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馬達速率轉矩曲線透露什麼訊息?

您現在的任務是為您的馬達購買一個緩衝啟動器。

您想要簡單方便的起動,或是從機電啟動器直接起動。您有一個附銘牌的馬達,上面標示100 HP、124安培的FLA、NEMA Design B和KVA Code G。

即使在馬達前不斷端詳,但誰也看不出其中有何不尋常。您是否應該就此打住,並依據它來選擇一個緩衝啟動器?未必…

銘牌未加以說明的,是起動轉矩百分比和速率轉矩曲線的大致外觀。為何這兩項資訊如此重要?它們之所以重要,是因為它們能協助判斷選擇的緩衝啟動器是否適用。

在過去幾年中,關於馬達效率的強制規定已造成馬達特性的改變。儘管過去上述資料十分適合用來選擇啟動器的大小,但卻不見得足以應付未來的需求,因此在更換舊馬達時應該考慮清楚。

舉例來說,最近查看虛構名稱為「XYZ」馬達的資料表時,標示馬達為500 HP、8極、NEMA B、Code G。嗯,看起來不錯,一切正常。但看到堵轉轉矩時就不是如此了,它的轉矩是90%。這是否仍是值得考慮的緩衝啟動器?

或許是,但也可能不是。

讓我來詳加解釋。馬達轉矩必須要比用來起動馬達的起動程序所需的負載轉矩更高。若馬達起動轉矩低於負載所需轉矩,就非常可能會發生熄火情況或過載跳脫,以防止對馬達造成進一步的熱損害。而最終結果便是起動失敗。

緩衝啟動器的設計是使用電壓來控制扭力。可用的馬達轉矩大約與適用電壓的平方呈正比。

%轉矩α %電壓2

在此關係中,適用的電壓若降低60%,會造成產生轉矩約減少84%。在本範例中,使用40%的電壓。

(0.4)2 = 0.16,或有15%的堵轉轉矩

因此現在您看著一條其堵轉轉矩相當於90%的滿載運轉扭矩的速率轉矩曲線,依範例將您的電壓降低至40%,現在您就能擁有16%的實際起動轉矩,這相當的低。本數值可能足夠,也可能無法起動馬達。

這只是以數學計算為基礎的範例。當然,可將降低電壓調整成提供最高至100%的起動。重點是,若因為起動轉矩等級百分比低到難以起動,而只有極少的轉矩容限,也會因此減少緩衝啟動器的使用。

最常用的馬達是NEMA Design B。與滿載運轉扭矩相比,許多傳統NEMA Design B馬達的堵轉轉矩百分比為150-250%或更高。

現在常看到具有較低初始起動轉矩百分比的馬達。在尋找適用的緩衝啟動器時,必須將這一點納入考量。

此圖顯示可同的NEMA 常見比較A, B, C 和D速率轉矩曲線的設計。

擁有速率轉矩曲線遠高於滿載轉矩值的馬達,能在使用緩衝啟動器時提供最佳的機會使用於多種用途。當堵轉轉矩百分比接近或低於滿載轉矩時,應該實施更詳細的檢查。

近年來,在從堵轉轉矩轉為曲線的停轉轉矩時,許多速率轉矩曲線特性已變得較低和較平坦。

馬達和過去不一樣了。雖然這些馬達仍可用於特定應用上,但可能需要一些事前準備工作,以確認馬達在降低電壓模式中仍能運作。緩衝啟動器不會製造能量,它是用來控制能量的。

我們提供一個免費的電子工具來協助判斷某個SMC緩衝啟動器是否適合您的應用,因此請善加利用。


Bill Bernhardt
Bill Bernhardt
Senior Commercial Engineer, Rockwell Automation
Bill Bernhardt
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