Hướng dẫn sử dụng động cơ điện một chiều: Quyết định lựa chọn, thông số kỹ thuật và trang bị thêm

400 kW động cơ điện một chiều trên đầu ướt của máy giấy giữ tốc độ trong khoảng 0,1% trên phạm vi 20: 1, vì điện áp phần ứng đặt tốc độ trong khi dòng điện trường đặt mô-men xoắn. Sự phân chia đó là lý do tại sao các máy DC vẫn được đặt hàng để tua lại, tời nâng, máy đùn và máy nghiền đảo chiều, mặc dù các bộ truyền động AC tần số thay đổi giành được hầu hết các dự án mới. Câu hỏi hẹp mà hầu hết các nhà máy phải đối mặt là khác nhau: liệu động cơ DC có còn là câu trả lời đúng cho một máy được truyền động cụ thể không và những gì thuộc về thông số kỹ thuật để duy trì hoạt động của nó trong mười lăm năm nữa?

Nhiệm vụ trang bị thêm chiếm ưu thế ở phần cuối của thị trường. Khi khung, khớp nối, hộp số và bệ đều được định kích thước xung quanh máy DC, việc hoán đổi động cơ AC cộng với bộ truyền động thường có nghĩa là gia công lại giao diện cơ học, định tuyến lại khay cáp và xác nhận lại mô hình mô-men xoắn trong một quy trình không thể chịu được thời gian ngừng hoạt động lâu dài. Giữ lại động cơ hiện có và thay thế bộ chuyển đổi, thiết bị cung cấp và phản hồi tại hiện trường thường là con đường ngắn hơn để quay lại sản xuất.

Phần còn lại của hướng dẫn này đề cập đến động cơ DC là gì, nó vẫn đánh bại ổ đĩa AC ở đâu, con số nào quyết định thông số kỹ thuật, nguyên nhân các máy này bị lỗi và cách mua một động cơ mà không mắc phải các vấn đề của nhà máy khác.

Động cơ điện một chiều thực sự là gì

Động cơ điện một chiều là một máy quay chuyển đổi năng lượng điện DC thành mô-men xoắn cơ học bằng cách cấp dòng điện qua cổ góp và chổi than đặt vào cuộn dây phần ứng trong khi cuộn dây từ trường được cung cấp riêng biệt sẽ thiết lập từ thông. Mô-men xoắn tỷ lệ thuận với dòng điện phần ứng nhân với từ thông; tốc độ tăng theo điện áp phần ứng và giảm khi từ thông tăng. Bởi vì hai biến số này đến từ các nguồn điện độc lập nên máy sẽ cung cấp mô-men xoắn định mức ở trạng thái dừng và giữ tốc độ cài đặt mà không cần mô hình rôto.

Năm hội đồng chứa đựng mọi thứ quan trọng trong công việc:

• Các cực khung và cực trường, mang từ thông chính và trên các khung lớn hơn, một cuộn dây bù giúp triệt tiêu phản ứng phần ứng dưới mặt cực.
• Các cực nội, được mắc nối tiếp với phần ứng, có tác dụng đảo ngược dòng điện trong cuộn dây khi nó đi qua chổi than và giữ cho chuyển mạch không bị phát ra tia lửa điện.
• Phần ứng nhiều lớp, có cuộn dây chuyển đổi dòng điện thành mô-men xoắn.
• Cổ góp và bánh răng chải, những bộ phận duy nhất bị mòn khi hoạt động bình thường.
• Mạch làm mát, thường là IC06 được thông gió riêng hoặc IC17 không khí trên khung lớn và IC411 trên khung nhỏ hơn.

Các máy kích thích riêng biệt cần nguồn cung cấp từ trường cứng: dòng điện từ trường bị chùng xuống khi điện áp nhà máy sụt giảm sẽ làm thay đổi từ thông, thay đổi tốc độ và có thể đẩy cạnh chổi than phát ra tia lửa điện trong vòng một vài chu kỳ. Phần cứng kích thích tĩnh giúp giữ dòng điện trường ổn định dưới sự thay đổi của nguồn cung cấp là yếu tố giữ cho sự ổn định về chuyển mạch và tốc độ có thể dự đoán được trong thời gian sử dụng lâu dài.

Tủ kích thích tiêu chuẩn và tùy chỉnh để điều khiển động cơ Tủ kích thích có thể tùy chỉnh điều chỉnh dòng điện kích từ để duy trì từ thông, tốc độ và chuyển mạch ổn định cho các hệ thống động cơ kích từ riêng biệt. Xem sản phẩm →

Trường hợp động cơ điện một chiều vẫn đánh bại ổ đĩa xoay chiều

Động cơ DC là lựa chọn tốt hơn trong bốn tình huống cụ thể: yêu cầu mô-men xoắn tối đa ở tốc độ bằng 0, phạm vi mô-men xoắn không đổi rộng hơn 10:1, giao diện cơ học hiện có phải được bảo toàn đến rãnh then trục hoặc tải cần mô-men xoắn rất cao mà không cần hộp số. Ngoài những trường hợp đó, động cơ cảm ứng với bộ truyền động điều khiển bằng véc tơ sẽ rẻ hơn để mua, bảo trì rẻ hơn và chạy hiệu quả hơn.

