Como elixir un motor de automatización industrial?

Hai catro tipos de cargas de motores de automatización industrial:

1, Cabaleiros de potencia axustables e par constante: As aplicacións de potencia variable e par constante inclúen transportadores, grúas e bombas de engrenaxes. Nestas aplicacións, o par é constante porque a carga é constante. A potencia requirida pode variar dependendo da aplicación, o que fai que os motores de CA e CC de velocidade constante sexan unha boa opción.

2, Par variable e potencia constante: Un exemplo de aplicacións de par variable e potencia constante é o rebobinado de papel por máquina. A velocidade do material permanece igual, o que significa que a potencia non cambia. Non obstante, a medida que aumenta o diámetro do rolo, a carga cambia. En sistemas pequenos, esta é unha boa aplicación para motores de corrente continua ou servomotores. A enerxía rexenerativa tamén é unha preocupación e debe terse en conta ao determinar o tamaño dun motor industrial ou ao seleccionar un método de control de enerxía. Os motores de corrente alterna con codificadores, control de bucle pechado e accionamentos de cuadrante completo poden beneficiar os sistemas máis grandes.

3, potencia e par axustables: os ventiladores, as bombas centrífugas e os axitadores necesitan potencia e par variables. A medida que aumenta a velocidade dun motor industrial, a saída da carga tamén aumenta coa potencia e o par necesarios. Estes tipos de cargas son onde comeza a discusión sobre a eficiencia do motor, cos inversores que cargan motores de CA mediante accionamentos de velocidade variable (VSD).

4, control de posición ou control de par: aplicacións como os accionamentos lineais, que requiren movemento preciso a varias posicións, requiren control de posición ou de par axustado e, a miúdo, requiren retroalimentación para verificar a posición correcta do motor. Os servomotores ou os motores paso a paso son a mellor opción para estas aplicacións, pero os motores de CC con retroalimentación ou os motores de CA cargados por inversor con codificadores úsanse habitualmente en liñas de produción de aceiro ou papel e aplicacións similares.

Diferentes tipos de motores industriais

Aínda que existen máis de 36 tipos de motores CA/CC que se usan en aplicacións industriais, existen moitos tipos de motores, pero hai unha gran superposición nas aplicacións industriais e o mercado presionou para simplificar a selección de motores. Isto reduce a elección práctica de motores na maioría das aplicacións. Os seis tipos de motores máis comúns, axeitados para a gran maioría das aplicacións, son os motores CC sen escobillas e con escobillas, os motores CA de gaiola de esquío e de rotor de enrolamento, os servomotores e os motores paso a paso. Estes tipos de motores son axeitados para a gran maioría das aplicacións, mentres que outros tipos se usan só para aplicacións especiais.

Tres tipos principais de aplicacións de motores industriais

As tres aplicacións principais dos motores industriais son a velocidade constante, a velocidade variable e o control de posición (ou par). As diferentes situacións de automatización industrial requiren diferentes aplicacións e problemas, así como os seus propios conxuntos de problemas. Por exemplo, se a velocidade máxima é menor que a velocidade de referencia do motor, requírese unha caixa de cambios. Isto tamén permite que un motor máis pequeno funcione a unha velocidade máis eficiente. Aínda que existe unha gran cantidade de información en liña sobre como determinar o tamaño dun motor, hai moitos factores que os usuarios deben ter en conta porque hai moitos detalles a ter en conta. O cálculo da inercia da carga, o par e a velocidade require que o usuario comprenda parámetros como a masa total e o tamaño (radio) da carga, así como a fricción, a perda da caixa de cambios e o ciclo da máquina. Tamén se deben ter en conta os cambios na carga, a velocidade de aceleración ou desaceleración e o ciclo de traballo da aplicación, se non, os motores industriais poden sobrequecerse. Os motores de indución de CA son unha opción popular para aplicacións de movemento rotatorio industrial. Despois da selección e o tamaño do tipo de motor, os usuarios tamén deben ter en conta os factores ambientais e os tipos de carcasa do motor, como as aplicacións de lavado de carcasas de aceiro inoxidable e de marco aberto.

