چگونه موتور اتوماسیون صنعتی را انتخاب کنیم؟

چهار نوع بار موتور اتوماسیون صنعتی وجود دارد:

1، اسب بخار قابل تنظیم و گشتاور ثابت: کاربردهای اسب بخار متغیر و گشتاور ثابت شامل نوار نقاله ها، جرثقیل ها و پمپ های دنده ای است. در این کاربردها گشتاور ثابت است زیرا بار ثابت است. اسب بخار مورد نیاز ممکن است بسته به کاربرد متفاوت باشد، که باعث می شود موتورهای AC و DC با سرعت ثابت انتخاب خوبی باشند.

2، گشتاور متغیر و اسب بخار ثابت: نمونه ای از کاربردهای گشتاور متغیر و اسب بخار ثابت، کاغذ چرخاندن ماشین به عقب است. سرعت مواد ثابت می ماند، یعنی اسب بخار تغییر نمی کند. با این حال، با افزایش قطر رول، بار تغییر می کند. در سیستم های کوچک، این یک کاربرد خوب برای موتورهای DC یا موتورهای سروو است. توان احیا کننده نیز یک نگرانی است و باید هنگام تعیین اندازه یک موتور صنعتی یا انتخاب روش کنترل انرژی مورد توجه قرار گیرد. موتورهای ac با رمزگذارها، کنترل حلقه بسته و درایوهای ربع کامل ممکن است برای سیستم‌های بزرگتر مفید باشند.

3، اسب بخار و گشتاور قابل تنظیم: فن ها، پمپ های گریز از مرکز و همزن ها به اسب بخار و گشتاور متغیر نیاز دارند. با افزایش سرعت یک موتور صنعتی، خروجی بار نیز با اسب بخار و گشتاور مورد نیاز افزایش می یابد. این نوع بارها جایی هستند که بحث راندمان موتور شروع می شود، با اینورترها که موتورهای AC را با استفاده از درایوهای سرعت متغیر (VSD) بارگذاری می کنند.

4، کنترل موقعیت یا کنترل گشتاور: کاربردهایی مانند درایوهای خطی، که به حرکت دقیق در موقعیت های مختلف نیاز دارند، به موقعیت محکم یا کنترل گشتاور نیاز دارند و اغلب برای تأیید موقعیت صحیح موتور به بازخورد نیاز دارند. موتورهای سروو یا پله ای بهترین انتخاب برای این کاربردها هستند، اما موتورهای DC با فیدبک یا موتورهای AC بارگذاری شده با اینورتر با رمزگذار معمولاً در خطوط تولید فولاد یا کاغذ و کاربردهای مشابه استفاده می شوند.

انواع موتورهای صنعتی

اگرچه بیش از 36 نوع موتور AC/DC در کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. اگرچه انواع مختلفی از موتورها وجود دارد، اما همپوشانی زیادی در کاربردهای صنعتی وجود دارد و بازار برای ساده کردن انتخاب موتورها تلاش کرده است. این انتخاب عملی موتورها را در بیشتر کاربردها محدود می کند. شش نوع متداول موتور که برای اکثر کاربردها مناسب است عبارتند از: موتورهای DC بدون جاروبک و برس دار، موتورهای روتور سیم پیچی AC و موتورهای سروو و استپر. این نوع موتورها برای اکثریت قریب به اتفاق کاربردها مناسب هستند، در حالی که انواع دیگر فقط برای کاربردهای خاص استفاده می شوند.

سه نوع اصلی از کاربردهای موتور صنعتی

سه کاربرد اصلی موتورهای صنعتی عبارتند از: سرعت ثابت، سرعت متغیر و کنترل موقعیت (یا گشتاور). موقعیت های مختلف اتوماسیون صنعتی به برنامه ها و مشکلات متفاوت و همچنین مجموعه مشکلات خاص خود نیاز دارند. به عنوان مثال، اگر حداکثر سرعت کمتر از سرعت مرجع موتور باشد، یک گیربکس مورد نیاز است. این همچنین به یک موتور کوچکتر اجازه می دهد تا با سرعت کارآمدتری کار کند. در حالی که اطلاعات زیادی در مورد نحوه تعیین اندازه موتور به صورت آنلاین وجود دارد، عوامل زیادی وجود دارد که کاربران باید در نظر بگیرند زیرا جزئیات زیادی وجود دارد که باید در نظر گرفته شوند. محاسبه اینرسی، گشتاور و سرعت بار، نیازمند درک پارامترهایی مانند جرم کل و اندازه (شعاع) بار و همچنین اصطکاک، تلفات گیربکس و چرخه ماشین است. تغییرات بار، سرعت شتاب یا کاهش سرعت، و چرخه کارکرد نیز باید در نظر گرفته شود، در غیر این صورت ممکن است موتورهای صنعتی بیش از حد گرم شوند. موتورهای القایی AC یک انتخاب محبوب برای کاربردهای حرکت چرخشی صنعتی هستند. پس از انتخاب نوع موتور و اندازه، کاربران همچنین باید عوامل محیطی و انواع محفظه موتور، مانند برنامه های شستشوی محفظه قاب باز و فولاد ضد زنگ را در نظر بگیرند.

