Tipuri de motoare de sarcină mare: categorii, specificații și aplicații în industrie

Motoarele sunt utilizate în aproape toate scenariile de aplicație, iar dispozitivul de acționare le controlează. Dar aproape diferite tipuri de motoare au timpi de funcționare diferiți. Unele motoare sunt mereu în funcțiune, iar unele motoare funcționează pentru o perioadă scurtă de timp în timpul ciclului de lucru sau funcționează alternativ în timpul ciclului. Pentru a înțelege mai intuitiv sistemul de lucru al motorului, putem împărți ciclul de lucru al motorului în perioade de timp, cum ar fi pornire, sarcină, frână, fără sarcină și repaus, precum și durata și secvența fazelor.

Tipuri de cicluri de lucru și semnificația lor

1.1 Funcționarea continuă înseamnă că motorul poate funcționa continuu sub tensiunea nominală și sarcina nominală fără a opri funcționarea. 1.2 Funcționare periodică înseamnă că motorul poate funcționa doar intermitent în condiții nominale, adică motorul trebuie să se „odihnească” după ce a funcționat pentru o perioadă de timp. De obicei, este exprimat prin ciclul de funcționare, adică, într-un ciclu, procentul raportului dintre timpul de funcționare în sarcină continuă a motorului și ciclul. De exemplu, un motor care funcționează la o rată de sarcină temporară de 40% va funcționa timp de 4 minute și 6 minute de „odihnă” într-un ciclu de 10 minute și va funcționa alternativ în acest mod. 1.3 Funcția de lucru pe timp scurt înseamnă că motorul poate funcționa doar într-un timp limitat în condiții nominale, cu o perioadă scurtă de lucru și o perioadă lungă de oprire.

Clasificarea sarcinilor de lucru în IEC60034-1

2. În IEC60034-1, 10 tipuri de sarcini de lucru cu motor sunt împărțite și caracterizate. Această sarcină de lucru arată că motorul poate funcționa un timp suficient de lung și temperatura atinge o valoare stabilă. Motorul sistemului de lucru S1 este adesea folosit pentru a controla sistemele de acționare, cuptoare, transportoare etc. În această sarcină de lucru, timpul de funcționare a motorului este foarte scurt, iar timpul de încălzire este mult mai mic decât timpul de răcire. Prin urmare, motorul va fi preîncălzit la temperatura ambiantă înainte de a porni din nou. Funcționează după o serie din același ciclu de lucru care nu atinge starea de echilibru termic, fiecare ciclu include o perioadă de timp de funcționare cu sarcină constantă și o perioadă de interval de oprire (timp de oprire a energiei). Curentul de pornire al fiecărui ciclu în această activitate de lucru nu are un efect semnificativ asupra creșterii temperaturii. Cu toate acestea, ciclul trebuie să dureze 10 minute, iar rata de încărcare temporară trebuie să fie una dintre 15%, 25%, 40% și 60%. Similar cu S3, dar pornirea este adăugată pe baza lui S3, deci este necesar momentul de inerție al sarcinii motorului, adică capacitatea de accelerare a motorului. Similar cu S4, este necesar momentul de inerție al sarcinii motorului. Cu toate acestea, toate perioadele de timp sunt prea scurte pentru a atinge temperaturile lor de echilibru. Ciclu de funcționare = lucru (sarcină + fără sarcină), consultați S3. Fungția descrisă se conectează apoi la alte tipuri, inclusiv S6 pentru pornire, cu un ciclu complex de sarcini și întreruperi.

Fiecare ciclu include o perioadă de timp de funcționare cu sarcină constantă la o viteză predeterminată și una sau mai multe perioade de timp de funcționare cu sarcină constantă la viteze diferite. Sarcina de muncă neperiodică în care sarcina și viteza se modifică în intervalul admis. Acest tip de sarcină include supraîncărcări frecvente, iar valoarea sa poate depăși sarcina maximă. Incluzând nu mai puțin de 4 tipuri de valori de sarcină discrete (sau sarcină echivalentă) ale sarcinii de lucru, care pot include funcționarea fără sarcină și oprirea, sub fiecare sarcină, ajunge la starea de echilibru termic (chiar fără sarcină sau oprire), într-un lucru valoarea minimă a sarcinii în ciclu poate fi zero.

