Com seleccionar un motor d'automatització industrial?

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

1, Potència ajustable 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 requerida pot variar segons l'aplicació, la qual cosa fa que els motors de corrent continu i de corrent continu siguin una bona opció.

2, Parell variable i potència constant: un exemple d'aplicacions de parell variable i potència constant és el paper de rebobinat de màquina. La velocitat del material segueix sent la mateixa, el 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 CA amb codificadors, control de llaç tancat i accionaments de quadrant complet poden beneficiar 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 necessaris. Aquests tipus de càrregues són on comença la discussió sobre l'eficiència del motor, amb inversors que carreguen motors de CA amb variadors de velocitat (VSD).

4, control de posició o control de parell: aplicacions com els accionaments lineals, que requereixen un moviment precís a múltiples posicions, requereixen una posició ajustada o un control de parell, 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 CA carregats amb inversor amb codificadors s'utilitzen habitualment en línies de producció d'acer o paper i aplicacions similars.

Diferents tipus de motors industrials

Encara que hi ha més de 36 tipus de motors AC/DC utilitzats en aplicacions industrials. Tot i que hi ha molts tipus de motors, hi ha una gran quantitat de superposició en aplicacions industrials i el mercat ha empès per simplificar la selecció de motors. Això redueix l'elecció pràctica dels motors en la majoria d'aplicacions. Els sis tipus de motors més comuns, adequats per a la gran majoria d'aplicacions, són motors de corrent continu sense escombretes i raspalls, motors de gàbia d'esquirol de CA i motors de rotor de bobinat, servomotors i motors pas a pas. Aquests tipus de motor són adequats per a la gran majoria d'aplicacions, mentre que altres tipus només s'utilitzen 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). Les 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, cal una caixa de canvis. Això també permet que un motor més petit funcioni a una velocitat més eficient. Tot i que hi ha una gran quantitat d'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, el parell i la velocitat de la càrrega requereix que l'usuari entengui paràmetres com ara 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, velocitat d'acceleració o desacceleració i cicle de treball d'aplicació, en cas contrari els motors industrials es poden sobreescalfar. Els motors d'inducció de CA 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 oberta 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 s'executa utilitzant controls d'activació/desactivació de línia completa. El circuit de control normalment consta d'un fusible de circuit de derivació amb un contactor, un arrencador de motor industrial de sobrecàrrega i un controlador de motor manual o arrencador suau. Tant els motors de CA com de CC són adequats per a aplicacions de velocitat constant. Els motors de corrent continu ofereixen un parell complet a velocitat zero i tenen una gran base de muntatge. 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 servomotor 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 variacions de velocitat i velocitat compactes, 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, sol fer-se per millorar l'eficiència fent coincidir el consum d'energia amb la càrrega, en lloc de funcionar a tota velocitat i accelerar o suprimir la sortida. Aquests són molt importants a tenir en compte per a aplicacions de transport com les línies d'embotellament. La combinació de motors de CA i VFDS s'utilitza àmpliament per augmentar l'eficiència i funciona bé en una varietat d'aplicacions de velocitat variable. Tant els motors de CA com de CC amb 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 s'han desenvolupat i provat. Fins i tot ara, els motors de corrent continu són populars en aplicacions de velocitat variable, potència fraccionada i útils en aplicacions de baixa velocitat perquè poden proporcionar un parell complet a velocitats baixes i un parell constant a diverses velocitats de motor industrial. No obstant això, el manteniment dels motors de corrent continu és un tema a tenir en compte, ja que molts requereixen commutació amb raspalls i es desgasten a causa del contacte amb peces mòbils. Els motors de corrent continu sense escombretes eliminen aquest problema, però són més cars al principi i la gamma de motors industrials disponible és més petita. El desgast del raspall no és un problema amb els motors d'inducció de CA, mentre que els accionaments de freqüència variable (VFDS) ofereixen una opció útil per a aplicacions que superen 1 HP, com ara ventiladors i bombeigs, que poden augmentar l'eficiència. L'elecció d'un tipus d'accionament per fer funcionar un motor industrial pot afegir una mica de consciència de la posició. Es pot afegir un codificador al motor si l'aplicació ho requereix, i es pot especificar una unitat per utilitzar la retroalimentació del codificador. Com a resultat, aquesta configuració pot proporcionar velocitats semblants a un servo.

3. Necessites control de posició?

El control estricte de la posició s'aconsegueix verificant constantment la posició del motor mentre es mou. Aplicacions com el posicionament d'accionaments lineals poden utilitzar motors pas a pas amb o sense retroalimentació o servomotors amb retroalimentació inherent. El pas a pas es mou amb precisió a una posició a una velocitat moderada i després manté aquesta posició. El sistema de pas a pas de bucle obert proporciona un potent control de posició si és de mida adequada. Quan no hi ha cap comentari, el pas a pas mourà el nombre exacte de passos tret que trobi una interrupció de càrrega més enllà de la seva capacitat. A mesura que la velocitat i la dinàmica de l'aplicació augmenten, és possible que el control pas a pas de llaç obert no compleixi els requisits del sistema, que requereix l'actualització a un sistema de motor pas a pas o servomotor amb retroalimentació. Un sistema de bucle tancat proporciona perfils de moviment precisos i d'alta velocitat i un control precís de la posició. Els sistemes servo proporcionen parells més alts que els steppers 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 rebasament de posició baixa, la inèrcia de càrrega reflectida hauria de coincidir amb la inèrcia del servomotor tant com sigui possible. En algunes aplicacions, una desajust de fins a 10:1 és suficient, però una coincidència 1:1 és òptima. La reducció d'engranatges és una bona manera de resoldre el problema de desajust de la inèrcia, perquè la inèrcia de la càrrega reflectida es redueix pel quadrat de la relació de transmissió, però s'ha de tenir en compte la inèrcia de la caixa de canvis en el càlcul.