직류 전기 모터 가이드: 선택, 사양 및 개조 결정

400kW 직류 전동기 제지 기계의 웨트 엔드에서는 20:1 범위에서 0.1% 이내의 속도를 유지합니다. 왜냐하면 전기자 전압이 속도를 설정하고 계자 전류가 토크를 설정하기 때문입니다. 이러한 분할로 인해 가변 주파수 AC 드라이브가 거의 모든 개발 프로젝트에서 성공했음에도 불구하고 되감기, 호이스트, 압출기 및 역방향 밀 스탠드용으로 DC 기계가 여전히 주문되는 이유입니다. 대부분의 공장이 직면하는 좁은 질문은 다릅니다. DC 모터가 여전히 하나의 특정 구동 기계에 대한 올바른 대답이며, 향후 15년 동안 이를 계속 작동하기 위한 사양에는 무엇이 포함됩니까?

개조 의무가 시장의 마지막 부분을 지배합니다. 프레임, 커플링, 기어박스 및 기초가 모두 DC 기계를 기준으로 치수가 결정된 경우 AC 모터와 드라이브를 교체한다는 것은 일반적으로 기계 인터페이스를 다시 가공하고, 케이블 트레이를 다시 라우팅하고, 긴 가동 중단을 감당할 수 없는 프로세스에서 토크 모델을 다시 검증하는 것을 의미합니다. 기존 모터를 유지하고 컨버터, 현장 공급 및 피드백 장치를 교체하는 것이 생산으로 돌아가는 더 짧은 경로인 경우가 많습니다.

이 가이드의 나머지 부분에서는 DC 모터가 무엇인지, DC 모터가 여전히 AC 드라이브를 능가하는지, 숫자에 따라 사양이 결정되는지, 이러한 기계가 어떻게 실패하는지, 다른 공장의 문제를 물려받지 않고 구입하는 방법을 다룹니다.

직류 전동기가 실제로 무엇인지

직류 전기 모터는 별도로 공급되는 계자 권선이 자속을 설정하는 동안 전기자 권선에 설정된 정류자와 브러시를 통해 전류를 공급하여 DC 전기 에너지를 기계적 토크로 변환하는 회전 기계입니다. 토크는 전기자 전류에 계자 자속을 곱한 값에 비례합니다. 속도는 전기자 전압에 따라 증가하고 계자 자속이 증가함에 따라 감소합니다. 이 두 변수는 독립적인 전원에서 나오므로 기계는 정지 상태에서 정격 토크를 전달하고 로터 모델 없이 설정 속도를 유지합니다.

5개의 어셈블리에는 서비스에 중요한 모든 것이 포함되어 있습니다.

• 메인 플럭스를 운반하는 프레임 및 계자 폴과 더 큰 프레임에서는 폴 표면 아래에서 전기자 반응을 취소하는 보상 권선.
• 브러시를 통과할 때 코일의 전류를 역전시키고 스파크가 발생하지 않도록 정류를 유지하는 전기자와 직렬로 연결된 보극입니다.
• 권선이 전류를 토크로 변환하는 적층 전기자.
• 정류자와 브러시 기어는 정상 작동 시 마모되는 유일한 부품입니다.
• 냉각 회로는 일반적으로 IC06이 별도로 환기되거나 대형 프레임의 경우 IC17 공랭식, 소형 프레임의 경우 IC411입니다.

별도로 여기되는 기계에는 엄격한 필드 공급 장치가 필요합니다. 플랜트 전압 강하 중에 감소하는 필드 전류는 자속을 변경하고 속도를 변경하며 몇 사이클 내에 브러시 가장자리를 스파크 현상으로 밀어 넣을 수 있습니다. 공급 변동에도 계자 전류를 일정하게 유지하는 정적 여자 하드웨어는 긴 서비스 수명 동안 정류 및 속도 안정성을 예측 가능하게 유지하는 것입니다.

