Maiņstrāvas vai līdzstrāvas piedziņa rūpnieciskajām iekārtām? Praktiska lēmumu pieņemšanas rokasgrāmata jaunām instalācijām un mantotajām sistēmām

Gan jaunai sūkņu stacijai, gan divdesmit{0}}gadus-līdzstrāvas tinējam var būt nepieciešama mainīga ātruma kontrole, taču tiem nevajadzētu sākt ar vienu un to pašu atlases loģiku. Praktiskais maiņstrāvas piedziņas un līdzstrāvas piedziņas lēmums ir atkarīgs no jau uzstādītā motora, slodzes, nepieciešamā ātruma un griezes momenta, bremzēšanas uzvedības, atgriezeniskās saites, vadības arhitektūras, apkopes iespējām un paredzamā mašīnas kalpošanas laika.

Daudzām jaunām mainīga ātruma mašīnām maiņstrāvas motors ar mainīgas frekvences piedziņu jeb VFD ir viena no pirmajām arhitektūrām, ko novērtē inženieri. Esošā līdzstrāvas iekārta ir atšķirīga. Ja motors ir veselīgs, piedziņa joprojām ir atbalstāma un ražošana ir stabila, līdzstrāvas sistēmas saglabāšana vai nomaiņa var radīt mazāku risku nekā pilnīga pārveidošana.

Šajā rokasgrāmatā galvenā uzmanība pievērsta šim lēmumam. Plašāku tehnoloģiju salīdzinājumu skatiet mūsuMaiņstrāvas un līdzstrāvas diskdziņi: 8 galvenās atšķirības un rokasgrāmata, kā izvēlēties rūpnieciskiem lietojumiem. Šeit galvenā uzmanība tiek pievērsta tam, ko vispirms novērtēt jaunai instalācijai, neveiksmīgam diskam vai mantotai sistēmai.

Sāciet ar projekta veidu, nevis diska veidu

Pirms zīmolu vai jaudas reitingu salīdzināšanas definējiet projektu.

Šis ir pārbaudes rīks, nevis galīgā atlase. Motora dati, slodzes uzvedība, bremzēšana, atgriezeniskā saite, vide, automatizācijas prasības un dzīves cikls joprojām nosaka rezultātu.

Kā atšķiras maiņstrāvas un līdzstrāvas piedziņas sistēmas

Maiņstrāvas piedziņa, parasti VFD mainīga ātruma lietojumos, kontrolē maiņstrāvas motoru, regulējot izejas frekvenci un spriegumu. Tipisks VFD iztaisno ienākošo maiņstrāvu līdzstrāvai, saglabā to līdzstrāvas kopnē un izmanto invertoru, lai izveidotu kontrolētu maiņstrāvas izvadi. V/f, bezsensoru vektors un slēgtā-cilpas vektora vadība nodrošina dažādus griezes momenta reakcijas un ātruma regulēšanas līmeņus.

Līdzstrāvas piedziņa kontrolē līdzstrāvas motoru, izmantojot armatūru un lauka regulēšanu. Dažas sistēmas izmanto arī kodētāja vai tahometra atgriezenisko saiti.

Galvenā problēma ir saderība, nevis tā, kura tehnoloģija izklausās jaunāka. Parastais VFD ir paredzēts maiņstrāvas motoram, savukārt līdzstrāvas piedziņa ir veidota ap līdzstrāvas motoru. Šī atšķirība var ietekmēt nomaiņas apjomu, atgriezenisko saiti, bremzēšanu, elektroinstalāciju, PLC integrāciju un nodošanu ekspluatācijā.

Lai iegūtu detalizētu informāciju par VFD darbību un izmēru, izmantojiet mūsuKas ir mainīgas frekvences disks (VFD)?rokasgrāmatu, nevis atkārtojiet šos pamatus šeit.

Faktori, kas faktiski nosaka maiņstrāvas vai līdzstrāvas piedziņas izvēli

1. Sāciet ar motoru

Pierakstiet, vai motors ir maiņstrāvas vai līdzstrāvas motors, pēc tam uzņemiet ražotāju, modeli, nominālo spriegumu, nominālo strāvu, kW vai HP, nominālo ātrumu un atgriezeniskās saites ierīci.

Nomaiņas projektam skaidras motora un piedziņas datu plākšņu fotogrāfijas bieži ir noderīgākas nekā pieprasījums, piemēram, "Man ir nepieciešams 30 kW diskdzinis". Motoriem ar vienādu nominālo jaudu var būt atšķirīgas strāvas, sprieguma, ātruma, siltuma un pārslodzes prasības. Mantotajam līdzstrāvas motoram ierakstiet arī armatūras un lauka datus, ja tie ir pieejami.

