دليل VFD لعلبة التروس الحلزونية الخطية: حدود عزم الدوران والتحكم في السرعة

يمكن لجهاز VFD توسيع نطاق السرعة القابل للاستخدام لصندوق التروس الحلزوني الخطي, لكن لا ينبغي أبدا اعتبار ضبط التردد بديلا عن اختيار النسبة الميكانيكية الصحيحة. في قيادة متغيرة السرعة, المحرك, يعمل VFD وعلبة التروس كنظام واحد. التغير في التردد لا يؤثر فقط على عدد دورات المحرك في الخرج, ولكن أيضا تبريد المحرك, عزم الدوران المتاح, حمل التسارع والسعة الحرارية.

للناقلات, معدات التعبئة, الخلطات وغيرها من الآلات ذات الخدمة المستمرة, يبدأ الاختيار الموثوق بكامل نطاق سرعة عزم الدوران التشغيلية.

كيف يتغير تردد VFD سرعة خرج علبة التروس الحلزونية المتتالية

يقوم جهاز VFD بتغيير التردد الكهربائي المزود للمحرك. لمحرك الحث, السرعة المتزامنة تقريبا:

سرعة المحرك = 120 × تردد / عدد الأقطاب

سرعة المحرك الفعلية أقل قليلا بسبب الانزلاق.

ثم يقلل ناقل الحركة الحلزوني الخطي من سرعة المحرك وفقا لنسبته الميكانيكية الثابتة:

سرعة الإخراج = سرعة المحرك / نسبة التروس

على سبيل المثال, إذا كان المحرك يعمل بالقرب من 1,500 دورة في الدقيقة ونسبة ناقل الحركة الحلزوني الخطي هي 30:1, سرعة الإخراج الاسمية حوالي 50 دورة في الدقيقة. تقليل سرعة المحرك إلى 900 دورة في الدقيقة يعطي حوالي 30 دورة في الدقيقة عند الخرج.

نسبة علبة التروس تبقى 30:1. يغير VFD سرعة الإدخال; ولا يخلق اختزالا ميكانيكيا إضافيا.

عزم الدوران يجب أن يتم التحقق من جميع المستويات

يمكن التعبير عن عزم خرج تقريبي لعلبة التروس كالتالي:

عزم الخرج ≈ عزم المحرك × نسبة التروس × كفاءة علبة التروس

هذا الحساب مفيد, لكنها ليست كافية لقياس ناقل الحركة الحلزوني الخطي.

يجب على المهندسين فصل ثلاث ظروف تحميل:

• عزم الدوران المستمر: العزم المطلوب أثناء التشغيل المنتظم.

• عزم البداية: عزم الدوران المطلوب لتسريع الآلة من التوقف.

• عزم الدوران الأقصى: عزم الدوران قصير المدة الناتج عن الصدمة, التشويش أو تقلبات العمليات.

قد يحتاج الناقل إلى 350 نيوتن متر فقط أثناء التشغيل العادي، ولكن إلى زيادة كبيرة أثناء التشغيل المحمل. في هذه الحالة, عزم المحرك المصنف وحده لا يحدد متطلبات القيادة.

عزم النظام المسموح به محدود فعليا بأدنى:

عزم المحرك المسموح به → عزم الدوران المدعوم ب VFD → عزم دوران صندوق التروس المسموح به

أوقات التسارع القصيرة تزيد أيضا من عزم الدوران الديناميكي لأن المحرك يجب أن يسرع كل من الحمل المدفوع والقصور الذاتي الدوار.

نسبة التروس أو VFD: من أين يجب أن يأتي تقليل السرعة?

هذه واحدة من أهم القرارات عند تحديد ناقل حركة حلزوني خطي مع VFD.

ترتيب المحركات	ميزة الهندسة	الاهتمام الرئيسي
نسبة التروس الأعلى, المحرك قريب من السرعة المقدرة	تبريد أفضل للمحرك واستخدام المحرك	مطلوب تقليل ميكانيكي أعلى
نسبة التروس المنخفضة, المحرك باستمرار عند تردد منخفض	التعديل الإلكتروني الواسع	التخفيض الحراري منخفض السرعة
نسبة متوازنة مع نطاق VFD متوسط	سرعة جيدة، مرونة، وهامش حراري جيد	يتطلب بيانات عمل دقيقة

الطريقة المفضلة عادة هي استخدام نسبة علبة التروس الحلزونية الخطية لتحديد السرعة الأساسية ونطاق العزم, ثم استخدم VFD لضبط العمليات.

تشغيل محرك باستمرار بتردد منخفض جدا فقط لأن نسبة علبة التروس المختارة منخفضة جدا قد يخلق مشكلة حرارية غير ضرورية.