Tại xưởng sản xuất, các nhiệm vụ DC tồn tại tuân theo một mô hình có thể dự đoán được:

Không có nhiệm vụ nào trong số này được chọn vì hiệu quả. Chúng được chọn vì máy được điều khiển, cửa sổ quy trình hoặc ngân sách ngừng hoạt động không có cách nào rẻ hơn để duy trì hiệu suất tương tự.

Những con số quyết định thông số kỹ thuật của động cơ DC

Năm giá trị quyết định hầu hết các thông số kỹ thuật của động cơ DC: điện áp phần ứng, điện áp trường, tốc độ cơ bản, tốc độ tối đa và mô-men xoắn cần thiết ở tốc độ 0. Làm mát, cấp cách điện, định mức vỏ và loại phản hồi đều tuân theo chu kỳ làm việc và môi trường xung quanh máy.

Điện áp phần ứng thường được cố định bởi bộ chuyển đổi sẽ cấp nguồn cho động cơ, vì vậy đây là hạn chế đầu tiên cần xác nhận thay vì hạn chế cuối cùng. Độ gợn sóng cũng quan trọng như giá trị danh nghĩa: độ gợn sóng cao từ bộ chuyển đổi tải nhẹ làm tăng nhiệt độ phần ứng và rút ngắn tuổi thọ màng cổ góp, đó là lý do tại sao chu kỳ làm việc và định mức của bộ chuyển đổi được chỉ định cùng nhau.

Những quan điểm đó là có thật nhưng họ hiếm khi tự mình quyết định dự án. Việc trang bị thêm để tái sử dụng động cơ hiện tại sẽ tránh được công việc cơ khí, thời gian vận hành và rủi ro về quy trình; mức phạt năng lượng chỉ được phục hồi sau nhiều năm hoạt động liên tục. Khi một chiếc máy chạy 8000 giờ một năm, những thay đổi số học và tính toán toàn bộ vòng đời sẽ thuộc về trường hợp kinh doanh.

Động cơ DC bị hỏng như thế nào và chi phí của nó là bao nhiêu

Máy DC hiếm khi bị chết ở cuộn dây; nó chết ở cổ góp. Sự hao mòn của chổi than, hỏng lớp màng, phát tia lửa điện và phóng điện là nguyên nhân gây ra hầu hết thời gian ngừng hoạt động ngoài dự kiến ​​của động cơ DC và mỗi hiện tượng này phát triển đủ chậm để có thể phát hiện được khi kiểm tra theo lịch trình.

• Sự cố phim cổ góp. Loại bàn chải không phù hợp, độ ẩm thấp hoặc không khí làm mát bị ô nhiễm sẽ làm bong lớp màng oxit và phát ra tia lửa điện sau vài tuần.
• Bàn chải mòn và kêu cọt kẹt. Áp suất lò xo bị mất, cổ góp hình bầu dục hoặc độ rung của máy làm tăng tốc độ mài mòn và để lại vết chổi không đều.
• Flashover. Quá tải đột ngột hoặc mất điện trường xảy ra trên các cánh tay chổi than và thường kết thúc bằng việc cổ góp chuyển mạch lướt qua tại chỗ hoặc trong xưởng.
• Lỗi liên cực và bù cuộn dây. Kết nối lỏng lẻo hoặc chập mạch biểu hiện dưới dạng tia lửa điện mạnh khi có tải hơn là khi không tải.
• Lão hóa cách nhiệt. Chế độ làm việc theo chu kỳ và chu trình nhiệt làm phần ứng dễ giòn cách nhiệt rất lâu trước khi vòng bi phàn nàn.
• Sự ô nhiễm. Bụi carbon, sương dầu và hơi ẩm trong không khí làm mát tấn công cả lớp cách nhiệt và màng, và bụi carbon trên giấy hoặc dây chuyền thực phẩm trở thành vấn đề về chất lượng sản phẩm.

Đây cũng là lý do việc xây dựng lại là một câu trả lời hợp pháp. Việc tua lại, lướt qua và quấn lại phần ứng DC, sau đó lắp lại thiết bị chổi than theo bản vẽ ban đầu, thường tốn một phần nhỏ động cơ mới và giữ nguyên giao diện cơ học. Quyết định xoay quanh tình trạng của cổ góp cổ góp và liệu lõi và trục ban đầu có còn nằm trong dung sai hay không.