2. Definējiet griezes momenta, ātruma un vadības prasības

Nesamaziniet salīdzinājumu ar "līdzstrāvai ir labāks griezes moments" vai "maiņstrāva ir modernāks". Definējiet palaišanas griezes momentu, nepārtrauktu griezes momentu, minimālo un maksimālo ātrumu, paātrinājumu, palēninājumu, pārslodzes režīmu un nepieciešamo ātruma stabilitāti.

Sūknis atšķiras no piekrauta konveijera, ekstrūdera, pacēlāja vai uztīšanas. Pat divām mašīnām ar vienādu motora jaudu var būt vajadzīgas dažādas vadības metodes, jo slodze darbojas atšķirīgi palaišanas vai darbības laikā ar mazu ātrumu.

Pamata V/f vadība var būt piemērota daudziem sūkņiem un ventilatoriem. Bezsensoru vektora vadība var nodrošināt labāku griezes momenta reakciju. Slēgta{2}}cikla vadība var būt piemērota, ja nepieciešama stingrāka zema ātruma veiktspēja vai regulēšana, kas balstīta uz atgriezenisko saiti.

3. Agri pārbaudiet atsauksmes, bremzēšanu un atjaunošanu

Esošu kodētāju vai tahometru nevajadzētu uzskatīt par saderīgu ar ierosināto nomaiņu. Ierakstiet ierīci, signāla veidu, vadus un to, kā to izmanto vadības sistēma.

Bremzēšana var mainīt arī piedziņas arhitektūru. Jautājiet, vai mašīna griežas atpakaļgaitā, vai slodze var darbināt motoru, vai ir nepieciešama strauja kontrolēta ātruma samazināšana un vai mašīna darbības laikā atgriež enerģiju.

Īpaša uzmanība jāpievērš pacēlājiem, celtņiem, liftiem, tinējiem un augstas inerces iekārtām. Dažām lietojumprogrammām nepieciešama tikai kontrolēta rampa vai dinamiska bremzēšana. Citiem var būt nepieciešama reģenerācija. Bremzēšanas rezistors un reģeneratīvā sistēma nav viens un tas pats.

4. Salīdziniet enerģijas, apkopes un vietas apstākļus sistēmas līmenī

Izvairieties no tādiem apgalvojumiem kā "Maiņstrāva vienmēr ir efektīvāka". Sūkņiem un ventilatoriem ietaupījumus bieži vien nodrošina ātruma saskaņošana ar procesa pieprasījumu, nevis darbojas ar pilnu ātrumu un mehāniski droseles. Citām mašīnām rezultātu var mainīt slodzes profils, darba stundas, motora efektivitāte, vadības metode un reģeneratīvā darbība.

Apkope arī ir jānodala motora un piedziņas prasībās. Matētais līdzstrāvas motors ietver sukas un komutatoru. Maiņstrāvas motors novērš šīs īpašās nodiluma daļas, taču VFD joprojām ir atkarīgs no elektronikas, dzesēšanas, tīras gaisa plūsmas un piemērotiem darbības apstākļiem.

Apstipriniet apkārtējās vides temperatūru, augstumu virs jūras līmeņa, ja nepieciešams, putekļus, mitrumu, korpusa prasības, ventilāciju un pieejamo paneļa vietu. Kataloga vērtējumi neatceļ nepieciešamību pārbaudīt reālo instalācijas vidi.

5. Uztveriet piedziņu kā daļu no automatizācijas sistēmas

Pārbaudiet vadu I/O, analogās atsauces, kodētāja signālus, PLC loģiku, HMI diagnostiku un rūpnieciskos tīklus, piemēram, EtherNet/IP, PROFINET vai Modbus.

Viena tīkla atbalstīšana automātiski nepadara divus diskus savstarpēji aizstājamus. Vadības vārdi, opciju moduļi, parametru struktūras, kļūdu apstrāde un PLC kartēšana var atšķirties.

Šajā čekā ietilpst arī dzīves cikls. Tehniski piemērots piedziņa joprojām var būt slikta ilgtermiņa izvēle,{1}}ja svarīgajām rezerves daļām ir ilgs sagatavošanās laiks, atbalsts samazinās vai ir paredzēts, ka iekārta darbosies vēl daudzus gadus.