Tipuri de motoare pentru sarcini mari și aplicații

Sarcina motorului poate fi definită și prin modul de control al mișcării: cuplu, viteză și poziție. În această notă, alegerea motorului potrivit depinde de aplicație, de mediu, de încărcare și de cerințele de control.

Principalele familii de motoare în industrie

• Motoare de curent continuu (CC) cu peri sau brushless (fără peri)
• Motoare compacte cu cușcă de veveriță (cage de veveriță)
• Motoare rotor înfășurat (rotor bobinat) cu așezare în inele colectoare
• Servo-motoare și motoare pas cu pas
• Motor electric alternativ (AC) - trifazat sau monofazat

Astfel, tipurile principale de motoare utilizate în aplicații industriale includ motoarele DC (cu sau fără perii), motoarele cu cușcă de veveriță, motoarele servo, motoarele pas cu pas și motoarele AC (inducție și sincron):

Caracteristici generale ale motoarelor AC și DC

• Motoarele de curent alternativ (AC), în special cele trifazate, oferă eficiență ridicată, cuplu mare la pornire și durabilitate; funcționează bine în aplicații cu viteză variabilă folosind variatoare de frecvență (VFD).
• Motoarele de curent continuu (DC) pot oferi cuplu la zero viteză, răspuns rapid și control fin, dar necesită întreținere (periile) sau versiuni fără peri cu înaltă complexitate.
• Motoarele cu cușcă de veveriță sunt cele mai utilizate în industrie datorită simplității, fiabilității și costului scăzut, alimentând pompe, ventilatoare, bandă transportoare etc.
• Motoarele servo și pas cu pas asigură control strict al poziției și al cuplului, folosind feedback (encodere) în buclă închisă sau buclă deschisă cu reglare corectă a numărului de pași.

Explicarea alegerea motorului în funcție de aplicații

Aplicatiile de putere variabilă și cuplu variabil includ transportoare, macarale și pompe de tip angrenaj, unde cuplul este adesea constant în timp ce sarcina poate varia. În contrast, aplicațiile cu viteză constantă pot utiliza atât motoare CC, cât și AC, adesea cu control ON-OFF sau cu răspuns liniar în regim de pornire/oprire. Reductorul poate fi necesar dacă viteza maximă a motorului este inferioară vitezei de funcționare de bază, permițând utilizarea unui motor mai mic la o viteză eficientă.

În ceea ce privește costurile și întreținerea, motoarele DC fără peri (brushless) și motoarele AC de înaltă eficiență pot reduce consumul de energie și necesită întreținere redusă, în timp ce motorarele DC cu peri pot necesita înlocuire de peri și reparații frecvente. Reglarea vitezei cu VFD sau cu control de acționare permite adaptarea cuplului și a poziției, importantă în aplicații de lucru cu poziționare precisă sau mișcare liniară.

Selecția motorului în funcție de cerințe practice

1. Studierea cerințelor de sarcină: cuplu necesar, viteză nominală, RPM, accelerație/decelerare, și posibilitatea suprasarcinilor.
2. Alegerea motorului potrivit pentru tipul de sarcină (S1-S6) și ciclul de funcționare dorit (cont. sau intermitent).
3. Recomandarea tipului de motor după aplicație: CC/brushed pentru costuri reduse, CC/brushless pentru durabilitate; AC pentru întreținere redusă; servo/pas cu pas pentru control al poziției.
4. Decizia asupra feedback-ului: encoder pentru bucla închisă, sau bucla deschisă cu bujă de control dacă este suficientă precizia dorită.
5. Ignorarea supraîncălzirii: proiectarea pentru a evita temperaturile de echilibru prin ciclu de funcționare adecvat, ventilare și protecție termică.

