Kā izvēlēties rūpnieciskās automatizācijas motoru?

Ir četri rūpnieciskās automatizācijas motoru slodžu veidi:

1. Regulējama jauda un nemainīgs griezes moments: Mainīgas jaudas un nemainīga griezes momenta pielietojumi ietver konveijerus, celtņus un zobratu sūkņus. Šajos pielietojumos griezes moments ir nemainīgs, jo slodze ir nemainīga. Nepieciešamā jauda var atšķirties atkarībā no pielietojuma, tāpēc nemainīga ātruma maiņstrāvas un līdzstrāvas motori ir laba izvēle.

2. Mainīgs griezes moments un nemainīga jauda: Mainīga griezes momenta un nemainīgas jaudas pielietojuma piemērs ir papīra pārtīšana mašīnā. Materiāla ātrums paliek nemainīgs, kas nozīmē, ka jauda nemainās. Tomēr, palielinoties ruļļa diametram, mainās arī slodze. Mazās sistēmās tas ir labs pielietojums līdzstrāvas motoriem vai servomotoriem. Reģeneratīvā jauda ir arī svarīgs faktors, kas jāņem vērā, nosakot rūpnieciskā motora izmēru vai izvēloties enerģijas kontroles metodi. Lielākām sistēmām varētu būt izdevīgi izmantot maiņstrāvas motorus ar kodētājiem, slēgtas cilpas vadību un pilna kvadranta piedziņām.

3. regulējama jauda un griezes moments: ventilatoriem, centrbēdzes sūkņiem un maisītājiem ir nepieciešama mainīga jauda un griezes moments. Palielinoties rūpnieciskā motora ātrumam, palielinās arī slodzes jauda līdz ar nepieciešamo jaudu un griezes momentu. Šāda veida slodzes ir vieta, kur sākas diskusija par motora efektivitāti, invertoriem noslogojot maiņstrāvas motorus, izmantojot mainīga ātruma piedziņas (VSD).

4. pozīcijas kontrole vai griezes momenta kontrole: Lietojumi, piemēram, lineārie piedziņas mehānismi, kuriem nepieciešama precīza kustība uz vairākām pozīcijām, prasa stingru pozīcijas vai griezes momenta kontroli un bieži vien ir nepieciešama atgriezeniskā saite, lai pārbaudītu pareizo motora pozīciju. Šiem lietojumiem labākā izvēle ir servo vai soļu motori, taču tērauda vai papīra ražošanas līnijās un līdzīgos lietojumos parasti tiek izmantoti līdzstrāvas motori ar atgriezenisko saiti vai invertora noslogoti maiņstrāvas motori ar kodētājiem.

Dažādi rūpniecisko motoru veidi

Lai gan rūpnieciskos lietojumos tiek izmantoti vairāk nekā 36 maiņstrāvas/līdzstrāvas motoru veidi. Lai gan ir daudz motoru veidu, rūpnieciskajos lietojumos tie lielā mērā pārklājas, un tirgus ir spiests vienkāršot motoru izvēli. Tas sašaurina motoru praktisko izvēli lielākajā daļā lietojumu. Seši visizplatītākie motoru veidi, kas piemēroti lielākajai daļai lietojumu, ir bezsuku un suku līdzstrāvas motori, maiņstrāvas vāveres būra un tinumu rotora motori, servo un soļu motori. Šie motoru veidi ir piemēroti lielākajai daļai lietojumu, savukārt citi veidi tiek izmantoti tikai īpašiem lietojumiem.

Trīs galvenie rūpniecisko motoru pielietojumu veidi

Trīs galvenie rūpniecisko motoru pielietojumi ir nemainīga ātruma, mainīga ātruma un pozīcijas (vai griezes momenta) vadība. Dažādām rūpnieciskās automatizācijas situācijām ir nepieciešami dažādi pielietojumi un problēmas, kā arī savas problēmu kopas. Piemēram, ja maksimālais ātrums ir mazāks par motora atsauces ātrumu, ir nepieciešama pārnesumkārba. Tas arī ļauj mazākam motoram darboties ar efektīvāku ātrumu. Lai gan tiešsaistē ir daudz informācijas par to, kā noteikt motora izmēru, ir daudz faktoru, kas lietotājiem jāņem vērā, jo ir daudz detaļu, kas jāņem vērā. Slodzes inerces, griezes momenta un ātruma aprēķināšanai lietotājam ir jāsaprot tādi parametri kā slodzes kopējā masa un izmērs (rādiuss), kā arī berze, pārnesumkārbas zudumi un mašīnas cikls. Jāņem vērā arī slodzes izmaiņas, paātrinājuma vai palēninājuma ātrums un pielietojuma darba cikls, pretējā gadījumā rūpnieciskie motori var pārkarst. Maiņstrāvas indukcijas motori ir populāra izvēle rūpnieciskās rotācijas kustības pielietojumos. Pēc motora tipa un izmēra izvēles lietotājiem jāņem vērā arī vides faktori un motora korpusa veidi, piemēram, atvērta rāmja un nerūsējošā tērauda korpusa mazgāšanas pielietojumi.