العزم في السرعات المنخفضة غالبا ما يكون مشكلة حرارية

أقل من السرعة الأساسية, يمكن لمحرك الحث الذي يتحكم به VFD أن يعمل ضمن منطقة عزم ثابت, لكن هذا لا يعني أن العزم الكامل المصنف متاح تلقائيا عند كل تردد منخفض.

تستخدم العديد من المحركات الصناعية مروحة تبريد مثبتة على العمود. مع انخفاض سرعة المحرك:

سرعة المحرك ↓ → تدفق الهواء للمروحة ↓ → سعة التبريد ↓ → درجة حرارة الملف ↑

للسرعات المنخفضة المستمرة, التشغيل عالي العزم, فكر في ذلك:

• مصنع المحركات يقلل من منحنيات المحرك;

• التهوية القسرية المستقلة;

• حساسات درجة حرارة اللف;

• زيادة حجم إطار المحرك;

• نسبة تخفيض لعلبة التروس الحلزونية الخطية أعلى.

التردد العالي للقاعدة, المشكلة العكسية تحدث. عادة ما يدخل المحرك في إضعاف المجال, حيث ينخفض عزم الدوران المتاح مع زيادة السرعة. لذلك لا يمكن افتراض زيادة تردد VFD أنها توفر سرعة أعلى وعزم كامل مصنف.

مطابقة وضع التحكم في VFD مع الحمل

تنتج أوضاع التحكم المختلفة أداء مختلفا في السرعات المنخفضة.

التحكم في VFD	عزم الدوران منخفض السرعة	تنظيم السرعة	الاستخدام النموذجي
V/f	أساسي	معتدل	تعديل بسيط للسرعة الثابتة
متجه بدون حساس	أقوى	أفضل	الناقلات, المزج, آلات العمليات
متجه الحلقة المغلقة	عالي	عالي	التطبيقات منخفضة السرعة جدا أو الديناميكية

في العديد من تطبيقات صناديق التروس الحلزونية الحلزونية الصناعية, يوفر التحكم المتجه بدون مستشعر توازنا عمليا بين قدرة عزم الدوران في السرعات المنخفضة وتعقيد النظام.

يصبح التحكم المغلق أكثر أهمية عندما يحتاج الجهاز إلى سرعة منخفضة جدا ومستقرة جدا, استجابة عزم الدوران السريعة أو دقة السرعة الضيقة.

تحقق من السعة الحرارية, ليس فقط العزم الميكانيكي

يمكن أن يكون صندوق التروس قويا ميكانيكيا بما يكفي لحمل حمل ولا يزال يعمل فوق درجة حرارة مقبولة أثناء الخدمة طويلة الأمد.

يعتمد السلوك الحراري على:

الطاقة المرسلة والخسائر الداخلية;

• سرعة التشغيل;

• لزوجة الزيوت;

• درجة الحرارة المحيطة;

• وضع التثبيت;

• دورة العمل;

• تدفق الهواء حول الغلاف;

• البدء والتوقف في الساعة.

سرعة خروجية منخفضة جدا من علبة التروس تستحق أيضا الانتباه لأن سرعة المكونات الداخلية تؤثر على توزيع زيت التشحيم. لا يوجد حد أدنى عالمي آمن لكل علبة تروس حلزونية خطية. طريقة التزييت, يجب التحقق من موقع التثبيت وبناء علبة التروس مقابل بيانات الشركة المصنعة.

تفاصيل تشغيل VFD التي تحمي علبة التروس

تتأثر الموثوقية الميكانيكية أيضا بالإعداد الكهربائي.

أدخل بيانات المحرك الصحيحة

برمج VFD مع ال:

• الجهد المصنف;

• التصنيف الحالي;

• التردد;

• قوة المحرك;

• معدل دورات المحرك;

• معلمات المحرك المطلوبة لوضع التحكم المختار.

البيانات الخاطئة للمحرك يمكن أن تؤدي إلى ضعف التحكم في العزم أو تيار غير ضروري.

تجنب منحدرات التسارع القصيرة جدا

زمن التسارع القصير جدا يزيد من عزم الدوران الديناميكي وقد يسبب ذلك:

• تيار زائد VFD;

• صدمة الاقتران;

• تحميل العمود;

• زيادة عزم دوران صندوق التروس.

لذا يجب اختيار وقت المنحدر من خلال القصور الذاتي للآلة والاستجابة المطلوبة للعملية, وليس ببساطة يتم ضبطه على أسرع قيمة ممكنة.

مراقبة القرص كنظام

أثناء التكليف والصيانة, السجل:

• تيار المحرك;

• درجة حرارة المحرك;

• درجة حرارة غلاف علبة التروس;

• ضوضاء غير طبيعية;

• اتجاه الاهتزاز;

• حالة المزلق;

• التسرب ومحاذاة العمود.