Producătorii oferă o gamă extinsă de motoare industriale, iar alegerea optimă depinde de aplicație. Cele șase tipuri de motoare cele mai frecvente, care se potrivesc cu marea majoritate a aplicațiilor, sunt: motoarele de curent continuu fără peri, motoarele cu cușcă de veveriță, motoarele servo și motoarele pas cu pas, precum și motoarele AC (inducție) și, în unele cazuri, motoarele sincronice. Cele trei modele de utilizare principale în industrie sunt: viteză constantă, viteză variabilă și controlul poziției (sau cuplului).

Exemple practice și înțelegerea relațiilor cheie

De exemplu, o reducere a vitezei poate îmbunătăți eficiența în aplicații precum ventilatoare și pompe centrifugale prin potrivirea puterii cu sarcina. Într-un motor de inducție cu cușcă de veveriță, alunecarea este o măsură a diferenței dintre viteza câmpului magnetic și viteza rotorului, necesitând o analiză a cuplului în funcție de sarcină. O viteză sincronă de 1500 rpm pentru un motor de 4 poli la 50 Hz poate fi caracterizată astfel: la sarcină nominală, rpm aproximativ 1470; cuplu de pană 2,5-3 ori cuplul nominal la ~1100 rpm. Astfel, caracteristicile cuplu-viteză sunt esențiale pentru dimensionarea corectă a motorului în funcție de sarcinile reale.

Un motor monofazat poate întâmpina provocarea unui câmp magnetic pulsatoriu, dar acesta poate fi depășit prin folosirea pornirii de cuplaj și comutator centrifugal pentru a disocia înfășurarea de pornire odată ce rotorul atinge aproximativ 70-80% din viteza nominală. Motoarele trifazate cu cușcă de veveriță domină aplicațiile industriale datorită performanțelor bune, costurilor reduse și întreținerii minime, alimentând pompe, ventilatoare HVAC, transportoare și multe alte utilaje.

Concluzie tehnică despre alegerea motorului potrivit

În prezent, motoarele cu inducție consumă aproximativ 45% din întreaga energie electrică utilizată în sectoarele industriale. Proiectele moderne prioritizează eficiența energetică, durabilitatea și fiabilitatea. Nivelurile de protecție, IP și metodele de răcire (IC0141, fonta, aluminiu) trebuie să fie corelate cu mediul de lucru. În alegerea motorului, utilizatorii ar trebui să analizeze atât cerințele de cuplu și viteză, cât și posibilitatea de feedback, costurile de întreținere și cerințele de reglementare. ProConsil, ca furnizor, poate oferi consultanță tehnică și soluții pentru motorul potrivit, în funcție de sarcina de lucru și de ciclul operațional.

Tipuri relevante de unitate de control includ variatoare de frecvență (VFD) pentru controlul vitezei în aplicații cu viteză variabilă, și softstarterele pentru pornire lină în aplicații cu sarcini mari. Alegerea motorului ideal depinde de aplicație, dar o selecție atentă poate optimiza performanța, costurile și impactul asupra mediului.

Producatorii oferă o gamă variată de motoare electrice industriale: CC, AC, cu sau fără peri, cu cușcă de veveriță sau rotor bobinat, servo și pași. Alegerea se face în funcție de aplicatie, de cerințele de control și de buget.

tags: #motoare #de #sarcina #mare

Postări populare:

• Geci cu Port Bebe: Ghid Complet
• Sarcina multiplă: cauze biologice, mecanisme și implicații pentru mamă și fetuți
• Sarcina săptămână cu săptămână: informații utile și recomandări
• Regina Maria Ionescu: opinii și recenzii despre îngrijirea pediatrică
• Inovație în îngrijirea neonatală la Spitalul Maria Sklodowska Curie