Existem quatro tipos de cargas de motores de automação industrial:
1, Potência ajustável e torque constante: As aplicações de potência variável e torque constante incluem transportadores, guindastes e bombas de engrenagem. Nessas aplicações, o torque é constante porque a carga é constante. A potência necessária pode variar dependendo da aplicação, o que torna os motores CA e CC de velocidade constante uma boa escolha.
2, Torque variável e potência constante: Um exemplo de aplicações de torque variável e potência constante é o rebobinamento de papel na máquina. A velocidade do material permanece a mesma, o que significa que a potência não muda. Contudo, à medida que o diâmetro do rolo aumenta, a carga muda. Em sistemas pequenos, esta é uma boa aplicação para motores CC ou servomotores. A energia regenerativa também é uma preocupação e deve ser considerada ao determinar o tamanho de um motor industrial ou ao selecionar um método de controle de energia. Motores CA com encoders, controle de malha fechada e inversores de quadrante completo podem beneficiar sistemas maiores.
3, potência e torque ajustáveis: ventiladores, bombas centrífugas e agitadores precisam de potência e torque variáveis. À medida que a velocidade de um motor industrial aumenta, a saída de carga também aumenta com a potência e o torque necessários. É nesses tipos de cargas que começa a discussão sobre eficiência do motor, com inversores carregando motores CA usando inversores de velocidade variável (VSDs).
4, controle de posição ou controle de torque: Aplicações como acionamentos lineares, que exigem movimento preciso para múltiplas posições, exigem posição rígida ou controle de torque e geralmente exigem feedback para verificar a posição correta do motor. Servomotores ou motores de passo são a melhor escolha para essas aplicações, mas motores CC com realimentação ou motores CA carregados por inversor com codificadores são comumente usados em linhas de produção de aço ou papel e aplicações similares.
Diferentes tipos de motores industriais
Embora existam mais de 36 tipos de motores CA/CC usados em aplicações industriais. Embora existam muitos tipos de motores, há muitas sobreposições em aplicações industriais e o mercado tem pressionado para simplificar a seleção de motores. Isto restringe a escolha prática de motores na maioria das aplicações. Os seis tipos de motores mais comuns, adequados para a grande maioria das aplicações, são motores CC sem escovas e com escovas, motores CA de gaiola de esquilo e rotores enrolados, servomotores e motores de passo. Esses tipos de motores são adequados para a grande maioria das aplicações, enquanto outros tipos são usados apenas para aplicações especiais.
Três tipos principais de aplicações de motores industriais
As três principais aplicações dos motores industriais são velocidade constante, velocidade variável e controle de posição (ou torque). Diferentes situações de automação industrial exigem diferentes aplicações e problemas, bem como seus próprios conjuntos de problemas. Por exemplo, se a velocidade máxima for inferior à velocidade de referência do motor, é necessária uma caixa de velocidades. Isso também permite que um motor menor funcione a uma velocidade mais eficiente. Embora haja muitas informações online sobre como determinar o tamanho de um motor, há muitos fatores que os usuários devem considerar porque há muitos detalhes a serem considerados. O cálculo da inércia, torque e velocidade da carga exige que o usuário entenda parâmetros como massa total e tamanho (raio) da carga, bem como atrito, perda da caixa de engrenagens e ciclo da máquina. Mudanças na carga, velocidade de aceleração ou desaceleração e ciclo de trabalho da aplicação também devem ser consideradas, caso contrário os motores industriais poderão superaquecer. Os motores de indução CA são uma escolha popular para aplicações industriais de movimento rotativo. Após a seleção e o tamanho do tipo de motor, os usuários também precisam considerar os fatores ambientais e os tipos de carcaça do motor, como aplicações de lavagem de carcaça de aço inoxidável e estrutura aberta.
