Er zijn vier soorten motorbelastingen voor industriële automatisering:
1, Instelbaar vermogen en constant koppel: Toepassingen met variabel vermogen en constant koppel omvatten transportbanden, kranen en tandwielpompen.Bij deze toepassingen is het koppel constant omdat de belasting constant is.Het vereiste vermogen kan variëren afhankelijk van de toepassing, waardoor AC- en DC-motoren met constant toerental een goede keuze zijn.
2, Variabel koppel en constant vermogen: Een voorbeeld van toepassingen met variabel koppel en constant vermogen is het machinaal terugspoelen van papier.De snelheid van het materiaal blijft hetzelfde, waardoor het aantal pk's niet verandert.Naarmate de diameter van de rol echter toeneemt, verandert de belasting.In kleine systemen is dit een goede toepassing voor DC-motoren of servomotoren.Regeneratieve energie is ook een punt van zorg en hiermee moet rekening worden gehouden bij het bepalen van de grootte van een industriële motor of het selecteren van een energiecontrolemethode.Ac-motoren met encoders, gesloten-lusregeling en volledig kwadrant-aandrijvingen kunnen grotere systemen ten goede komen.
3, instelbaar vermogen en koppel: ventilatoren, centrifugaalpompen en roerwerken hebben variabel vermogen en koppel nodig.Naarmate de snelheid van een industriële motor toeneemt, neemt ook het belastingsvermogen toe met het vereiste vermogen en koppel.Bij dit soort belastingen begint de discussie over motorefficiëntie, waarbij omvormers AC-motoren laden met behulp van frequentieregelaars (VSD's).
4, positieregeling of koppelregeling: toepassingen zoals lineaire aandrijvingen, die nauwkeurige beweging naar meerdere posities vereisen, een strakke positie- of koppelregeling vereisen en vaak feedback vereisen om de juiste motorpositie te verifiëren.Servo- of stappenmotoren zijn de beste keuze voor deze toepassingen, maar gelijkstroommotoren met feedback of wisselstroommotoren met encoders worden vaak gebruikt in staal- of papierproductielijnen en soortgelijke toepassingen.
Verschillende industriële motortypes
Hoewel er meer dan 36 soorten AC/DC-motoren worden gebruikt in industriële toepassingen.Hoewel er veel soorten motoren zijn, is er veel overlap in industriële toepassingen, en de markt heeft aangedrongen op het vereenvoudigen van de selectie van motoren.Dit beperkt de praktische keuze aan motoren in de meeste toepassingen.De zes meest voorkomende motortypen, geschikt voor de overgrote meerderheid van de toepassingen, zijn borstelloze en geborstelde gelijkstroommotoren, AC-eekhoornkooi- en wikkelrotormotoren, servo- en stappenmotoren.Deze motortypen zijn geschikt voor het overgrote deel van de toepassingen, terwijl andere typen alleen voor speciale toepassingen worden gebruikt.
Drie hoofdtypen industriële motortoepassingen
De drie belangrijkste toepassingen van industriële motoren zijn constante snelheid, variabele snelheid en positie- (of koppel) regeling.Verschillende industriële automatiseringssituaties vereisen verschillende toepassingen en problemen, evenals hun eigen probleemsets.Als het maximale toerental bijvoorbeeld lager is dan het referentietoerental van de motor, is een versnellingsbak vereist.Hierdoor kan een kleinere motor ook met een efficiëntere snelheid draaien.Hoewel er online een schat aan informatie te vinden is over het bepalen van de grootte van een motor, zijn er veel factoren waarmee gebruikers rekening moeten houden, omdat er veel details zijn waarmee rekening moet worden gehouden.Het berekenen van de traagheid, het koppel en de snelheid van de belasting vereist dat de gebruiker parameters begrijpt zoals de totale massa en grootte (radius) van de belasting, evenals wrijving, versnellingsbakverlies en machinecyclus.Er moet ook rekening worden gehouden met veranderingen in de belasting, de versnellings- of vertragingssnelheid en de werkcyclus van de toepassing, anders kunnen industriële motoren oververhit raken.Ac-inductiemotoren zijn een populaire keuze voor industriële draaibewegingstoepassingen.Na de keuze van het motortype en de grootte moeten gebruikers ook rekening houden met omgevingsfactoren en typen motorbehuizingen, zoals toepassingen voor het wassen van open frame- en roestvrijstalen behuizingen.