Jauna instalācija salīdzinājumā ar mantoto līdzstrāvas sistēmu

Ja projektējat jaunu mašīnu

Jauna mašīna sniedz inženieru komandai lielāku brīvību. Sāciet ar motoru un mehānisko slodzi, pēc tam definējiet darba, ātruma, griezes momenta, pārslodzes, bremzēšanas, vadības metodes, atgriezeniskās saites, tīkla, vides un dzīves cikla prasības.

Daudziem pašreizējiem mainīga ātruma lietojumiem maiņstrāvas motors un VFD tiek novērtēti agri. Tas neatceļ nepieciešamību pēc lietojumprogrammu inženierijas. Pacēlājiem, saskaņotām procesa līnijām, augstas inerces iekārtām un prasīgām zema ātruma slodzēm joprojām ir nepieciešama īpaša kontrole un bremzēšana.

Vispirms izvēlieties arhitektūru. Salīdziniet zīmolus un modeļus pēc tam, kad ir skaidras inženiertehniskās prasības.

Ja jums jau ir strādājoša līdzstrāvas sistēma

Nenomainiet stabilu līdzstrāvas sistēmu tikai tāpēc, ka tā ir vecāka. Ja motors ir veselīgs, ražošanas prasības ir izpildītas, apkopes komanda saprot aprīkojumu un joprojām ir pieejamas kritiskās rezerves daļas, saglabāšana var būt racionāla.

Tomēr sistēmas uzturēšanā jāiekļauj dzīves cikla plānošana. Reģistrējiet kritiskos modeļu numurus, identificējiet rezerves un remonta iespējas, pārraugiet atkārtotas kļūmes un definējiet apstākļus, kas varētu izraisīt nomaiņas vai migrācijas pētījumu.

Ja esošais līdzstrāvas disks ir atteicies

Neveiksmīgs diskdzinis parasti rada trīs ceļus: remontu, saderīgu līdzstrāvas nomaiņu vai maiņstrāvas motoru un VFD migrāciju.

Saderīga nomaiņa var būt pievilcīga, ja ražošana ir ātri jāatsāk un motors, atgriezeniskā saite, PLC loģika, bremžu arhitektūra un iekārta joprojām darbojas. Migrācija kļūst aktuālāka, ja atkārtojas kļūmes, ir grūti iegūt detaļas, pieaug motora apkope, tiek modernizētas vadības ierīces vai mašīnai ir ilgs atlikušais kalpošanas laiks.

Lai iegūtu detalizētu saglabāšanas, nomaiņas vai migrēšanas darbplūsmu, izmantojiet mūsuLīdzstrāvas piedziņas modernizācijas rokasgrāmata. Šim rakstam ir jāpaliek par atlases ceļvedi, savukārt modernizēšanas rokasgrāmatā ir aprakstīts viss pārveidošanas process.

Vai VFD var aizstāt līdzstrāvas disku?

Parasti nav tik vienkārša vienai elektrības nomaiņai. Parastais rūpnieciskais VFD kontrolē maiņstrāvas motoru, savukārt līdzstrāvas piedziņa kontrolē līdzstrāvas motoru, izmantojot enkura un lauka ķēdes. Tāpēc pāreja uz maiņstrāvas arhitektūru var ietekmēt daudz vairāk nekā disku.

Tāpēc tikai VFD cena nevar aprakstīt modernizācijas izmaksas. Salīdziniet visu instalēto projektu.

Migrāciju ir vērts novērtēt, kad dzīves cikla risks sāk pārsniegt modernizācijas risku. Atkārtotas kļūmes, ilgs rezerves izpildes laiks, periodisks serviss, plānota izslēgšana, vadības ierīču modernizācija vai ilgs atlikušais mašīnas kalpošanas laiks ir izplatīti faktori.

Atlase pēc pieteikuma

Iekārtas nosaukumam vien nevajadzētu izšķirt disku. Diviem konveijeriem var būt dažādi iedarbināšanas pienākumi, un diviem pacēlājiem var būt ļoti atšķirīgas bremzēšanas prasības.

Divi praktiskie atlases scenāriji

1. scenārijs: jauna sūkņa vai ventilatora sistēma

Sāciet ar motora spriegumu un nominālo strāvu, pēc tam definējiet darbības profilu. Ja procesa pieprasījums būtiski mainās, mainīga ātruma kontrole var būt vērtīga, jo motora ātrums var sekot pieprasījumam, nevis paļauties tikai uz mehānisku droseļvārstu.

Pēc tam izvēlieties vajadzīgo vadības metodi un apstipriniet PLC saziņu, skapja vidi un projekta īpašās harmonikas vai EMC prasības. Rezultātā iegūtā arhitektūra var būt maiņstrāvas motors un VFD, taču lēmums tiek pieņemts, pamatojoties uz procesa datiem, nevis no iekārtas nosaukuma.

