Sprievodca jednosmerným elektromotorom: výber, špecifikácie a rozhodnutia o dodatočnej montáži

A 400 kW jednosmerný elektrický motor na mokrom konci papierenského stroja udržuje rýchlosť v rozmedzí 0,1 % v rozsahu 20:1, pretože napätie kotvy určuje rýchlosť, zatiaľ čo prúd poľa určuje krútiaci moment. Toto rozdelenie je dôvodom, prečo sa stroje na jednosmerný prúd stále objednávajú na prevíjanie, zdvíhacie zariadenia, extrudéry a stojany na obracanie mlynov, aj keď striedavé pohony s premenlivou frekvenciou vyhrávajú takmer každý projekt na zelenej lúke. Úzka otázka, ktorej väčšina závodov čelí, je iná: je jednosmerný motor stále správnou odpoveďou pre jeden konkrétny poháňaný stroj a čo patrí do špecifikácie, aby ho udržal v chode ďalších pätnásť rokov?

Na tomto konci trhu dominuje clo na dodatočné vybavenie. Keď boli rám, spojka, prevodovka a základ dimenzované okolo stroja na jednosmerný prúd, výmena striedavého motora plus pohonu zvyčajne znamená prepracovanie mechanického rozhrania, preloženie káblových žľabov a opätovné overenie modelu krútiaceho momentu v procese, ktorý si nemôže dovoliť dlhý výpadok. Ponechanie existujúceho motora a výmena meniča, napájacieho zdroja a zariadenia so spätnou väzbou je často kratšia cesta späť do výroby.

Zvyšok tejto príručky sa zaoberá tým, čo je to jednosmerný motor, kde stále prekonáva striedavý pohon, ktoré čísla rozhodujú o špecifikácii, ako tieto stroje zlyhávajú a ako ho kúpiť bez zdedenia problémov iného závodu.

Čo je to vlastne jednosmerný elektromotor

Jednosmerný elektrický motor je rotačný stroj, ktorý premieňa jednosmernú elektrickú energiu na mechanický krútiaci moment privádzaním prúdu cez komutátor a súpravu kefky do vinutia kotvy, zatiaľ čo samostatne dodávané budiace vinutie vytvára magnetický tok. Krútiaci moment je úmerný prúdu kotvy vynásobenému tokom poľa; rýchlosť stúpa s napätím kotvy a klesá so zvyšujúcim sa tokom poľa. Pretože tieto dve premenné pochádzajú z nezávislých zdrojov energie, stroj poskytuje menovitý krútiaci moment pri zastavení a udržiava nastavenú rýchlosť bez modelu rotora.

Päť zostáv nesie všetko, na čom záleží pri prevádzke:

• Rámové a poľné póly, ktoré nesú hlavný tok a na väčších rámoch kompenzačné vinutie, ktoré ruší reakciu kotvy pod čelom pólu.
• Interpóly zapojené do série s kotvou, ktoré obracajú prúd v cievke, keď prechádza kefou, a udržiavajú komutáciu bez iskrenia.
• Laminovaná kotva, ktorej vinutie premieňa prúd na krútiaci moment.
• Prevodovka komutátora a kefy, jediné diely, ktoré sa pri bežnej prevádzke opotrebúvajú.
• Chladiaci okruh, bežne IC06 samostatne vetraný alebo IC17 vzduch-vzduch na veľkých rámoch a IC411 na menších.

Samostatne budené stroje potrebujú pevné napájanie poľa: prúd poľa, ktorý poklesne počas poklesu napätia v závode, mení tok, mení rýchlosť a môže v priebehu niekoľkých cyklov pretlačiť hranu kefy do iskrenia. Hardvér statického budenia, ktorý udržuje stabilný prúd poľa pri kolísaní napájania, je to, čo udržuje komutáciu a stabilitu rýchlosti predvídateľnú počas dlhej životnosti.

Vlastné a štandardné budiace skrine pre riadenie motora Prispôsobiteľné budiace skrine regulujú prúd poľa, aby sa zachoval stabilný tok, rýchlosť a komutácia pre samostatne budené motorové systémy. Zobraziť produkt →

Kde jednosmerný elektrický motor stále poráža striedavý pohon

Jednosmerný motor je lepšou voľbou v štyroch špecifických situáciách: vyžaduje sa plný krútiaci moment pri nulových otáčkach, rozsah konštantného krútiaceho momentu je širší ako 10:1, existujúce mechanické rozhranie musí byť zachované až po drážku hriadeľa, alebo zaťaženie vyžaduje veľmi vysoký vypínací moment bez prevodovky. Mimo týchto prípadov je indukčný motor s vektorovo riadeným pohonom lacnejší na nákup, lacnejší na údržbu a efektívnejší na prevádzku.

