จะเลือกมอเตอร์ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมได้อย่างไร?

โหลดมอเตอร์อัตโนมัติทางอุตสาหกรรมมีสี่ประเภท:

1, แรงม้าที่ปรับได้และแรงบิดคงที่: แรงม้าที่แปรผันและการใช้งานแรงบิดคงที่รวมถึงสายพานลำเลียง, เครนและปั๊มเกียร์ ในการใช้งานเหล่านี้ แรงบิดจะคงที่เนื่องจากโหลดจะคงที่ แรงม้าที่ต้องการอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับการใช้งาน ซึ่งทำให้มอเตอร์ AC และ DC ความเร็วคงที่เป็นตัวเลือกที่ดี

2, แรงบิดแปรผันและแรงม้าคงที่: ตัวอย่างของแรงบิดแปรผันและแรงม้าคงที่คือการใช้กระดาษกรอกลับด้วยเครื่องจักร ความเร็วของวัสดุยังคงเท่าเดิม ซึ่งหมายความว่าแรงม้าไม่เปลี่ยนแปลง อย่างไรก็ตาม เมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางของม้วนเพิ่มขึ้น โหลดจะเปลี่ยนไป ในระบบขนาดเล็ก นี่เป็นการใช้งานที่ดีสำหรับมอเตอร์กระแสตรงหรือเซอร์โวมอเตอร์ พลังงานหมุนเวียนยังเป็นข้อกังวลเช่นกัน และควรพิจารณาเมื่อกำหนดขนาดของมอเตอร์อุตสาหกรรมหรือเลือกวิธีการควบคุมพลังงาน มอเตอร์ AC ที่มีตัวเข้ารหัส การควบคุมวงปิด และไดรฟ์ฟูลควอแดรนท์อาจให้ประโยชน์กับระบบที่ใหญ่กว่า

3 แรงม้าและแรงบิดที่ปรับได้: พัดลม ปั๊มแรงเหวี่ยง และเครื่องกวนต้องใช้แรงม้าและแรงบิดที่แปรผัน เมื่อความเร็วของมอเตอร์อุตสาหกรรมเพิ่มขึ้น กำลังโหลดก็จะเพิ่มขึ้นตามแรงม้าและแรงบิดที่ต้องการด้วย โหลดประเภทนี้เป็นจุดที่การอภิปรายเกี่ยวกับประสิทธิภาพของมอเตอร์เริ่มต้นขึ้น โดยอินเวอร์เตอร์จะโหลดมอเตอร์ AC โดยใช้ไดรฟ์แบบปรับความเร็วได้ (VSD)

4 การควบคุมตำแหน่งหรือการควบคุมแรงบิด: การใช้งาน เช่น ระบบขับเคลื่อนเชิงเส้นตรง ซึ่งต้องการการเคลื่อนไหวที่แม่นยำไปยังตำแหน่งต่างๆ จำนวนมาก จำเป็นต้องมีตำแหน่งที่แน่นหรือการควบคุมแรงบิด และมักต้องการการป้อนกลับเพื่อตรวจสอบตำแหน่งมอเตอร์ที่ถูกต้อง เซอร์โวหรือสเต็ปเปอร์มอเตอร์เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการใช้งานเหล่านี้ แต่มอเตอร์กระแสตรงที่มีฟีดแบ็คหรือมอเตอร์กระแสสลับที่โหลดอินเวอร์เตอร์พร้อมตัวเข้ารหัสมักใช้ในสายการผลิตเหล็กหรือกระดาษและการใช้งานที่คล้ายกัน

มอเตอร์อุตสาหกรรมประเภทต่างๆ

แม้ว่าจะมีมอเตอร์ AC/DC มากกว่า 36 ประเภทที่ใช้ในอุตสาหกรรมก็ตาม แม้ว่าจะมีมอเตอร์หลายประเภท แต่ก็มีการทับซ้อนกันอย่างมากในการใช้งานทางอุตสาหกรรม และตลาดได้ผลักดันให้การเลือกมอเตอร์ง่ายขึ้น สิ่งนี้ทำให้ตัวเลือกมอเตอร์ที่ใช้งานได้จริงแคบลงในการใช้งานส่วนใหญ่ มอเตอร์ที่พบบ่อยที่สุด 6 ประเภทซึ่งเหมาะสำหรับการใช้งานส่วนใหญ่ ได้แก่ มอเตอร์กระแสตรงแบบไร้แปรงถ่านและแบบมีแปรง มอเตอร์กรงกระรอก AC และมอเตอร์โรเตอร์แบบคดเคี้ยว เซอร์โวและสเต็ปเปอร์มอเตอร์ มอเตอร์ประเภทเหล่านี้เหมาะสำหรับการใช้งานส่วนใหญ่ ในขณะที่ประเภทอื่นๆ ใช้สำหรับการใช้งานพิเศษเท่านั้น

