Существует четыре типа.двигатель промышленной автоматизациизагрузки:

1. Регулируемая мощность и постоянный крутящий момент: К областям применения с регулируемой мощностью и постоянным крутящим моментом относятся конвейеры, краны и шестеренчатые насосы. В этих областях применения крутящий момент постоянен, поскольку нагрузка постоянна. Требуемая мощность может варьироваться в зависимости от области применения, что делает двигатели переменного и постоянного тока с постоянной скоростью хорошим выбором.

2. Переменный крутящий момент и постоянная мощность: Примером применения переменного крутящего момента и постоянной мощности является перемотка бумаги на станке. Скорость подачи материала остается неизменной, а значит, мощность не меняется. Однако с увеличением диаметра рулона нагрузка изменяется. В небольших системах это хорошее применение длядвигатели постоянного токаили серводвигатели. Рекуперативное энергопотребление также является важным фактором и должно учитываться при определении размера промышленного двигателя или выборе метода управления энергией. Двигатели переменного тока с энкодерами, замкнутым контуром управления и полноквадрантными приводами могут быть более эффективны в системах большего размера.

3. Регулируемая мощность и крутящий момент: вентиляторы, центробежные насосы и мешалки нуждаются в регулируемой мощности и крутящем моменте. По мере увеличения скорости промышленного двигателя увеличивается и выходная мощность, а вместе с ней и требуемая мощность и крутящий момент. Именно с такими нагрузками начинается обсуждение эффективности двигателя, когда инверторы нагружают двигатели переменного тока с помощью частотно-регулируемых приводов (ЧРП).

4. Позиционное управление или управление крутящим моментом: В таких областях применения, как линейные приводы, требующие точного перемещения в несколько положений, необходимо жесткое позиционное или крутящее управление, а также часто требуется обратная связь для проверки правильного положения двигателя. Серво- или шаговые двигатели являются наилучшим выбором для этих применений, но двигатели постоянного тока с обратной связью или двигатели переменного тока с инверторной нагрузкой и энкодерами обычно используются на линиях по производству стали или бумаги и в аналогичных областях применения.

 

Различные типы промышленных двигателей

Хотя существует более 36 типовдвигатели переменного и постоянного токаИспользуются в промышленных целях. Хотя существует множество типов двигателей, в промышленных приложениях наблюдается значительное совпадение, и рынок стремится упростить выбор двигателей. Это сужает практический выбор двигателей в большинстве областей применения. Шесть наиболее распространенных типов двигателей, подходящих для подавляющего большинства применений, — это бесщеточные и щеточные двигатели постоянного тока, асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором и ротором с обмоткой, серводвигатели и шаговые двигатели. Эти типы двигателей подходят для подавляющего большинства применений, в то время как другие типы используются только в специальных областях.

 

Три основных типапромышленный двигательприложения

Три основных области применения промышленных двигателей — это постоянная скорость, переменная скорость и управление положением (или крутящим моментом). Различные ситуации промышленной автоматизации требуют различных применений и задач, а также своих собственных наборов проблем. Например, если максимальная скорость меньше заданной скорости двигателя, требуется редуктор. Это также позволяет двигателю меньшего размера работать на более высокой скорости. Хотя в интернете много информации о том, как определить размер двигателя, пользователям необходимо учитывать множество факторов, поскольку требуется рассмотреть множество деталей. Расчет инерции нагрузки, крутящего момента и скорости требует от пользователя понимания таких параметров, как общая масса и размер (радиус) нагрузки, а также трение, потери в редукторе и рабочий цикл машины. Изменения нагрузки, скорость ускорения или замедления и рабочий цикл приложения также должны быть учтены, иначе промышленные двигатели могут перегреться. Асинхронные двигатели переменного тока являются популярным выбором для применений, связанных с вращательным движением в промышленности. После выбора типа и размера двигателя пользователям также необходимо учитывать факторы окружающей среды и типы корпусов двигателя, такие как открытые корпуса и корпуса из нержавеющей стали, используемые в условиях мойки.

Как выбрать промышленный двигатель

Три основные проблемыпромышленный двигательвыбор

1. Приложения с постоянной скоростью?