V dielni sa povinnosti DC, ktoré prežijú, riadia predvídateľným vzorom:

Žiadna z týchto povinností nie je zvolená pre efektívnosť. Vyberajú sa preto, že poháňaný stroj, procesné okno alebo rozpočet na výpadok neponecháva lacnejší spôsob, ako udržať rovnaký výkon.

Čísla, ktoré rozhodujú o špecifikácii DC motora

O väčšine špecifikácií jednosmerného motora rozhoduje päť hodnôt: napätie kotvy, napätie poľa, základná rýchlosť, maximálna rýchlosť a požadovaný krútiaci moment pri nulovej rýchlosti. Chladenie, trieda izolácie, stupeň krytia a typ spätnej väzby vyplývajú z pracovného cyklu a prostredia okolo stroja.

Napätie kotvy je normálne fixované konvertorom, ktorý bude napájať motor, takže je to skôr prvé obmedzenie na potvrdenie ako posledné. Na zvlnení záleží rovnako ako na nominálnej hodnote: vysoké zvlnenie meniča s nízkou záťažou zvyšuje zahrievanie kotvy a skracuje životnosť filmu komutátora, preto sú pracovný cyklus a menovitý výkon meniča špecifikované spoločne.

Tieto body sú skutočné, ale len zriedka rozhodujú o projekte sami. Dodatočné vybavenie, ktoré opätovne používa existujúci motor, zabraňuje mechanickej práci, času uvádzania do prevádzky a procesným rizikám; energetická pokuta sa obnoví iba počas rokov nepretržitej prevádzky. Ak stroj beží 8000 hodín ročne, aritmetické zmeny a výpočet celého životného cyklu patria do obchodného prípadu.

Ako jednosmerný motor zlyhá a čo to stojí

Jednosmerný stroj zriedka zomrie na vinutí; umiera na komutátore. Opotrebenie kief, poškodenie filmu, iskrenie a preskok predstavujú väčšinu neplánovaných odstávok jednosmerného motora a každý z nich sa vyvíja dostatočne pomaly, aby ho zachytila ​​plánovaná kontrola.

• Rozpad filmu komutátora. Nesprávna trieda kefy, nízka vlhkosť alebo kontaminovaný chladiaci vzduch odstraňujú oxidový film a v priebehu týždňov dôjde k iskreniu.
• Opotrebenie a vŕzganie štetcov. Stratený tlak pružiny, oválny komutátor alebo vibrácie stroja urýchľujú opotrebovanie a zanechávajú nerovnomerné stopy kefy.
• Flashover. Náhle preťaženie alebo strata poľa prechádza cez ramená kefy a zvyčajne končí zberom komutátora na mieste alebo v dielni.
• Interpol a kompenzovanie porúch vinutia. Uvoľnené spojenie alebo skratovaná otáčka sa prejaví ako silné iskrenie pri zaťažení, a nie pri voľnom zaťažení.
• Starnutie izolácie. Cyklické zaťaženie a tepelné cyklovanie skrehnú izoláciu kotvy dlho predtým, než sa ložiská sťažujú.
• Kontaminácia. Uhlíkový prach, olejová hmla a vlhkosť v chladiacom vzduchu napádajú izoláciu aj fóliu a na papierových alebo potravinárskych linkách sa uhlíkový prach stáva problémom kvality produktu.

To je tiež dôvod, prečo je prestavba legitímnou odpoveďou. Prevíjanie, skracovanie a prepáskovanie jednosmernej kotvy, potom opätovné namontovanie kefového prevodu podľa pôvodných výkresov často stojí zlomok nového motora a mechanické rozhranie zostáva nedotknuté. Rozhodnutie závisí od stavu stúpačiek komutátora a od toho, či sú pôvodné jadro a hriadeľ stále v tolerancii.