2. scenārijs: novecojošs līdzstrāvas tinējs vai pacēlājs

Sāciet ar līdzstrāvas motora un esošās piedziņas stāvokli. Pēc tam nosakiet kvadrantu darbību, kodētāja vai tahometra atgriezenisko saiti, atpakaļgaitu, reģenerāciju, zema ātruma griezes momentu, PLC integrāciju, rezerves pieejamību un pieņemamu dīkstāves laiku.

Ja saderīga līdzstrāvas nomaiņa var saglabāt pārbaudītu arhitektūru ar ierobežotu ražošanas risku, tā var būt praktiska īstermiņa iespēja. Ja atbalstāmība samazinās un mašīnai vēl ir priekšā daudzu darba gadu, tie paši dati var atbalstīt maiņstrāvas migrācijas pētījumu.

Salīdziniet kopējās īpašuma izmaksas, ne tikai pirkuma cenu

Zemāka piedziņas cena ne vienmēr nozīmē zemākas projekta izmaksas. Salīdziniet aparatūru, inženieriju, uzstādīšanu, nodošanu ekspluatācijā, dīkstāves, apkopi, rezerves daļas un dzīves cikla risku.

Līdzstrāvas un maiņstrāvas pārveidei aparatūrā var būt jauns motors, VFD, bremžu aprīkojums, atgriezeniskā saite, filtri, aizsardzības komponenti un paneļa modifikācijas. Inženierpakalpojumi var ietvert rasējumus, PLC un HMI izmaiņas, testēšanu un nodošanu ekspluatācijā.

Dīkstāve ir pelnījusi atsevišķu uzmanību. Tehniski pievilcīgs modernizācija joprojām var būt slikts biznesa lēmums, ja slēgšana ir ilgāka, nekā var paciest ražošanu. Plānotā pārbūve var radīt daudz labāku modernizācijas logu.

Vienkāršs projekta ietvars ir:

TCO=aparatūra + inženierija + uzstādīšana + dīkstāve + apkope + dzīves cikla risks

Šī ir lēmumu sistēma, nevis grāmatvedības standarts.

Kāda informācija jums jāsagatavo pirms diska izvēles?

Noderīgā piegādātāja aptaujā ir jāietver pietiekami daudz informācijas, lai novērstu nepiemērotas iespējas.

Ja maiņstrāvas risinājums jau ir piemērots, turpiniet ar mūsuMainīgas frekvences piedziņakategorijā, lai salīdzinātu rūpniecisko piedziņu saimes. Lai iegūtu detalizētas izmēra un kontroles metodes, izmantojietVFD rokasgrāmata. Ja projekts ietver instalētu līdzstrāvas iekārtu, izmantojietLīdzstrāvas piedziņas modernizācijas rokasgrāmatapirms uzskatīt to par vienkāršu aizstājēju.

SZCT automatizācijai piedziņas un motora datu plāksnītes, lietojuma informācija, spriegums un strāva, PLC vai tīkla prasības, daudzums un galamērķa valsts nodrošina daudz spēcīgāku sākumpunktu produkta novērtēšanai nekā kW vai HP atsevišķi.

Biežākās atlases kļūdas, no kurām jāizvairās

Izvēle tikai pēc kW vai ZS ir visizplatītākā kļūda. Nominālā strāva, spriegums, pārslodze, ātruma diapazons, vadības metode, bremzēšana, vide un automatizācijas savietojamība var mainīt pareizo izvēli.

Ir arī riskanti pieņemt, ka katra vecā līdzstrāvas sistēma ir jāpārveido. Stabilas mantotās sistēmas atbalsts joprojām var būt ekonomisks. Pretējs pieņēmums var būt tikpat dārgs. Atkārtotas kļūmes un rezerves pieejamības samazināšanās galu galā var padarīt plānoto migrāciju saprātīgāku nekā atkārtotu ārkārtas remontu.

Visbeidzot, neuztveriet VFD kā -līdzstrāvas nomaiņas kritumu vai nepieņemiet, ka divi diskdziņi, kas izmanto vienu protokolu, PLC darbosies identiski. Saderība ir jāpārbauda motora, atgriezeniskās saites, bremzēšanas, vadības, tīkla un iekārtas līmenī.

Galīgo lēmumu kontrolsaraksts

Saglabājiet līdzstrāvas sistēmu, kad iekārta ir uzticama, motors ir veselīgs, kritiskās rezerves daļas ir vadāmas, apkope joprojām ir pieņemama un migrācijas risks ir lielāks par paredzamo ieguvumu.