Kā izvēlēties rūpniecisko motoru

Trīs galvenās rūpniecisko motoru izvēles problēmas

1. Lietotnes ar nemainīgu ātrumu?

Pastāvīga ātruma lietojumprogrammās motors parasti darbojas ar līdzīgu ātrumu, maz vai nemaz neņemot vērā paātrinājuma un palēninājuma rampas. Šāda veida lietojumprogrammās parasti tiek izmantotas pilnas līnijas ieslēgšanas/izslēgšanas vadības ierīces. Vadības ķēde parasti sastāv no atzara ķēdes drošinātāja ar kontaktoru, pārslodzes rūpnieciskā motora startera un manuāla motora regulatora vai mīkstā startera. Gan maiņstrāvas, gan līdzstrāvas motori ir piemēroti nemainīga ātruma lietojumprogrammām. Līdzstrāvas motori piedāvā pilnu griezes momentu pie nulles ātruma un tiem ir liela montāžas pamatne. Maiņstrāvas motori ir arī laba izvēle, jo tiem ir augsts jaudas koeficients un nepieciešama neliela apkope. Turpretī servo vai soļu motora augstās veiktspējas īpašības vienkāršai lietojumprogrammai tiktu uzskatītas par pārmērīgām.

2. Mainīga ātruma lietotne?

Mainīga ātruma lietojumprogrammām parasti ir nepieciešamas kompaktas ātruma un ātruma variācijas, kā arī definētas paātrinājuma un palēninājuma rampas. Praktiskos pielietojumos rūpniecisko motoru, piemēram, ventilatoru un centrbēdzes sūkņu, ātruma samazināšana parasti tiek veikta, lai uzlabotu efektivitāti, saskaņojot enerģijas patēriņu ar slodzi, nevis darbojoties ar pilnu ātrumu un droselējot vai samazinot jaudu. Tas ir ļoti svarīgi ņemt vērā transportēšanas lietojumprogrammās, piemēram, pudeļu pildīšanas līnijās. Maiņstrāvas motoru un frekvences pārveidotāja (VFDS) kombinācija tiek plaši izmantota, lai palielinātu efektivitāti, un tā labi darbojas dažādos mainīga ātruma lietojumprogrammās. Gan maiņstrāvas, gan līdzstrāvas motori ar atbilstošām piedziņām labi darbojas mainīga ātruma lietojumprogrammās. Līdzstrāvas motori un piedziņas konfigurācijas jau sen ir vienīgā izvēle mainīga ātruma motoriem, un to komponenti ir izstrādāti un pārbaudīti. Pat tagad līdzstrāvas motori ir populāri mainīga ātruma, daļējas jaudas lietojumprogrammās un noderīgi zema ātruma lietojumprogrammās, jo tie var nodrošināt pilnu griezes momentu pie zema ātruma un nemainīgu griezes momentu pie dažādiem rūpniecisko motoru ātrumiem. Tomēr līdzstrāvas motoru apkope ir jautājums, kas jāapsver, jo daudziem ir nepieciešama komutācija ar sukām, un tie nolietojas, saskaroties ar kustīgajām detaļām. Bezkontaktu līdzstrāvas motori novērš šo problēmu, taču tie ir dārgāki jau sākotnēji, un pieejamo rūpniecisko motoru klāsts ir mazāks. Suku nodilums nav problēma ar maiņstrāvas indukcijas motoriem, savukārt mainīgas frekvences piedziņas (VFDS) nodrošina noderīgu iespēju lietojumprogrammām, kas pārsniedz 1 ZS, piemēram, ventilatoriem un sūknēšanai, kas var palielināt efektivitāti. Izvēloties piedziņas veidu rūpnieciskā motora darbināšanai, var uzlabot pozīcijas izpratni. Ja lietojumprogramma to pieprasa, motoram var pievienot kodētāju, un var norādīt piedziņu, lai izmantotu kodētāja atgriezenisko saiti. Rezultātā šī iestatīšana var nodrošināt servomotoriem līdzīgus ātrumus.

3. Vai jums ir nepieciešama pozīcijas kontrole?

Precīza pozīcijas kontrole tiek panākta, pastāvīgi pārbaudot motora pozīciju tā kustības laikā. Tādos pielietojumos kā lineāro piedziņu pozicionēšana var izmantot soļu motorus ar vai bez atgriezeniskās saites vai servo motorus ar iebūvētu atgriezenisko saiti. Soļu dzinējs precīzi pārvietojas uz pozīciju ar mērenu ātrumu un pēc tam notur šo pozīciju. Atvērtās cilpas soļu dzinēja sistēma nodrošina jaudīgu pozīcijas kontroli, ja tā ir pareizi izmērīta. Ja atgriezeniskās saites nav, soļu dzinējs veiks precīzu soļu skaitu, ja vien tas nesaskaras ar slodzes pārtraukumu, kas pārsniedz tā kapacitāti. Palielinoties lietojumprogrammas ātrumam un dinamikai, atvērtās cilpas soļu dzinēja vadība var neatbilst sistēmas prasībām, kas prasa jaunināšanu uz soļu dzinēja vai servo motora sistēmu ar atgriezenisko saiti. Slēgtās cilpas sistēma nodrošina precīzus, ātrgaitas kustības profilus un precīzu pozīcijas kontroli. Servo sistēmas nodrošina lielākus griezes momentus nekā soļu dzinēji pie liela ātruma un arī labāk darbojas lielas dinamiskās slodzes vai sarežģītu kustību pielietojumos. Augstas veiktspējas kustībai ar zemu pozīcijas pārsniegumu atstarotajai slodzes inercei pēc iespējas jāatbilst servo motora inercei. Dažos pielietojumos pietiek ar neatbilstību līdz 10:1, bet optimāla ir atbilstība 1:1. Pārnesumu samazināšana ir labs veids, kā atrisināt inerces neatbilstības problēmu, jo atstarotās slodzes inerci samazina pārnesuma attiecības kvadrāts, bet aprēķinā jāņem vērā pārnesumkārbas inerce.