نحوه انتخاب موتور صنعتی

سه مشکل اصلی انتخاب موتور صنعتی

1. برنامه های سرعت ثابت؟

در کاربردهای با سرعت ثابت، موتور معمولاً با سرعت مشابهی کار می‌کند و به رمپ‌های شتاب و کاهش سرعت توجه چندانی نمی‌کند. این نوع برنامه معمولاً با استفاده از کنترل‌های روشن/خاموش تمام خط اجرا می‌شود. مدار کنترل معمولاً از یک فیوز مدار انشعاب با یک کنتاکتور، یک استارت موتور صنعتی اضافه بار و یک کنترل کننده موتور دستی یا سافت استارتر تشکیل شده است. هر دو موتور AC و DC برای کاربردهای سرعت ثابت مناسب هستند. موتورهای DC گشتاور کامل را در سرعت صفر ارائه می دهند و پایه نصب بزرگی دارند. موتورهای Ac نیز انتخاب خوبی هستند زیرا ضریب توان بالایی دارند و نیاز به نگهداری کمی دارند. در مقابل، ویژگی های عملکرد بالای یک موتور سروو یا پله ای برای یک کاربرد ساده بیش از حد در نظر گرفته می شود.

2. برنامه سرعت متغیر؟

کاربردهای سرعت متغیر معمولاً به تغییرات سرعت و سرعت فشرده و همچنین رمپ‌های شتاب و کاهش سرعت معین نیاز دارند. در کاربردهای عملی، کاهش سرعت موتورهای صنعتی مانند فن‌ها و پمپ‌های گریز از مرکز، معمولاً برای بهبود بازده از طریق تطبیق توان مصرفی با بار انجام می‌شود، نه اینکه با سرعت کامل کار کنند و خروجی را کاهش دهند. در نظر گرفتن این موارد برای انتقال کاربردهایی مانند خطوط بطری بسیار مهم است. ترکیب موتورهای AC و VFDS به طور گسترده برای افزایش کارایی استفاده می شود و در انواع برنامه های کاربردی سرعت متغیر به خوبی عمل می کند. هر دو موتور AC و DC با درایوهای مناسب در کاربردهای سرعت متغیر به خوبی کار می کنند. موتورهای Dc و پیکربندی درایوها مدتهاست که تنها انتخاب موتورهای با سرعت متغیر بوده و اجزای آنها توسعه یافته و به اثبات رسیده است. حتی در حال حاضر، موتورهای DC در کاربردهای سرعت متغیر، اسب بخار کسری و در کاربردهای سرعت پایین بسیار محبوب هستند زیرا می توانند گشتاور کامل را در سرعت های پایین و گشتاور ثابت را در سرعت های مختلف موتور صنعتی ارائه دهند. با این حال، تعمیر و نگهداری موتورهای DC موضوعی است که باید در نظر گرفته شود، زیرا بسیاری از آنها نیاز به کموتاسیون با برس دارند و به دلیل تماس با قطعات متحرک فرسوده می شوند. موتورهای بدون جاروبک DC این مشکل را برطرف می‌کنند، اما در جلو گران‌تر هستند و طیف موتورهای صنعتی موجود کمتر است. سایش برس در موتورهای القایی AC مشکلی ندارد، در حالی که درایوهای فرکانس متغیر (VFDS) گزینه مفیدی برای کاربردهای بیش از 1 اسب بخار، مانند فن ها و پمپاژ هستند که می تواند کارایی را افزایش دهد. انتخاب نوع درایو برای راه اندازی یک موتور صنعتی می تواند آگاهی از موقعیت را افزایش دهد. در صورت نیاز برنامه می‌توان یک رمزگذار به موتور اضافه کرد و می‌توان درایوی را برای استفاده از بازخورد رمزگذار تعیین کرد. در نتیجه، این راه‌اندازی می‌تواند سرعت‌هایی شبیه به سروو ارائه دهد.

3. آیا به کنترل موقعیت نیاز دارید؟

کنترل موقعیت محکم با بررسی مداوم موقعیت موتور در حین حرکت به دست می آید. کاربردهایی مانند تعیین موقعیت درایوهای خطی می توانند از موتورهای پله ای با یا بدون فیدبک یا موتورهای سروو با بازخورد ذاتی استفاده کنند. استپر دقیقاً به سمت یک موقعیت با سرعت متوسط ​​حرکت می کند و سپس آن موقعیت را حفظ می کند. سیستم پله ای حلقه باز کنترل موقعیت قدرتمندی را در صورت اندازه گیری مناسب فراهم می کند. هنگامی که هیچ بازخوردی وجود ندارد، استپر تعداد دقیق مراحل را جابه‌جا می‌کند، مگر اینکه با وقفه بار بیش از ظرفیت خود مواجه شود. با افزایش سرعت و پویایی برنامه، کنترل پله حلقه باز ممکن است الزامات سیستم را برآورده نکند، که نیاز به ارتقاء به یک سیستم استپر یا سروو موتور با بازخورد دارد. یک سیستم حلقه بسته پروفایل های حرکتی دقیق و با سرعت بالا و کنترل موقعیت دقیق را ارائه می دهد. سیستم‌های سروو در سرعت‌های بالا گشتاور بالاتری نسبت به استپرها ارائه می‌کنند و همچنین در بارهای دینامیکی بالا یا برنامه‌های حرکتی پیچیده بهتر عمل می‌کنند. برای حرکت با عملکرد بالا با بیش از حد موقعیت کم، اینرسی بار بازتابی باید تا حد امکان با اینرسی موتور سروو مطابقت داشته باشد. در برخی از کاربردها، عدم تطابق تا 10:1 کافی است، اما تطابق 1:1 بهینه است. کاهش دنده راه خوبی برای حل مشکل عدم تطابق اینرسی است، زیرا اینرسی بار منعکس شده با مجذور نسبت انتقال کاهش می یابد، اما اینرسی گیربکس باید در محاسبه در نظر گرفته شود.