การใช้งานมอเตอร์อุตสาหกรรมหลักสามประเภท

การใช้งานหลักสามประการของมอเตอร์อุตสาหกรรม ได้แก่ ความเร็วคงที่ ความเร็วตัวแปร และการควบคุมตำแหน่ง (หรือแรงบิด) สถานการณ์ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมที่แตกต่างกันต้องการการใช้งานและปัญหาที่แตกต่างกัน รวมถึงชุดปัญหาของตัวเอง ตัวอย่างเช่น หากความเร็วสูงสุดน้อยกว่าความเร็วอ้างอิงของมอเตอร์ ก็จำเป็นต้องมีกระปุกเกียร์ นอกจากนี้ยังช่วยให้มอเตอร์ขนาดเล็กทำงานด้วยความเร็วที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น แม้ว่าจะมีข้อมูลมากมายทางออนไลน์เกี่ยวกับวิธีกำหนดขนาดของมอเตอร์ แต่ก็มีหลายปัจจัยที่ผู้ใช้ต้องพิจารณาเนื่องจากมีรายละเอียดมากมายที่ต้องพิจารณา ในการคำนวณความเฉื่อยของโหลด แรงบิด และความเร็ว ผู้ใช้จะต้องเข้าใจพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น มวลรวมและขนาด (รัศมี) ของโหลด รวมถึงแรงเสียดทาน การสูญเสียของกระปุกเกียร์ และรอบการทำงานของเครื่องจักร ต้องพิจารณาการเปลี่ยนแปลงโหลด ความเร็วของการเร่งความเร็วหรือการชะลอตัว และรอบการทำงานของการใช้งาน มิฉะนั้น มอเตอร์อุตสาหกรรมอาจมีความร้อนมากเกินไป มอเตอร์เหนี่ยวนำกระแสสลับเป็นตัวเลือกยอดนิยมสำหรับการใช้งานการเคลื่อนที่แบบหมุนทางอุตสาหกรรม หลังจากเลือกประเภทและขนาดมอเตอร์แล้ว ผู้ใช้ยังต้องพิจารณาปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมและประเภทโครงมอเตอร์ เช่น การใช้งานล้างโครงแบบเปิดและโครงสเตนเลส

วิธีการเลือกมอเตอร์อุตสาหกรรม

ปัญหาหลักสามประการของการเลือกใช้มอเตอร์อุตสาหกรรม

1. แอปความเร็วคงที่?

ในการใช้งานที่ความเร็วคงที่ โดยทั่วไปแล้วมอเตอร์จะทำงานที่ความเร็วใกล้เคียงกันโดยแทบไม่ต้องคำนึงถึงทางลาดเร่งความเร็วและลดความเร็วเลย โดยทั่วไปแอปพลิเคชันประเภทนี้จะทำงานโดยใช้การควบคุมเปิด/ปิดแบบเต็มบรรทัด วงจรควบคุมมักจะประกอบด้วยฟิวส์วงจรย่อยที่มีคอนแทคเตอร์ มอเตอร์สตาร์ทอุตสาหกรรมโอเวอร์โหลด และตัวควบคุมมอเตอร์แบบแมนนวลหรือซอฟต์สตาร์ท มอเตอร์ทั้ง AC และ DC เหมาะสำหรับการใช้งานที่ความเร็วคงที่ มอเตอร์กระแสตรงให้แรงบิดเต็มที่ที่ความเร็วเป็นศูนย์และมีฐานติดตั้งขนาดใหญ่ มอเตอร์กระแสสลับก็เป็นตัวเลือกที่ดีเช่นกันเนื่องจากมีตัวประกอบกำลังสูงและต้องการการบำรุงรักษาเพียงเล็กน้อย ในทางตรงกันข้าม ลักษณะสมรรถนะสูงของเซอร์โวหรือสเต็ปเปอร์มอเตอร์อาจถือว่ามากเกินไปสำหรับการใช้งานทั่วไป

2. แอพปรับความเร็วได้?

