Tööstusautomaatika mootorite koormusi on nelja tüüpi:
1, reguleeritavad hobujõud ja püsiv pöördemoment: muutuva hobujõu ja püsiva pöördemomendi rakendused hõlmavad konveiereid, kraanasid ja hammasrataspumpasid. Nendes rakendustes on pöördemoment konstantne, kuna koormus on konstantne. Vajalik hobujõud võib olenevalt rakendusest erineda, mistõttu on konstantse kiirusega vahelduv- ja alalisvoolumootorid hea valik.
2, muutuv pöördemoment ja konstantne hobujõud: Muutuva pöördemomendi ja konstantse hobujõuga rakenduste näide on masinpaberi tagasikerimine. Materjali kiirus jääb samaks, mis tähendab, et hobujõud ei muutu. Kui aga rulli läbimõõt suureneb, siis koormus muutub. Väikestes süsteemides on see hea rakendus alalisvoolumootoritele või servomootoritele. Samuti on muret tekitav taastuvenergia ja seda tuleks arvestada tööstusliku mootori suuruse määramisel või energia reguleerimise meetodi valimisel. Kodeerijate, suletud ahela juhtimise ja täiskvadrandiga ajamiga vahelduvvoolumootorid võivad kasu saada suurematele süsteemidele.
3, reguleeritav hobujõud ja pöördemoment: ventilaatorid, tsentrifugaalpumbad ja segistid vajavad muutuvat hobujõudu ja pöördemomenti. Tööstusliku mootori kiiruse kasvades suureneb ka koormuse väljund vajaliku hobujõu ja pöördemomendiga. Seda tüüpi koormuste puhul algab arutelu mootori efektiivsuse kohta, kusjuures inverterid laadivad vahelduvvoolumootoreid, kasutades muutuva kiirusega ajameid (VSD).
4, positsiooni juhtimine või pöördemomendi juhtimine: sellised rakendused nagu lineaarsed ajamid, mis nõuavad täpset liikumist mitmesse asendisse, nõuavad tihedat asendit või pöördemomendi juhtimist ja sageli vajavad tagasisidet mootori õige asendi kontrollimiseks. Servo- või samm-mootorid on nende rakenduste jaoks parim valik, kuid tagasisidega alalisvoolumootoreid või kodeerijatega vahelduvvoolumootoreid kasutatakse tavaliselt terase- või paberitootmisliinides ja sarnastes rakendustes.
Erinevat tüüpi tööstuslikud mootorid
Kuigi tööstuslikes rakendustes kasutatakse enam kui 36 tüüpi vahelduv- ja alalisvoolumootoreid. Kuigi mootoreid on mitut tüüpi, on tööstuslikes rakendustes palju kattumist ja turg on sundinud mootorite valikut lihtsustama. See kitsendab mootorite praktilist valikut enamikus rakendustes. Kuus kõige levinumat mootoritüüpi, mis sobivad enamiku rakenduste jaoks, on harjadeta ja harjatud alalisvoolumootorid, vahelduvvoolu-orava- ja mähisrootori mootorid, servo- ja samm-mootorid. Need mootoritüübid sobivad enamiku rakenduste jaoks, samas kui teisi tüüpe kasutatakse ainult erirakendustes.
Tööstuslike mootorite kolm peamist tüüpi rakendusi
Tööstuslike mootorite kolm peamist rakendust on konstantse kiiruse, muutuva kiiruse ja asendi (või pöördemomendi) juhtimine. Erinevad tööstuse automatiseerimise olukorrad nõuavad erinevaid rakendusi ja probleeme ning ka oma probleemikogumeid. Näiteks kui maksimaalne kiirus on väiksem kui mootori võrdluskiirus, on vaja käigukasti. See võimaldab ka väiksemal mootoril töötada tõhusamal kiirusel. Kuigi võrgus on palju teavet mootori suuruse määramise kohta, peavad kasutajad arvestama paljude teguritega, kuna arvesse tuleb võtta palju üksikasju. Koormuse inertsi, pöördemomendi ja kiiruse arvutamine nõuab, et kasutaja mõistaks selliseid parameetreid nagu koormuse kogumass ja suurus (raadius), samuti hõõrdumine, käigukasti kadu ja masina töötsükkel. Arvestada tuleb ka koormuse, kiirenduse või aeglustamise kiiruse ja töötsükli muutustega, vastasel juhul võivad tööstuslikud mootorid üle kuumeneda. Vahelduvvoolu asünkroonmootorid on populaarne valik tööstuslikes pöörlevates rakendustes. Pärast mootoritüübi ja suuruse valimist peavad kasutajad arvesse võtma ka keskkonnategureid ja mootori korpuse tüüpe, nagu avatud raam ja roostevabast terasest korpuse pesemine.