Ako špecifikovať a získať jednosmerný motor bez popálenia

Začnite od poháňaného stroja, nie od starého štítku. Náhrada, ktorá zodpovedá typovému štítku, ale ignoruje spojku, pracovný cyklus a okolité podmienky, je najdrahší druh opravy.

1. Zaznamenajte si mechanické rozhranie: priemer a predĺženie hriadeľa, drážku pre pero, vzor príruby alebo pätky, výšku stredu a akúkoľvek brzdu alebo tacho namontovanú na strane bez pohonu.
2. Zapíšte si pracovný cyklus: nepretržitý alebo prerušovaný, štarty za hodinu, cykly spätného chodu, okolitá teplota, nadmorská výška a ako dlho stroj beží pod základnou rýchlosťou.
3. Pred vyžiadaním cien opravte elektrickú obálku: napätie kotvy dostupné z meniča, napätie poľa, typ zariadenia so spätnou väzbou a či je menič ponechaný alebo vymenený.
4. Nastavte požiadavky na teplo a ochranu: trieda izolácie F s minimálnym zvýšením triedy B, hodnotenie IP zodpovedajúce prachu a umývaniu, ohrievače priestoru, RTD a vypnutie teploty vinutia.
5. Odsúhlaste balík náhradných dielov a dokumentácie: triedu a sadu kief, pružiny, držiaky, postup údržby komutátora, protokol o skúške vo výrobe a rozmerový výkres.

Povinnosť v nebezpečnom prostredí pridáva ďalšiu vrstvu. Jednosmerný prúd s kefovým prevodom v oblasti zóny 1 sa bežne dodáva v nevýbušnom kryte a rozsah certifikácie musí pokrývať svorkovnicu, ohrievače priestoru a tacho, ako aj samotný motor. Nákup motora, dodávky na mieste a štartovacieho zariadenia ako zladeného balíka odstraňuje väčšinu integračného rizika; Shanghai Pinxing Motor Co., Ltd. vyrába vysokonapäťové, nízkonapäťové a nevýbušné motorové rady, ako aj DC a riadiaci hardvér okolo nich a jeho zdokumentované inštalácie projektu ukázať, čomu čelia zariadenia v uhoľných, petrochemických a hutníckych závodoch.

Dodatočné vybavenie sa zriedka zastaví pri motore. Ak je napájací zdroj jednosmerného prúdu v závode starší ako pohon, ktorý napája, výmena distribučného hardvéru v rovnakom výpadku zabráni druhému vypnutiu neskôr v tom istom roku.

Vlastné DC napájacie panely pre štartovanie a ovládanie motora Napájacie panely s jednosmerným prúdom na spúšťanie a ovládanie motora, relevantné, keď si retrofity vyžadujú výmenu starnúceho distribučného hardvéru riadiaceho napájania DC. Zobraziť produkt →

Často kladené otázky o jednosmerných elektromotoroch

Na čo slúži jednosmerný elektrický motor?

Poháňa bremená, ktoré potrebujú plný krútiaci moment pri nulových otáčkach alebo veľmi široký rozsah konštantného krútiaceho momentu: reverzné mlynské stojany, sekcie papierenských strojov, banské výťahy, extrudéry, žeriavové kladkostroje a malé pohony s permanentnými magnetmi v zariadeniach napájaných z batérií.

Je jednosmerný motor lepší ako striedavý motor s VFD?

Pre nové inštalácie nie. Striedavý motor s vektorovým pohonom je efektívnejší a nevyžaduje údržbu kefy. V prípade existujúceho stroja na jednosmerný prúd vo vnútri pevného mechanického rozhrania je ponechanie motora na jednosmerný prúd často rýchlejšie a lacnejšie ako opätovné opracovanie hnacieho ústrojenstva.

Ako dlho vydrží jednosmerný motor?

Pätnásť rokov alebo viac je normálne s plánovanou kontrolou kief, kontrolami filmu a pravidelným zberom komutátora. Obmedzujúcim faktorom je zvyčajne stav komutátora a izolácie, nie životnosť ložiska.

Môže byť jednosmerný motor použitý v nebezpečnej oblasti?

Áno, normálne v nevýbušnom kryte s certifikovaným kefovým prevodom, svorkovnicou a príslušenstvom. Rozsah certifikácie musí pokrývať každý komponent pridaný do stroja, vrátane ohrievačov priestoru a zariadení so spätnou väzbou rýchlosti.