การใช้งานความเร็วที่เปลี่ยนแปลงได้โดยทั่วไปต้องใช้ความเร็วที่กะทัดรัดและความแปรผันของความเร็ว เช่นเดียวกับการกำหนดทางลาดเร่งความเร็วและการชะลอตัว ในการใช้งานจริง การลดความเร็วของมอเตอร์อุตสาหกรรม เช่น พัดลมและปั๊มแรงเหวี่ยง มักจะทำเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพโดยการจับคู่การใช้พลังงานกับโหลด แทนที่จะทำงานที่ความเร็วเต็มและควบคุมปริมาณหรือระงับเอาท์พุต สิ่งเหล่านี้มีความสำคัญมากที่ต้องพิจารณาสำหรับการลำเลียงการใช้งาน เช่น ไลน์การบรรจุขวด การผสมผสานระหว่างมอเตอร์ AC และ VFDS ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและทำงานได้ดีในการใช้งานความเร็วที่หลากหลาย ทั้งมอเตอร์ AC และ DC พร้อมไดรฟ์ที่เหมาะสมทำงานได้ดีในการใช้งานที่มีความเร็วหลายระดับ การกำหนดค่ามอเตอร์กระแสตรงและไดรฟ์เป็นทางเลือกเดียวสำหรับมอเตอร์แบบปรับความเร็วได้มานานแล้ว และส่วนประกอบของมอเตอร์เหล่านี้ได้รับการพัฒนาและพิสูจน์แล้ว แม้กระทั่งในปัจจุบัน มอเตอร์กระแสตรงยังได้รับความนิยมในการใช้งานแบบความเร็วแปรผัน แรงม้าแบบเศษส่วน และมีประโยชน์ในการใช้งานที่ความเร็วต่ำ เนื่องจากสามารถให้แรงบิดเต็มที่ที่ความเร็วต่ำ และแรงบิดคงที่ที่ความเร็วมอเตอร์อุตสาหกรรมต่างๆ อย่างไรก็ตาม การบำรุงรักษามอเตอร์กระแสตรงเป็นประเด็นที่ต้องพิจารณา เนื่องจากหลายๆ คนจำเป็นต้องเปลี่ยนแปรงและเสื่อมสภาพเนื่องจากการสัมผัสกับชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว มอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่านช่วยขจัดปัญหานี้ แต่มีราคาแพงกว่าและมอเตอร์อุตสาหกรรมที่มีให้เลือกมากมายก็มีน้อยกว่า การสึกหรอของแปรงไม่เป็นปัญหากับมอเตอร์เหนี่ยวนำกระแสสลับ ในขณะที่ไดรฟ์ความถี่แปรผัน (VFDS) มีตัวเลือกที่มีประโยชน์สำหรับการใช้งานที่มีกำลังเกิน 1 HP เช่น พัดลมและการปั๊ม ซึ่งสามารถเพิ่มประสิทธิภาพได้ การเลือกประเภทไดรฟ์เพื่อใช้งานมอเตอร์อุตสาหกรรมสามารถเพิ่มความตระหนักรู้ตำแหน่งได้ สามารถเพิ่มตัวเข้ารหัสลงในมอเตอร์ได้หากการใช้งานต้องการ และสามารถระบุไดรฟ์เพื่อใช้การตอบสนองของตัวเข้ารหัสได้ ด้วยเหตุนี้ การตั้งค่านี้จึงสามารถให้ความเร็วเหมือนเซอร์โวได้

3. คุณต้องการการควบคุมตำแหน่งหรือไม่?

การควบคุมตำแหน่งอย่างแน่นหนาทำได้โดยการตรวจสอบตำแหน่งของมอเตอร์อย่างต่อเนื่องในขณะที่เคลื่อนที่ การใช้งาน เช่น การวางตำแหน่งไดรฟ์เชิงเส้นสามารถใช้สเต็ปเปอร์มอเตอร์ที่มีหรือไม่มีฟีดแบ็คหรือเซอร์โวมอเตอร์ที่มีการป้อนกลับโดยธรรมชาติ สเต็ปเปอร์จะเคลื่อนที่อย่างแม่นยำไปยังตำแหน่งหนึ่งด้วยความเร็วปานกลาง จากนั้นจึงยึดตำแหน่งนั้นไว้ ระบบสเต็ปเปอร์แบบวงเปิดให้การควบคุมตำแหน่งที่ทรงพลังหากมีขนาดเหมาะสม เมื่อไม่มีการตอบรับ สเต็ปเปอร์จะย้ายตามจำนวนขั้นตอนที่แน่นอน เว้นแต่จะพบกับการหยุดชะงักของโหลดเกินความจุ เมื่อความเร็วและไดนามิกของการใช้งานเพิ่มขึ้น การควบคุมสเต็ปเปอร์แบบวงรอบเปิดอาจไม่ตรงตามข้อกำหนดของระบบ ซึ่งจำเป็นต้องอัปเกรดเป็นสเต็ปเปอร์หรือระบบเซอร์โวมอเตอร์พร้อมข้อมูลป้อนกลับ ระบบวงปิดให้โปรไฟล์การเคลื่อนไหวความเร็วสูงที่แม่นยำและการควบคุมตำแหน่งที่แม่นยำ ระบบเซอร์โวให้แรงบิดที่สูงกว่าสเต็ปเปอร์ที่ความเร็วสูง และยังทำงานได้ดีกว่าในโหลดไดนามิกสูงหรือการใช้งานที่มีการเคลื่อนไหวที่ซับซ้อน สำหรับการเคลื่อนไหวที่มีประสิทธิภาพสูงโดยมีตำแหน่งเกินพิกัดต่ำ ความเฉื่อยของโหลดที่สะท้อนควรตรงกับความเฉื่อยของเซอร์โวมอเตอร์ให้มากที่สุด ในบางแอปพลิเคชัน ค่าที่ไม่ตรงกันสูงสุด 10:1 ก็เพียงพอแล้ว แต่ค่าที่ไม่ตรงกันสูงสุดคือ 1:1 การลดเกียร์เป็นวิธีที่ดีในการแก้ปัญหาความเฉื่อยที่ไม่ตรงกัน เนื่องจากความเฉื่อยของโหลดที่สะท้อนจะลดลงตามกำลังสองของอัตราส่วนการส่งกำลัง แต่ต้องคำนึงถึงความเฉื่อยของกระปุกเกียร์ในการคำนวณด้วย