Bagaimana cara memilih motor otomasi industri?

Ada empat jenis beban motor otomasi industri:

1. Tenaga kuda yang dapat disesuaikan dan torsi konstan: Aplikasi dengan tenaga kuda yang dapat disesuaikan dan torsi konstan meliputi konveyor, derek, dan pompa roda gigi. Dalam aplikasi ini, torsi konstan karena bebannya konstan. Tenaga kuda yang dibutuhkan dapat bervariasi tergantung pada aplikasinya, sehingga motor AC dan DC kecepatan konstan merupakan pilihan yang baik.

2. Torsi variabel dan daya kuda konstan: Contoh aplikasi torsi variabel dan daya kuda konstan adalah mesin penggulung kertas. Kecepatan material tetap sama, yang berarti daya kuda tidak berubah. Namun, seiring bertambahnya diameter gulungan, beban berubah. Pada sistem kecil, ini merupakan aplikasi yang baik untuk motor DC atau motor servo. Daya regeneratif juga menjadi pertimbangan dan harus dipertimbangkan saat menentukan ukuran motor industri atau memilih metode kontrol energi. Motor AC dengan enkoder, kontrol loop tertutup, dan penggerak kuadran penuh dapat memberikan manfaat pada sistem yang lebih besar.

3. Daya kuda dan torsi yang dapat disesuaikan: kipas, pompa sentrifugal, dan agitator membutuhkan daya kuda dan torsi yang dapat disesuaikan. Seiring dengan peningkatan kecepatan motor industri, output beban juga meningkat seiring dengan daya kuda dan torsi yang dibutuhkan. Jenis beban inilah yang menjadi titik awal pembahasan efisiensi motor, dengan inverter yang memuat motor AC menggunakan penggerak kecepatan variabel (VSD).

4. Kontrol posisi atau kontrol torsi: Aplikasi seperti penggerak linier, yang membutuhkan pergerakan presisi ke berbagai posisi, memerlukan kontrol posisi atau torsi yang ketat, dan seringkali memerlukan umpan balik untuk memverifikasi posisi motor yang benar. Motor servo atau stepper adalah pilihan terbaik untuk aplikasi ini, tetapi motor DC dengan umpan balik atau motor AC berbeban inverter dengan enkoder umumnya digunakan dalam lini produksi baja atau kertas dan aplikasi serupa.

Berbagai jenis motor industri

Meskipun terdapat lebih dari 36 jenis motor AC/DC yang digunakan dalam aplikasi industri, terdapat banyak tumpang tindih dalam aplikasi industri, dan pasar telah mendorong penyederhanaan pemilihan motor. Hal ini mempersempit pilihan praktis motor di sebagian besar aplikasi. Enam jenis motor yang paling umum, yang cocok untuk sebagian besar aplikasi, adalah motor DC tanpa sikat dan dengan sikat, motor sangkar bajing dan rotor belitan AC, motor servo dan stepper. Jenis-jenis motor ini cocok untuk sebagian besar aplikasi, sementara jenis lainnya hanya digunakan untuk aplikasi khusus.

Tiga jenis utama aplikasi motor industri

Tiga aplikasi utama motor industri adalah kecepatan konstan, kecepatan variabel, dan kontrol posisi (atau torsi). Situasi otomasi industri yang berbeda memerlukan aplikasi dan permasalahan yang berbeda pula, serta rangkaian permasalahannya sendiri. Misalnya, jika kecepatan maksimum kurang dari kecepatan referensi motor, diperlukan gearbox. Hal ini juga memungkinkan motor yang lebih kecil untuk beroperasi pada kecepatan yang lebih efisien. Meskipun terdapat banyak informasi daring tentang cara menentukan ukuran motor, ada banyak faktor yang harus dipertimbangkan pengguna karena banyak detail yang perlu dipertimbangkan. Menghitung inersia beban, torsi, dan kecepatan mengharuskan pengguna untuk memahami parameter seperti massa total dan ukuran (radius) beban, serta gesekan, rugi-rugi gearbox, dan siklus mesin. Perubahan beban, kecepatan akselerasi atau deselerasi, dan siklus kerja aplikasi juga harus dipertimbangkan, jika tidak, motor industri dapat mengalami panas berlebih. Motor induksi AC merupakan pilihan populer untuk aplikasi gerak putar industri. Setelah memilih jenis dan ukuran motor, pengguna juga perlu mempertimbangkan faktor lingkungan dan jenis rumah motor, seperti rangka terbuka dan aplikasi pencucian rumah baja tahan karat.

