馬達低速運轉:就像烏龜與兔子

馬達低速運轉:就像烏龜與兔子

有時馬達需要像兔子一樣全速奔馳。

一般情況下,多數馬達最有效率的運轉模式是全速運轉,但有時馬達反而需要以低於全速的方式運轉,就像烏龜一樣。

低速運轉需要考慮的事項有馬達分支供應、馬達類型、控制器類型等。

完成某種應用的日常任務可能同時需要全速與低速運轉,且兩種方法都必須能夠使用才可完成任務,而低轉速的持續時間和旋轉量則可決定哪個方法是最好的。

許多不同的應用皆受益於操作過程中調整製程速度的能力,而調整速度的原因包括定位、檢查或調整校準、設備檢查(如帶鋸機)或降低風扇轉速等。

除了傳統的齒輪傳動外,您也可以使用幾項方法在應用中取得低轉速控制,包括變頻器與緩衝啟動器。

變頻器(VFD)控制是以頻率來控制轉速,而馬達同步轉速是外加頻率和馬達極數的函數,此範例可幫助您了解頻率調節的意義:

  • N = 120F/P
  • N = 每分鐘轉數(RPM)
  • F = 外加頻率
  • P = 馬達極數

白皮書:使用緩衝啟動器的低轉速應用

因為特定馬達的極數不會改變,所以改變頻率則改變馬達的轉速。VFD具備低速運轉的能力,同時根據控制提供最大扭矩,且VFD具有幾乎能無限期以低速運轉的能力,主要取決於馬達絕緣與類型,而這一切都需要準確執行定位功能。

緩衝啟動器(例如SMCTM-50)不以頻率來控制馬達轉速,多數緩衝啟動器使用所謂跳週的方式來實現低轉速,而跳週的扭矩能力有限。雖然這種方法確實提供了固定的低速運轉(通常是正轉或反轉),但是SMC-50的運作方式不同。

SMC-50提供從零轉速到正轉或反轉15%內完全可調的低轉速功能,以1800 RPM馬達來說,這意味著從反轉270RPM到正轉270RPM。SMC-50以更頻繁地觸發SCR來實現低轉速,而不是跳週。

這種方法比跳週有明顯更高的扭矩能力,同時在低轉速下提供高出許多的控制能力。此方法可提供數分鐘而不是數小時的低轉速,非常適合時間較短的低速運轉。

改變馬達方向的傳統方法,無論低轉速還是全轉速,都需要交換馬達的兩相,或使用反向接觸器。SMC-50可輕鬆以程式執行正轉或反轉的低速運轉,無需使用反向接觸器或實體反向引線。

以SMC-50執行低速運轉的範例。

  • 泵的反轉方向:無需派人清理泵的進入口即可疏通進入口,可節省時間和金錢。
  • 低壓測試:讓泵的流動速度剛好足以進行系統檢查,以所需的最低程度進行作業,不會讓泵在全速運轉的情況下造成損壞。
  • 銑床應用:使用低轉速來調整和檢查鋸身校準。
  • 穀物:當最終使用者想要驗證穀物桶而不停止製程。
  • 基本定位:用於添加或傾倒產品的滾筒門,您可以使用低轉速以到達正確的停止位置,或足以完成特定程序而不需停止的低轉速。
  • 設備維護:齒輪和機械零件的潤滑可在低轉速下進行。
  • 利用Accu-StopTM功能將馬達從全速運轉降至低轉速,然後重新以制動器動作,以利簡單定位。

所以關於低轉速需求,我們應該要問的問題是持續時間。

如果打算低速運轉很長一段時間,例如以風扇為例,則變頻器將是很好的選擇。

如果該應用需要非經常性的、幾分鐘的低速運轉,則SMC-50可能是最佳選擇。

不是每種應用都需要像兔子一樣全速運轉,有時以類似烏龜的速度運轉反而對該應用更有幫助!無論如何,兩者互相搭配就能把事情辦好!

請查看我們的白皮書使用緩衝啟動器的低轉速應用以了解更多訊息!

Bill Bernhardt
張貼 2017-6月-14 張貼者 Bill Bernhardt, Senior Commercial Engineer, Rockwell Automation
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