В системах с постоянной скоростью двигатель обычно работает с одинаковой скоростью, практически не учитывая ускорение и замедление. В таких системах обычно используются полнолинейные регуляторы включения/выключения. Схема управления обычно состоит из предохранителя ответвленной цепи с контактором, промышленного пускового устройства от перегрузки и ручного контроллера двигателя или устройства плавного пуска. Для систем с постоянной скоростью подходят как двигатели переменного, так и постоянного тока. Двигатели постоянного тока обеспечивают полный крутящий момент при нулевой скорости и имеют большую монтажную базу. Двигатели переменного тока также являются хорошим выбором, поскольку они имеют высокий коэффициент мощности и требуют минимального технического обслуживания. В отличие от них, высокие рабочие характеристики серво- или шагового двигателя были бы избыточны для простого применения.

2. Приложение с регулируемой скоростью?

В системах с регулируемой скоростью обычно требуются компактные схемы управления скоростью и регулировка скорости, а также четко заданные кривые ускорения и замедления. На практике снижение скорости промышленных двигателей, таких как вентиляторы и центробежные насосы, обычно осуществляется для повышения эффективности путем согласования потребляемой мощности с нагрузкой, а не путем работы на полной скорости и дросселирования или подавления выходной мощности. Это очень важно учитывать в системах транспортировки, таких как линии розлива. Комбинация двигателей переменного тока и частотно-регулируемых приводов широко используется для повышения эффективности и хорошо работает в различных системах с регулируемой скоростью. Как двигатели переменного, так и постоянного тока с соответствующими приводами хорошо работают в системах с регулируемой скоростью. Двигатели постоянного тока и конфигурации приводов долгое время были единственным выбором для двигателей с регулируемой скоростью, и их компоненты были разработаны и проверены. Даже сейчас двигатели постоянного тока популярны в системах с регулируемой скоростью и малой мощностью, а также полезны в низкоскоростных системах, поскольку они могут обеспечивать полный крутящий момент на низких скоростях и постоянный крутящий момент при различных скоростях промышленных двигателей. Однако техническое обслуживание двигателей постоянного тока является важным вопросом, поскольку многие из них требуют коммутации с помощью щеток и изнашиваются из-за контакта с движущимися частями. Бесщеточные двигатели постоянного тока устраняют эту проблему, но они дороже на начальном этапе, а ассортимент доступных промышленных двигателей меньше. Износ щеток не является проблемой для асинхронных двигателей переменного тока, в то время как частотно-регулируемые приводы (ЧРП) представляют собой полезную опцию для применений с мощностью более 1 л.с., таких как вентиляторы и насосы, что может повысить эффективность. Выбор типа привода для промышленного двигателя может обеспечить некоторую ориентацию. При необходимости к двигателю можно добавить энкодер, а привод может быть настроен на использование обратной связи от энкодера. В результате такая конфигурация может обеспечить скорость, подобную сервоприводу.

3. Вам необходим контроль положения?

Точное позиционирование достигается за счет постоянной проверки положения двигателя во время его движения. В таких приложениях, как позиционирование линейных приводов, могут использоваться шаговые двигатели с обратной связью или без нее, а также серводвигатели с встроенной обратной связью. Шаговый двигатель точно перемещается в заданное положение с умеренной скоростью, а затем удерживает его. Система управления шаговым двигателем с разомкнутым контуром обеспечивает мощное позиционирование при правильном подборе размеров. При отсутствии обратной связи шаговый двигатель будет перемещаться на точное количество шагов, если не столкнется с прерыванием нагрузки, превышающим его возможности. По мере увеличения скорости и динамики приложения управление шаговым двигателем с разомкнутым контуром может перестать соответствовать требованиям системы, что потребует модернизации до системы с шаговым или серводвигателем с обратной связью. Система с замкнутым контуром обеспечивает точные высокоскоростные профили движения и точное позиционирование. Сервосистемы обеспечивают более высокие крутящие моменты, чем шаговые двигатели, на высоких скоростях, а также лучше работают при высоких динамических нагрузках или сложных режимах движения. Для высокопроизводительного движения с низким перерегулированием положения инерция отраженной нагрузки должна максимально соответствовать инерции серводвигателя. В некоторых случаях достаточно рассогласования до 10:1, но оптимальным является согласование 1:1. Редуктор — хороший способ решения проблемы рассогласования инерции, поскольку инерция отраженной нагрузки уменьшается пропорционально квадрату передаточного отношения, но инерцию редуктора необходимо учитывать при расчете.