Izvēlieties saderīgu līdzstrāvas nomaiņu, ja arhitektūra ir pierādīta, ražošanas izmaiņas ir jāsamazina un var pārbaudīt elektriskās, atgriezeniskās saites, vadības, bremzēšanas un mehāniskās prasības.

Novērtējiet maiņstrāvas motoru un VFD migrāciju, kad atkārtojas kļūmes, atbalstāmība samazinās, apkope palielinās, vadības ierīces tiek modernizētas vai iekārtai ir ilgs atlikušais ražošanas mūžs.

Jaunai mašīnai vispirms definējiet slodzes un vadības prasības. Pēc tam atlasiet motora un piedziņas arhitektūru, pēc tam zīmolu, modeli un opcijas.

FAQ

 

 

Kāda ir galvenā atšķirība starp maiņstrāvas disku un līdzstrāvas disku?

Maiņstrāvas piedziņa kontrolē maiņstrāvas motoru, parasti mainot izejas frekvenci un spriegumu. Līdzstrāvas piedziņa kontrolē līdzstrāvas motoru, izmantojot armatūru un lauka vadību. Praksē nozīme ir arī slodzei, griezes momentam, bremzēšanai, atgriezeniskajai saitei, automatizācijas integrācijai, apkopei un dzīves ciklam.

Vai maiņstrāvas diskdzinis ir tas pats, kas VFD?

Daudzās rūpnieciskajās diskusijās "maiņstrāvas piedziņa" attiecas uz VFD, taču termini nav identiski. VFD īpaši kontrolē maiņstrāvas motora ātrumu, mainot izejas frekvenci un spriegumu.

Vai VFD var darbināt līdzstrāvas motoru?

Parastais rūpnieciskais VFD ir paredzēts maiņstrāvas motoram, tāpēc to nevajadzētu uzskatīt par tiešu kontrolieri standarta līdzstrāvas motoram. Līdzstrāvas maiņstrāvas pārveidei parasti ir nepieciešams sistēmas līmeņa novērtējums.

Kura piedziņa ir labāka zema ātruma griezes momentam?

Nav universāla uzvarētāja. Rezultāts ir atkarīgs no motora, vadības metodes, atgriezeniskās saites, ātruma diapazona, nepārtraukta griezes momenta, palaišanas griezes momenta un pārslodzes. Mūsdienu vektorvadības maiņstrāvas piedziņas var nodrošināt spēcīgu zema ātruma veiktspēju, savukārt daudzas līdzstrāvas sistēmas joprojām ir efektīvas prasīgos lietojumos.

Kas ir energoefektīvāks, maiņstrāvas vai līdzstrāvas piedziņa?

Salīdziniet visu ar motoru darbināmo sistēmu. Slodzes profils, darba stundas, motora efektivitāte, ātruma diapazons, vadības metode, droseles zudumi un reģeneratīvā darbība var ietekmēt enerģijas patēriņu.

Kas man jānosūta piegādātājam, lai saņemtu cenas piedāvājumu?

Nosūtiet visu esošo piedziņas modeli, notīriet piedziņas un motora datu plāksnītes fotoattēlus, spriegumu un nominālo strāvu, mašīnas pielietojumu, ātruma un slodzes prasības, bremzēšanas informāciju, informāciju par PLC vai tīklu, daudzumu un galamērķa valsti.

Secinājums

Labākais maiņstrāvas vai līdzstrāvas piedziņas lēmums sākas ar mašīnu, nevis ar vēlamo tehnoloģiju. Jaunai instalācijai pirms modeļu salīdzināšanas definējiet motoru, slodzi, ātrumu, griezes momentu, bremzēšanu, vadību, tīklu un vidi. Esošai līdzstrāvas sistēmai vispirms izlemiet, vai īstais projekts ir uzturēšana, nomaiņa vai migrācija.

Ja līdzstrāvas sistēma joprojām ir uzticama un atbalstāma, tās saglabāšana var būt zemākā riska izvēle. Ja kļūmes un dzīves cikla problēmas palielinās, maiņstrāvas motors un VFD migrācija var būt pelnījusi strukturētu inženiertehnisko pārskatu.

Produkta novērtēšanai vai piedāvājumam nosūtiet SZCT Automation esošo piedziņas modeli, motora datu plāksnīti, informāciju par lietojumu, spriegumu un strāvu, PLC vai tīkla prasības, daudzumu un galamērķa valsti. Šī informācija sniedz tehniskajai komandai spēcīgāku sākumpunktu piemērotu iespēju noteikšanai.

Bezmaksas konsultācija