Kuidas valida tööstusmootorit
Tööstusliku mootori valiku kolm peamist probleemi
1. Püsikiirusega rakendused?
Konstantse kiirusega rakendustes töötab mootor tavaliselt sarnasel kiirusel, ilma kiirendus- ja aeglustusrampidega vähe või üldse mitte arvestamata. Seda tüüpi rakendus töötab tavaliselt täisrea sisse- ja väljalülitusnuppude abil. Juhtahel koosneb tavaliselt kontaktoriga haruahela kaitsmest, tööstusliku mootori ülekoormuskäivitist ja manuaalsest mootorikontrollerist või pehmekäivitist. Nii vahelduv- kui alalisvoolumootorid sobivad konstantse kiirusega rakendusteks. Alalisvoolumootorid pakuvad täispöördemomenti nullkiirusel ja neil on suur paigaldusalus. Vahelduvvoolumootorid on samuti hea valik, kuna neil on kõrge võimsustegur ja need nõuavad vähe hooldust. Seevastu servo- või samm-mootori kõrgeid jõudlusomadusi peetakse lihtsa rakenduse jaoks ülemääraseks.
2. Muutuva kiirusega rakendus?
Muutuva kiirusega rakendused nõuavad tavaliselt kompaktseid kiiruse ja kiiruse variatsioone, samuti määratletud kiirendus- ja aeglustusrampe. Praktilistes rakendustes vähendatakse tööstuslike mootorite (nt ventilaatorid ja tsentrifugaalpumbad) kiirust tavaliselt tõhususe suurendamiseks, sobitades energiatarbimist koormusega, selle asemel, et töötada täiskiirusel ning drossel või väljundvõimsust alla suruda. Neid rakendusi, nagu villimisliinid, on väga oluline arvestada. Vahelduvvoolumootorite ja VFDS-i kombinatsiooni kasutatakse laialdaselt tõhususe suurendamiseks ja see töötab hästi mitmesugustes muutuva kiirusega rakendustes. Sobivate ajamiga vahelduv- ja alalisvoolumootorid töötavad hästi muutuva kiirusega rakendustes. Alalisvoolumootorid ja ajami konfiguratsioonid on pikka aega olnud muutuva kiirusega mootorite jaoks ainsaks valikuks ning nende komponendid on välja töötatud ja end tõestanud. Isegi praegu on alalisvoolumootorid populaarsed muutuva kiirusega, murdosa hobujõulistes rakendustes ja kasulikud madalatel kiirustel, kuna need suudavad pakkuda täispöördemomenti madalatel kiirustel ja konstantset pöördemomenti erinevatel tööstuslike mootorite kiirustel. Alalisvoolumootorite hooldus on siiski probleem, mida tuleb kaaluda, kuna paljud nõuavad kommuteerimist harjadega ja kuluvad liikuvate osadega kokkupuute tõttu. Harjadeta alalisvoolumootorid kõrvaldavad selle probleemi, kuid need on algusest kallimad ja saadaolevate tööstuslike mootorite valik on väiksem. Pintsli kulumine ei ole vahelduvvoolu asünkroonmootorite puhul probleem, samas kui muutuva sagedusega ajamid (VFDS) pakuvad kasulikku valikut rakendustele, mille võimsus ületab 1 HP, nagu ventilaatorid ja pumpamine, mis võivad tõhusust suurendada. Tööstusliku mootori käitamiseks ajami tüübi valimine võib suurendada asukohateadlikkust. Mootorile saab lisada kooderi, kui rakendus seda nõuab, ja ajamit saab määrata kodeerija tagasiside kasutamiseks. Selle tulemusel võib see seadistus pakkuda servo-sarnaseid kiirusi.
3. Kas vajate positsioonikontrolli?
Tihe asendikontroll saavutatakse mootori asendi pideva kontrollimisega selle liikumise ajal. Sellised rakendused nagu lineaarsete ajamite positsioneerimine võivad kasutada samm-mootoreid koos tagasisidega või ilma või omase tagasisidega servomootoreid. Stepper liigub mõõduka kiirusega täpselt asendisse ja hoiab siis seda asendit. Avatud ahelaga samm-süsteem tagab õige suuruse korral võimsa positsioonikontrolli. Kui tagasisidet pole, liigub stepper täpse arvu samme, välja arvatud juhul, kui tal tekib koormuse katkestus, mis ületab oma võimekust. Rakenduse kiiruse ja dünaamika kasvades ei pruugi avatud ahelaga samm-juhtimine vastata süsteemi nõuetele, mistõttu on vaja uuendada tagasisidega samm- või servomootorsüsteemiks. Suletud ahelaga süsteem tagab täpsed, kiired liikumisprofiilid ja täpse asendikontrolli. Servosüsteemid pakuvad suuremat pöördemomenti kui stepperid suurtel kiirustel ja töötavad paremini ka suurte dünaamiliste koormuste või keerukate liikumisrakenduste korral. Suure jõudlusega liikumise ja madala asendi ületamise korral peaks peegeldunud koormuse inerts vastama nii palju kui võimalik servomootori inertsile. Mõnes rakenduses piisab kuni 10:1 mittevastavusest, kuid optimaalne on suhe 1:1. Käigu vähendamine on hea viis inertsi ebakõla probleemi lahendamiseks, sest peegeldunud koormuse inerts langeb ülekandearvu ruudu võrra, kuid arvutamisel tuleb arvestada käigukasti inertsiga.
Postitusaeg: 16. juuni 2023