η αντιστοιχία 1:1 είναι η βέλτιστη.Η μείωση του κιβωτίου ταχυτήτων είναι ένας καλός τρόπος για να λυθεί το πρόβλημα ασυμφωνίας αδράνειας, επειδή η αδράνεια του ανακλώμενου φορτίου μειώνεται κατά το τετράγωνο της σχέσης μετάδοσης, αλλά η αδράνεια του κιβωτίου ταχυτήτων πρέπει να λαμβάνεται υπόψη στον υπολογισμό.