Hoe een industriële motor te selecteren
Drie hoofdproblemen bij de selectie van industriële motoren
1. Apps met constante snelheid?
Bij toepassingen met constante snelheid draait de motor doorgaans op een vergelijkbare snelheid, waarbij weinig of geen rekening wordt gehouden met versnellings- en vertragingshellingen.Dit type toepassing wordt doorgaans uitgevoerd met aan/uit-bedieningselementen over de volledige lijn.Het stuurcircuit bestaat meestal uit een aftakzekering met een schakelaar, een industriële motorstarter over overbelasting en een handmatige motorcontroller of softstarter.Zowel AC- als DC-motoren zijn geschikt voor toepassingen met constante snelheid.Gelijkstroommotoren bieden het volledige koppel bij nul toerental en hebben een grote montagebasis.Ac-motoren zijn ook een goede keuze omdat ze een hoge vermogensfactor hebben en weinig onderhoud vergen.Daarentegen zouden de hoge prestatiekenmerken van een servo- of stappenmotor voor een eenvoudige toepassing als buitensporig worden beschouwd.
2. App met variabele snelheid?
Toepassingen met variabele snelheid vereisen doorgaans compacte snelheids- en snelheidsvariaties, evenals gedefinieerde versnellings- en vertragingshellingen.In praktische toepassingen wordt het verlagen van de snelheid van industriële motoren, zoals ventilatoren en centrifugaalpompen, meestal gedaan om de efficiëntie te verbeteren door het energieverbruik af te stemmen op de belasting, in plaats van op volle snelheid te draaien en de output te smoren of te onderdrukken.Deze zijn erg belangrijk om te overwegen voor transporttoepassingen zoals bottellijnen.De combinatie van AC-motoren en VFDS wordt veel gebruikt om de efficiëntie te verhogen en werkt goed in een verscheidenheid aan toepassingen met variabele snelheid.Zowel AC- als DC-motoren met de juiste aandrijvingen werken goed in toepassingen met variabele snelheid.Gelijkstroommotoren en aandrijfconfiguraties zijn lange tijd de enige keuze geweest voor motoren met variabele snelheid, en hun componenten zijn ontwikkeld en bewezen.Zelfs nu nog zijn DC-motoren populair in toepassingen met variabele snelheid en fractionele pk's en nuttig in toepassingen met lage snelheid, omdat ze een volledig koppel kunnen leveren bij lage snelheden en een constant koppel bij verschillende industriële motorsnelheden.Het onderhoud van DC-motoren is echter een probleem om rekening mee te houden, omdat veel daarvan commutatie met borstels vereisen en verslijten als gevolg van contact met bewegende delen.Borstelloze DC-motoren elimineren dit probleem, maar ze zijn op voorhand duurder en het aanbod aan industriële motoren is kleiner.Borstelslijtage is geen probleem bij AC-inductiemotoren, terwijl aandrijvingen met variabele frequentie (VFDS) een nuttige optie bieden voor toepassingen van meer dan 1 pk, zoals ventilatoren en pompen, die de efficiëntie kunnen verhogen.Het kiezen van een type aandrijving om een industriële motor aan te drijven kan enig positiebewustzijn toevoegen.Er kan een encoder aan de motor worden toegevoegd als de toepassing dit vereist, en er kan een aandrijving worden gespecificeerd die gebruik maakt van encoderfeedback.Als gevolg hiervan kan deze opstelling servo-achtige snelheden opleveren.
3. Heeft u positiecontrole nodig?
Een strakke positiecontrole wordt bereikt door voortdurend de positie van de motor te verifiëren terwijl deze beweegt.Toepassingen zoals het positioneren van lineaire aandrijvingen kunnen stappenmotoren met of zonder feedback of servomotoren met inherente feedback gebruiken.De stepper beweegt met gematigde snelheid precies naar een positie en houdt die positie vervolgens vast.Steppersysteem met open lus biedt krachtige positiecontrole als het de juiste maat heeft.Als er geen feedback is, zal de stepper het exacte aantal stappen zetten, tenzij hij een belastingonderbreking tegenkomt die zijn capaciteit te boven gaat.Naarmate de snelheid en dynamiek van de toepassing toenemen, voldoet de open-lus-stappenregeling mogelijk niet aan de eisen van het systeem, waardoor een upgrade naar een stappen- of servomotorsysteem met feedback nodig is.Een gesloten-lussysteem zorgt voor nauwkeurige, snelle bewegingsprofielen en nauwkeurige positiecontrole.Servosystemen bieden hogere koppels dan steppers bij hoge snelheden en werken ook beter bij hoge dynamische belastingen of complexe bewegingstoepassingen.Voor beweging met hoge prestaties en weinig positieoverschrijding moet de gereflecteerde belastingtraagheid zoveel mogelijk overeenkomen met de traagheid van de servomotor.In sommige toepassingen is een mismatch van maximaal 10:1 voldoende, maar een 1:1-match is optimaal.Tandwielreductie is een goede manier om het probleem van de traagheidsmismatch op te lossen, omdat de traagheid van de gereflecteerde belasting afneemt met het kwadraat van de overbrengingsverhouding, maar bij de berekening moet rekening worden gehouden met de traagheid van de versnellingsbak.
Posttijd: 16 juni 2023