Cách chỉ định và cấp nguồn cho động cơ DC mà không bị cháy

Bắt đầu từ máy được điều khiển, không phải từ bảng tên cũ. Việc thay thế phù hợp với bảng tên nhưng bỏ qua khớp nối, chu kỳ hoạt động và các điều kiện xung quanh là loại sửa chữa đắt tiền nhất.

1. Ghi lại giao diện cơ học: đường kính và phần mở rộng của trục, rãnh then, kiểu mặt bích hoặc chân, chiều cao tâm và bất kỳ phanh hoặc tacho nào được gắn ở đầu không dẫn động.
2. Viết chu kỳ hoạt động xuống: liên tục hoặc gián đoạn, số lần khởi động mỗi giờ, chu kỳ đảo ngược, nhiệt độ môi trường, độ cao và thời gian máy chạy dưới tốc độ cơ bản.
3. Sửa vỏ bọc điện trước khi yêu cầu giá: điện áp phần ứng có sẵn từ bộ chuyển đổi, điện áp trường, loại thiết bị phản hồi và liệu bộ chuyển đổi có được giữ lại hay thay thế hay không.
4. Đặt các yêu cầu về nhiệt và bảo vệ: lớp cách điện F với mức tăng tối thiểu là lớp B, xếp hạng IP phù hợp với bụi và rửa trôi, bộ sưởi không gian, RTD và ngắt nhiệt độ cuộn dây.
5. Thỏa thuận về các phụ tùng và gói tài liệu: cấp độ và bộ bàn chải, lò xo, giá đỡ, quy trình bảo dưỡng cổ góp, báo cáo thử nghiệm tại nhà máy và bản vẽ kích thước.

Nhiệm vụ khu vực nguy hiểm thêm một lớp nữa. Máy DC có chổi than ở khu vực Vùng 1 thường được cung cấp trong vỏ chống cháy và phạm vi chứng nhận phải bao gồm hộp đầu cuối, bộ sưởi không gian và tacho cũng như chính động cơ. Mua động cơ, nguồn cung cấp hiện trường và thiết bị khởi động dưới dạng gói phù hợp sẽ loại bỏ hầu hết rủi ro tích hợp; Công ty TNHH Động cơ chống cháy nổ Pinxing Thượng Hải xây dựng các dải động cơ điện áp cao, điện áp thấp và chống cháy nổ cũng như phần cứng DC và điều khiển xung quanh chúng, và các sản phẩm của nó. tài liệu cài đặt dự án cho thấy những gì các thiết bị phải đối mặt trong các nhà máy than, hóa dầu và luyện kim.

Việc trang bị thêm hiếm khi dừng lại ở động cơ. Nếu nguồn cung cấp điều khiển DC của nhà máy cũ hơn ổ đĩa mà nó cấp nguồn, việc thay thế phần cứng phân phối trong cùng một lần ngừng hoạt động sẽ ngăn chặn việc ngừng hoạt động lần thứ hai vào cuối năm đó.

Bảng nguồn DC tùy chỉnh để khởi động và điều khiển động cơ Bảng nguồn DC để khởi động và điều khiển động cơ, phù hợp khi trang bị thêm yêu cầu thay thế phần cứng phân phối nguồn điều khiển DC đã cũ. Xem sản phẩm →

Câu hỏi thường gặp về động cơ điện một chiều

Động cơ điện một chiều dùng để làm gì?

Nó truyền động các tải cần mô-men xoắn tối đa ở tốc độ bằng 0 hoặc phạm vi mô-men xoắn không đổi rất rộng: bệ máy đảo chiều, bộ phận máy giấy, tời mỏ, máy đùn, cần trục và bộ truyền động nam châm vĩnh cửu nhỏ trong thiết bị chạy bằng pin.

Động cơ DC có tốt hơn động cơ AC có VFD không?

Đối với cài đặt mới, không. Động cơ AC có bộ truyền động vectơ hiệu quả hơn và không cần bảo trì chổi than. Đối với máy DC hiện có bên trong giao diện cơ học cố định, việc giữ lại động cơ DC thường nhanh hơn và rẻ hơn so với gia công lại bộ truyền động.

Động cơ DC có tuổi thọ bao lâu?

Mười lăm năm trở lên là bình thường với việc kiểm tra chổi than theo lịch trình, kiểm tra phim và quét cổ góp định kỳ. Yếu tố giới hạn thường là tình trạng cổ góp và cách điện chứ không phải tuổi thọ ổ trục.

Động cơ DC có thể được sử dụng ở khu vực nguy hiểm không?

Có, thông thường được đặt trong vỏ chống cháy với bộ chổi than, hộp đấu nối dây và các phụ kiện đã được chứng nhận. Phạm vi chứng nhận phải bao gồm mọi thành phần được thêm vào máy, bao gồm cả máy sưởi không gian và thiết bị phản hồi tốc độ.