Como selecionar motor industrial
Três problemas principais de seleção de motores industriais
1. Aplicativos de velocidade constante?
Em aplicações de velocidade constante, o motor normalmente funciona a uma velocidade semelhante, com pouca ou nenhuma consideração pelas rampas de aceleração e desaceleração. Esse tipo de aplicativo normalmente é executado usando controles liga/desliga de linha completa. O circuito de controle geralmente consiste em um fusível de circuito derivado com um contator, uma partida de motor industrial de sobrecarga e um controlador de motor manual ou partida suave. Os motores CA e CC são adequados para aplicações de velocidade constante. Os motores CC oferecem torque total em velocidade zero e possuem uma grande base de montagem. Os motores CA também são uma boa escolha porque possuem alto fator de potência e requerem pouca manutenção. Em contraste, as características de alto desempenho de um servo ou motor de passo seriam consideradas excessivas para uma aplicação simples.
2. Aplicativo de velocidade variável?
Aplicações de velocidade variável normalmente exigem velocidades compactas e variações de velocidade, bem como rampas de aceleração e desaceleração definidas. Em aplicações práticas, a redução da velocidade de motores industriais, como ventiladores e bombas centrífugas, geralmente é feita para melhorar a eficiência, combinando o consumo de energia com a carga, em vez de funcionar em velocidade máxima e estrangular ou suprimir a produção. É muito importante considerar isso em aplicações de transporte, como linhas de engarrafamento. A combinação de motores CA e VFDS é amplamente utilizada para aumentar a eficiência e funciona bem em diversas aplicações de velocidade variável. Os motores CA e CC com inversores apropriados funcionam bem em aplicações de velocidade variável. Os motores CC e as configurações de acionamento têm sido a única opção para motores de velocidade variável e seus componentes foram desenvolvidos e comprovados. Mesmo agora, os motores CC são populares em aplicações de velocidade variável e potência fracionada e úteis em aplicações de baixa velocidade porque podem fornecer torque total em baixas velocidades e torque constante em várias velocidades de motores industriais. Porém, a manutenção de motores CC é uma questão a ser considerada, pois muitos necessitam de comutação com escovas e desgastam-se devido ao contato com peças móveis. Os motores CC sem escova eliminam esse problema, mas são mais caros no início e a gama de motores industriais disponíveis é menor. O desgaste das escovas não é um problema nos motores de indução CA, enquanto os inversores de frequência variável (VFDS) fornecem uma opção útil para aplicações que excedem 1 HP, como ventiladores e bombeamento, que podem aumentar a eficiência. A escolha de um tipo de acionamento para acionar um motor industrial pode adicionar alguma consciência de posição. Um encoder pode ser adicionado ao motor se a aplicação exigir, e um inversor pode ser especificado para usar o feedback do encoder. Como resultado, esta configuração pode fornecer velocidades semelhantes às do servo.
3. Você precisa de controle de posição?
O controle rígido da posição é obtido verificando constantemente a posição do motor à medida que ele se move. Aplicações como posicionamento de acionamentos lineares podem usar motores de passo com ou sem feedback ou servomotores com feedback inerente. O stepper move-se precisamente para uma posição a uma velocidade moderada e depois mantém essa posição. O sistema de passo de loop aberto fornece controle de posição poderoso se dimensionado adequadamente. Quando não há feedback, o stepper moverá o número exato de passos, a menos que encontre uma interrupção de carga além de sua capacidade. À medida que a velocidade e a dinâmica da aplicação aumentam, o controle de passo em malha aberta pode não atender aos requisitos do sistema, o que requer a atualização para um sistema de passo ou servo motor com feedback. Um sistema de circuito fechado fornece perfis de movimento precisos e de alta velocidade e controle de posição preciso. Os sistemas servo fornecem torques mais elevados do que os motores de passo em altas velocidades e também funcionam melhor em cargas dinâmicas elevadas ou aplicações de movimento complexas. Para movimento de alto desempenho com baixa ultrapassagem de posição, a inércia da carga refletida deve corresponder o máximo possível à inércia do servo motor. Em algumas aplicações, uma incompatibilidade de até 10:1 é suficiente, mas uma correspondência de 1:1 é ideal. A redução da engrenagem é uma boa forma de resolver o problema de inércia da caixa de câmbio, pois a inércia da carga refletida é reduzida pelo quadrado da relação de transmissão, mas a inércia da caixa de câmbio deve ser levada em consideração no cálculo.
Horário da postagem: 16 de junho de 2023