علبة التروس الحلزونية الخطية الساخنة لا تعني تلقائيا وجود عيب داخلي في علبة التروس. التحميل الزائد, معلمات VFD غير صحيحة, التهوية السيئة أو التزييت غير المناسب يمكن أن يسبب أعراضا مشابهة.

المعايير ذات الصلة بمحركات التروس التي تتحكم بها VFD

للتحقق الهندسي, قد تنطبق عدة معايير IEC:

• IEC 60034-1 — تصنيفات المحركات وفئات الخدمة;

• IEC TS 60034-25 — محركات تستخدم مع أنظمة دفع الطاقة المغذية بالمحول;

• IEC 60034-18-41 — عزل المحرك تحت مزود محول PWM;

• IEC 61800-5-1 — متطلبات السلامة لأنظمة الدفع بالطاقة ذات السرعة القابلة للتعديل;

• IEC 61800-9-2 — تقييم الكفاءة على مستوى نظام الدفع والطاقة.

تساعد هذه المعايير في تحديد إطار التحقق, لكن يجب المطالبة بالامتثال فقط عندما تدعمه وثائق المنتج أو الشهادة ذات الصلة.

البيانات المطلوبة قبل اختيار علبة تروس حلزونية متداخلة

قبل اختيار ناقل الحركة, يجب أن يحصل المورد على طاقة أكثر من مجرد قوة المحرك.

بيانات الاختيار	المعلومات المطلوبة
آلة	الناقل, المكسر, خط التغليف, الخ.
سرعة الإخراج	الحد الأدنى / العادي / أقصى عدد دورات في الدقيقة
الحمل	عزم الدوران المستمر وذروة العزم
المحرك	كيلوواط, معدل دورات الدوران, الحاضر, الجهد
VFD	وضع التحكم ونطاق التردد
الواجب	ساعات العمل, البدايات/الساعة, دورة التحميل
البيئة	درجة الحرارة المحيطة, الغبار, الرطوبة
التركيب	تثبيت القدم/الحافة وتوجيهها

سلسلة مينغي R هي منصة الدفع الحلزوني الخطي للشركة, إلى جانب تكوينات RF وRX, مع بناء معياري مصمم لمتطلبات التركيب والنقل المختلفة. مينغيي أيضا تسرد الناقلات, من بين تطبيقات معدات التعبئة ومعدات مناولة المواد لمجموعة محركات التروس الحلزونية الخاصة بها.

لصندوق تروس لولبي متداخل موثوق مع VFD, ابدأ من سرعة الآلة وملف عزم الدوران المطلوب, ثم حدد النسبة الميكانيكية, مدى تشغيل VFD وهامش الحرارة معا.

لتكوين خاص بالتطبيق, راجع مجموعة محركات التروس الحلزونية من سلسلة Mingye R وقدم القوة المطلوبة لديك, سرعة الإخراج, النسبة, عزم الدوران, دورة العمل وظروف التركيب لاختيار محرك أكثر دقة.

الأسئلة الشائعة

س1. هل تقدم مينغي ناقل حركة حلزوني متدرج للتطبيقات التي يتم التحكم بها بواسطة VFD?

نعم. يمكن النظر في منصة محرك التروس الحلزوني من سلسلة R من مينغيي لأنظمة القيادة الصناعية ذات السرعة المتغيرة عند استخدام المحرك, VFD, نسبة التروس, يتم مطابقة متطلبات العزم وظروف العمل بشكل صحيح.

س2. أي سلسلة من Mingye مناسبة لتطبيق علبة التروس الحلزونية الخطية?

محرك التروس الحلزوني R من سلسلة مينغي هو التكوين الحلزوني الأساسي للخط. تتوفر أيضا تكوينات RF وRX لمتطلبات تركيب ونقل مختلفة.

س3. ما هي المعلومات التي يحتاجها مينغي لاختيار ناقل حركة حلزوني خطي?

يجب على العملاء توفير قوة المحرك, سرعة الإدخال, عدد دورات المحرك المطلوبة, نسبة التروس, عزم الدوران المستمر, أقصى عزم دوران, دورة العمل, موقع التركيب وبيئة التشغيل.

س4. هل يمكن لمينغيي اختيار ناقل حركة حلزوني متداخل لنظام ناقل؟?

نعم. يجب تقييم تطبيقات الناقلات باستخدام سرعة التشغيل, عزم بدء محمل, عزم الدوران المستمر, زمن التسارع, ساعات التشغيل والبدايات المتوقعة لكل ساعة.

س5. هل يمكن لناقل حركة مينغي الحلزوني الخطي أن يعمل باستمرار عند سرعة منخفضة?

يعتمد التشغيل المستمر بسرعات منخفضة على النظام الكامل للمحرك–VFD–ناقل الحركة. تبريد المحرك, العزم المسموح به, التشحيم, يجب فحص درجة الحرارة المحيطة ودورة العمل قبل الاختيار.