Cara memilih motor industri

Tiga masalah utama pemilihan motor industri

1. Aplikasi kecepatan konstan?

Pada aplikasi kecepatan konstan, motor biasanya berjalan pada kecepatan yang sama dengan sedikit atau tanpa mempertimbangkan ramp akselerasi dan deselerasi. Jenis aplikasi ini biasanya berjalan menggunakan kontrol on/off jalur penuh. Rangkaian kontrol biasanya terdiri dari sekring sirkuit cabang dengan kontaktor, starter motor industri dengan beban lebih, dan pengontrol motor manual atau soft starter. Baik motor AC maupun DC cocok untuk aplikasi kecepatan konstan. Motor DC menawarkan torsi penuh pada kecepatan nol dan memiliki basis pemasangan yang besar. Motor AC juga merupakan pilihan yang baik karena memiliki faktor daya yang tinggi dan hanya membutuhkan sedikit perawatan. Sebaliknya, karakteristik kinerja tinggi dari motor servo atau stepper akan dianggap berlebihan untuk aplikasi yang sederhana.

2. Aplikasi kecepatan variabel?

Aplikasi kecepatan variabel biasanya memerlukan kecepatan dan variasi kecepatan yang ringkas, serta ramp akselerasi dan deselerasi yang ditentukan. Dalam aplikasi praktis, pengurangan kecepatan motor industri, seperti kipas dan pompa sentrifugal, biasanya dilakukan untuk meningkatkan efisiensi dengan menyesuaikan konsumsi daya dengan beban, alih-alih beroperasi pada kecepatan penuh dan membatasi atau menekan output. Hal ini sangat penting untuk dipertimbangkan dalam aplikasi konveyor seperti jalur pembotolan. Kombinasi motor AC dan VFD banyak digunakan untuk meningkatkan efisiensi dan bekerja dengan baik dalam berbagai aplikasi kecepatan variabel. Motor AC dan DC dengan penggerak yang sesuai bekerja dengan baik dalam aplikasi kecepatan variabel. Motor DC dan konfigurasi penggeraknya telah lama menjadi satu-satunya pilihan untuk motor kecepatan variabel, dan komponen-komponennya telah dikembangkan dan terbukti. Bahkan saat ini, motor DC populer dalam aplikasi kecepatan variabel, daya kuda fraksional, dan berguna dalam aplikasi kecepatan rendah karena dapat memberikan torsi penuh pada kecepatan rendah dan torsi konstan pada berbagai kecepatan motor industri. Namun, perawatan motor DC merupakan hal yang perlu dipertimbangkan, karena banyak yang memerlukan komutasi dengan sikat dan aus karena kontak dengan komponen yang bergerak. Motor DC tanpa sikat mengatasi masalah ini, tetapi harganya lebih mahal di awal dan pilihan motor industri yang tersedia lebih sedikit. Keausan sikat bukan masalah pada motor induksi AC, sementara penggerak frekuensi variabel (VFD) menyediakan opsi yang berguna untuk aplikasi di atas 1 HP, seperti kipas dan pemompaan, yang dapat meningkatkan efisiensi. Memilih jenis penggerak untuk menjalankan motor industri dapat meningkatkan kesadaran posisi. Sebuah enkoder dapat ditambahkan ke motor jika aplikasi membutuhkannya, dan sebuah penggerak dapat ditentukan untuk menggunakan umpan balik enkoder. Hasilnya, pengaturan ini dapat menghasilkan kecepatan seperti servo.

3. Apakah Anda memerlukan kontrol posisi?

Kontrol posisi yang ketat dicapai dengan terus-menerus memverifikasi posisi motor saat bergerak. Aplikasi seperti pemosisian penggerak linier dapat menggunakan motor stepper dengan atau tanpa umpan balik, atau motor servo dengan umpan balik inheren. Motor stepper bergerak secara presisi ke suatu posisi pada kecepatan sedang, lalu mempertahankan posisi tersebut. Sistem stepper loop terbuka memberikan kontrol posisi yang kuat jika ukurannya tepat. Ketika tidak ada umpan balik, stepper akan bergerak sesuai jumlah langkah yang tepat, kecuali jika mengalami gangguan beban yang melebihi kapasitasnya. Seiring dengan peningkatan kecepatan dan dinamika aplikasi, kontrol stepper loop terbuka mungkin tidak memenuhi persyaratan sistem, sehingga memerlukan peningkatan ke sistem stepper atau motor servo dengan umpan balik. Sistem loop tertutup memberikan profil gerak yang presisi dan berkecepatan tinggi serta kontrol posisi yang presisi. Sistem servo memberikan torsi yang lebih tinggi daripada stepper pada kecepatan tinggi dan juga bekerja lebih baik pada beban dinamis tinggi atau aplikasi gerak kompleks. Untuk gerak berkinerja tinggi dengan overshoot posisi rendah, inersia beban pantul harus sedapat mungkin sesuai dengan inersia motor servo. Dalam beberapa aplikasi, ketidakcocokan hingga 10:1 sudah cukup, tetapi kecocokan 1:1 optimal. Reduksi gigi merupakan cara yang baik untuk mengatasi masalah ketidakcocokan inersia, karena inersia beban pantul berkurang kuadrat rasio transmisi, tetapi inersia kotak roda gigi harus diperhitungkan dalam perhitungan.