Com seleccionar un motor d'automatització industrial?

Hi ha quatre tipus de càrregues de motor d'automatització industrial:

1, Potència variable i parell constant: Les aplicacions de potència variable i parell constant inclouen transportadors, grues i bombes d'engranatges. En aquestes aplicacions, el parell és constant perquè la càrrega és constant. La potència necessària pot variar segons l'aplicació, cosa que fa que els motors de corrent altern i continu de velocitat constant siguin una bona opció.

2, Parell variable i potència constant: Un exemple d'aplicacions de parell variable i potència constant és el rebobinat de paper a màquina. La velocitat del material es manté igual, cosa que significa que la potència no canvia. Tanmateix, a mesura que augmenta el diàmetre del rotlle, la càrrega canvia. En sistemes petits, aquesta és una bona aplicació per a motors de corrent continu o servomotors. L'energia regenerativa també és una preocupació i s'ha de tenir en compte a l'hora de determinar la mida d'un motor industrial o seleccionar un mètode de control d'energia. Els motors de corrent altern amb encoders, control de bucle tancat i accionaments de quadrant complet poden beneficiar els sistemes més grans.

3, potència i parell ajustables: els ventiladors, les bombes centrífugues i els agitadors necessiten potència i parell variables. A mesura que augmenta la velocitat d'un motor industrial, la sortida de càrrega també augmenta amb la potència i el parell requerits. Aquests tipus de càrregues són on comença la discussió sobre l'eficiència del motor, amb inversors que carreguen motors de corrent altern mitjançant variadors de velocitat (VSD).

4, control de posició o control de parell: aplicacions com ara accionaments lineals, que requereixen un moviment precís a múltiples posicions, requereixen un control de posició o parell ajustat i sovint requereixen retroalimentació per verificar la posició correcta del motor. Els servomotors o motors pas a pas són la millor opció per a aquestes aplicacions, però els motors de corrent continu amb retroalimentació o els motors de corrent altern carregats per inversor amb encoders s'utilitzen habitualment en línies de producció d'acer o paper i aplicacions similars.

Diferents tipus de motors industrials

Tot i que hi ha més de 36 tipus de motors de corrent altern/continu s'utilitzen en aplicacions industrials. Tot i que hi ha molts tipus de motors, hi ha una gran superposició en les aplicacions industrials, i el mercat ha pressionat per simplificar la selecció de motors. Això redueix l'elecció pràctica de motors en la majoria d'aplicacions. Els sis tipus de motor més comuns, adequats per a la gran majoria d'aplicacions, són els motors de corrent continu sense escombretes i amb escombretes, els motors de corrent altern de gàbia d'esquirol i de rotor de bobinatge, els servomotors i els motors pas a pas. Aquests tipus de motors són adequats per a la gran majoria d'aplicacions, mentre que altres tipus s'utilitzen només per a aplicacions especials.

Tres tipus principals d'aplicacions de motors industrials

Les tres aplicacions principals dels motors industrials són la velocitat constant, la velocitat variable i el control de posició (o parell). Diferents situacions d'automatització industrial requereixen diferents aplicacions i problemes, així com els seus propis conjunts de problemes. Per exemple, si la velocitat màxima és inferior a la velocitat de referència del motor, es requereix una caixa de canvis. Això també permet que un motor més petit funcioni a una velocitat més eficient. Tot i que hi ha molta informació en línia sobre com determinar la mida d'un motor, hi ha molts factors que els usuaris han de tenir en compte perquè hi ha molts detalls a tenir en compte. El càlcul de la inèrcia de la càrrega, el parell i la velocitat requereix que l'usuari entengui paràmetres com la massa total i la mida (radi) de la càrrega, així com la fricció, la pèrdua de la caixa de canvis i el cicle de la màquina. També s'han de tenir en compte els canvis de càrrega, la velocitat d'acceleració o desacceleració i el cicle de treball de l'aplicació, ja que en cas contrari els motors industrials es poden sobreescalfar. Els motors d'inducció de corrent altern són una opció popular per a aplicacions de moviment rotatiu industrial. Després de la selecció i la mida del tipus de motor, els usuaris també han de tenir en compte els factors ambientals i els tipus de carcassa del motor, com ara les aplicacions de rentat de carcassa de bastidor obert i d'acer inoxidable.