Como elixir un motor industrial

Tres problemas principais na selección de motores industriais

1. Aplicacións de velocidade constante?

En aplicacións de velocidade constante, o motor normalmente funciona a unha velocidade similar con pouca ou ningunha consideración para as rampas de aceleración e desaceleración. Este tipo de aplicación normalmente funciona usando controis de acendido/apagado de liña completa. O circuíto de control adoita consistir nun fusible de circuíto derivado cun contactor, un arrancador de motor industrial de sobrecarga e un controlador de motor manual ou un arrancador suave. Tanto os motores de CA como os de CC son axeitados para aplicacións de velocidade constante. Os motores de CC ofrecen o par máximo a velocidade cero e teñen unha gran base de montaxe. Os motores de CA tamén son unha boa opción porque teñen un factor de potencia elevado e requiren pouco mantemento. Pola contra, as características de alto rendemento dun servo ou motor paso a paso consideraríanse excesivas para unha aplicación sinxela.

2. Aplicación de velocidade variable?

As aplicacións de velocidade variable adoitan requirir velocidade compacta e variacións de velocidade, así como rampas de aceleración e desaceleración definidas. Nas aplicacións prácticas, a redución da velocidade dos motores industriais, como ventiladores e bombas centrífugas, adoita facerse para mellorar a eficiencia axustando o consumo de enerxía á carga, en lugar de funcionar a velocidade máxima e estrangulando ou suprimindo a saída. Isto é moi importante a ter en conta para aplicacións de transporte como as liñas de envasado. A combinación de motores de CA e VFDS úsase amplamente para aumentar a eficiencia e funciona ben nunha variedade de aplicacións de velocidade variable. Tanto os motores de CA como os de CC con accionamentos axeitados funcionan ben en aplicacións de velocidade variable. Os motores de CC e as configuracións de accionamento foron durante moito tempo a única opción para os motores de velocidade variable, e os seus compoñentes foron desenvolvidos e probados. Mesmo agora, os motores de CC son populares en aplicacións de velocidade variable e potencia fraccionaria e útiles en aplicacións de baixa velocidade porque poden proporcionar un par completo a baixas velocidades e un par constante a varias velocidades do motor industrial. Non obstante, o mantemento dos motores de CC é un problema a ter en conta, xa que moitos requiren conmutación con escobillas e desgastanse debido ao contacto con pezas móbiles. Os motores de CC sen escobillas eliminan este problema, pero son máis caros a primeira vista e a gama de motores industriais dispoñibles é menor. O desgaste das escobillas non é un problema cos motores de indución de CA, mentres que os accionamentos de frecuencia variable (VFDS) ofrecen unha opción útil para aplicacións que superan 1 CV, como ventiladores e bombeos, que poden aumentar a eficiencia. A elección dun tipo de accionamento para facer funcionar un motor industrial pode engadir algo de coñecemento da posición. Pódese engadir un codificador ao motor se a aplicación o require e pódese especificar un accionamento para usar a retroalimentación do codificador. Como resultado, esta configuración pode proporcionar velocidades similares ás dos servomotores.

3. Necesitas control de posición?

Un control preciso da posición conséguese verificando constantemente a posición do motor mentres se move. Aplicacións como o posicionamento de accionamentos lineais poden usar motores paso a paso con ou sen retroalimentación ou servomotores con retroalimentación inherente. O motor paso a paso móvese con precisión a unha posición a unha velocidade moderada e logo mantén esa posición. O sistema de motor paso a paso en bucle aberto proporciona un potente control de posición se se dimensiona correctamente. Cando non hai retroalimentación, o motor paso a paso moverase o número exacto de pasos a menos que atope unha interrupción da carga máis alá da súa capacidade. A medida que aumentan a velocidade e a dinámica da aplicación, o control do motor paso a paso en bucle aberto pode non cumprir os requisitos do sistema, o que require a actualización a un sistema de motor paso a paso ou servo con retroalimentación. Un sistema de bucle pechado proporciona perfís de movemento precisos e de alta velocidade e un control de posición preciso. Os sistemas servo proporcionan pares máis altos que os motores paso a altas velocidades e tamén funcionan mellor en cargas dinámicas elevadas ou aplicacións de movemento complexas. Para un movemento de alto rendemento con baixa sobrecarga de posición, a inercia da carga reflectida debe coincidir coa inercia do servomotor tanto como sexa posible. Nalgunhas aplicacións, unha desaxuste de ata 10:1 é suficiente, pero unha coincidencia de 1:1 é óptima. A redución de engrenaxes é unha boa maneira de resolver o problema de desaxuste de inercia, porque a inercia da carga reflectida redúcese ao cadrado da relación de transmisión, pero a inercia da caixa de cambios debe terse en conta no cálculo.