Com triar un motor industrial

Tres problemes principals de la selecció de motors industrials

1. Aplicacions de velocitat constant?

En aplicacions de velocitat constant, el motor normalment funciona a una velocitat similar amb poca o cap consideració per a les rampes d'acceleració i desacceleració. Aquest tipus d'aplicació normalment funciona utilitzant controls d'encesa/apagada de línia completa. El circuit de control normalment consisteix en un fusible de circuit derivat amb un contactor, un arrencador de motor industrial de sobrecàrrega i un controlador de motor manual o un arrencador suau. Tant els motors de corrent altern com els de corrent continu són adequats per a aplicacions de velocitat constant. Els motors de corrent continu ofereixen el parell màxim a velocitat zero i tenen una base de muntatge gran. Els motors de corrent altern també són una bona opció perquè tenen un factor de potència elevat i requereixen poc manteniment. En canvi, les característiques d'alt rendiment d'un servo o motor pas a pas es considerarien excessives per a una aplicació senzilla.

2. Aplicació de velocitat variable?

Les aplicacions de velocitat variable solen requerir una velocitat compacta i variacions de velocitat, així com rampes d'acceleració i desacceleració definides. En aplicacions pràctiques, la reducció de la velocitat dels motors industrials, com ara ventiladors i bombes centrífugues, se sol fer per millorar l'eficiència fent coincidir el consum d'energia amb la càrrega, en lloc de funcionar a tota velocitat i estrangulant o suprimint la sortida. Aquests factors són molt importants a tenir en compte per a aplicacions de transport com ara línies d'embotellament. La combinació de motors de corrent altern i variadors de freqüència (VFDS) s'utilitza àmpliament per augmentar l'eficiència i funciona bé en una varietat d'aplicacions de velocitat variable. Tant els motors de corrent altern com els de corrent continu amb els accionaments adequats funcionen bé en aplicacions de velocitat variable. Els motors de corrent continu i les configuracions d'accionament han estat durant molt de temps l'única opció per als motors de velocitat variable, i els seus components han estat desenvolupats i provats. Fins i tot ara, els motors de corrent continu són populars en aplicacions de velocitat variable i potència fraccionària i útils en aplicacions de baixa velocitat perquè poden proporcionar un parell complet a baixes velocitats i un parell constant a diverses velocitats del motor industrial. Tanmateix, el manteniment dels motors de corrent continu és un tema a tenir en compte, ja que molts requereixen commutació amb escombretes i es desgasten a causa del contacte amb les peces mòbils. Els motors de corrent continu sense escombretes eliminen aquest problema, però són més cars inicialment i la gamma de motors industrials disponibles és més petita. El desgast de les escombretes no és un problema amb els motors d'inducció de corrent altern, mentre que els variadors de freqüència (VFDS) proporcionen una opció útil per a aplicacions superiors a 1 CV, com ara ventiladors i bombeig, que poden augmentar l'eficiència. L'elecció d'un tipus de variador per fer funcionar un motor industrial pot afegir una mica de consciència de posició. Es pot afegir un encòder al motor si l'aplicació ho requereix, i es pot especificar un variador per utilitzar la retroalimentació de l'encòder. Com a resultat, aquesta configuració pot proporcionar velocitats similars a les dels servomotors.

3. Necessiteu control de posició?

Un control de posició ajustat s'aconsegueix verificant constantment la posició del motor a mesura que es mou. Aplicacions com ara el posicionament d'accionaments lineals poden utilitzar motors pas a pas amb o sense retroalimentació o servomotors amb retroalimentació inherent. El motor pas a pas es mou amb precisió a una posició a una velocitat moderada i després manté aquesta posició. El sistema de motor pas a pas de bucle obert proporciona un control de posició potent si es dimensiona correctament. Quan no hi ha retroalimentació, el motor pas a pas es mourà el nombre exacte de passos tret que trobi una interrupció de càrrega més enllà de la seva capacitat. A mesura que augmenta la velocitat i la dinàmica de l'aplicació, el control del motor pas a pas de bucle obert pot no complir els requisits del sistema, cosa que requereix l'actualització a un sistema de motor pas a pas o servo amb retroalimentació. Un sistema de bucle tancat proporciona perfils de moviment precisos i d'alta velocitat i un control de posició precís. Els sistemes servo proporcionen parells més alts que els motors pas a pas a altes velocitats i també funcionen millor en càrregues dinàmiques elevades o aplicacions de moviment complexes. Per a un moviment d'alt rendiment amb un baix sobrepassament de posició, la inèrcia de la càrrega reflectida ha de coincidir tant com sigui possible amb la inèrcia del servomotor. En algunes aplicacions, una discrepància de fins a 10:1 és suficient, però una coincidència 1:1 és òptima. La reducció de marxes és una bona manera de resoldre el problema de desajust d'inèrcia, perquè la inèrcia de la càrrega reflectida es redueix al quadrat de la relació de transmissió, però la inèrcia de la caixa de canvis s'ha de tenir en compte en el càlcul.