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직류 전기 모터가 여전히 AC 드라이브를 능가하는 경우

DC 모터는 4가지 특정 상황에서 더 나은 선택입니다. 속도가 0에서 최대 토크가 필요한 경우, 일정 토크 범위가 10:1보다 넓은 경우, 기존 기계 인터페이스가 샤프트 키홈까지 유지되어야 하는 경우, 부하에 기어박스 없이 매우 높은 이탈 토크가 필요한 경우 등이 있습니다. 이러한 경우를 제외하면 벡터 제어 드라이브를 갖춘 유도 전동기가 구매 비용, 유지 관리 비용, 작동 효율성이 더 저렴합니다.

작업 현장에서 유지되는 DC 업무는 예측 가능한 패턴을 따릅니다.

이러한 임무 중 어느 것도 효율성을 위해 선택되지 않습니다. 구동되는 기계, 프로세스 기간 또는 가동 중단 예산으로 인해 동일한 성능을 유지할 수 있는 더 저렴한 방법이 없기 때문에 이를 선택합니다.

DC 모터 사양을 결정하는 숫자

대부분의 DC 모터 사양을 결정하는 5가지 값은 전기자 전압, 계자 전압, 기본 속도, 최고 속도 및 제로 속도에서 필요한 토크입니다. 냉각, 절연 등급, 인클로저 등급 및 피드백 유형은 모두 듀티 사이클과 기계 주변 환경에 따라 결정됩니다.

전기자 전압은 일반적으로 모터에 전력을 공급하는 컨버터에 의해 고정되므로 마지막이 아닌 첫 번째 제약 조건을 확인해야 합니다. 리플은 공칭 값만큼 중요합니다. 경부하 컨버터의 높은 리플은 전기자 가열을 증가시키고 정류자 필름 수명을 단축시키므로 듀티 사이클과 컨버터 정격이 함께 지정됩니다.

이러한 점은 사실이지만 스스로 프로젝트를 결정하는 경우는 거의 없습니다. 기존 모터를 재사용하는 개조는 기계적 작업, 시운전 시간 및 프로세스 위험을 방지합니다. 에너지 페널티는 수년간 연속 실행을 통해서만 회복됩니다. 기계가 연간 8,000시간을 실행하는 경우 산술적 변경과 전체 수명 주기 계산이 비즈니스 사례에 속합니다.

DC 모터의 고장 원인 및 비용

DC 기계는 권선에서 거의 죽지 않습니다. 정류자에서 죽습니다. 브러시 마모, 필름 파손, 스파크 및 플래시오버는 계획되지 않은 DC ​​모터 가동 중지 시간의 대부분을 차지하며, 각각은 예정된 검사에서 확인할 수 있을 만큼 느리게 진행됩니다.

• 정류자 필름 고장. 잘못된 브러시 등급, 낮은 습도 또는 오염된 냉각 공기로 인해 산화막이 벗겨지고 몇 주 내에 스파크가 발생합니다.
• 브러시 마모 및 떨림. 스프링 압력 손실, 타원형 정류자 또는 기계 진동으로 인해 마모가 가속화되고 브러시 트랙이 고르지 않게 남습니다.
• 플래시오버. 갑작스러운 과부하 또는 필드 손실은 브러시 암 전체에 걸쳐 발생하며 일반적으로 현장이나 작업장에서 정류자 스킴으로 끝납니다.
• 보간 및 보상 권선 결함. 연결이 느슨하거나 회전이 단락되면 무부하 상태가 아닌 부하 상태에서 심한 스파크가 발생하는 것으로 나타납니다.
• 절연 노화. 베어링이 문제를 일으키기 훨씬 전에 순환 듀티 및 열 순환으로 인해 전기자 절연이 취약해집니다.
• 오염. 냉각 공기 중의 탄소 먼지, 오일 미스트 및 습기는 단열재와 필름을 모두 공격하며, 종이나 식품 라인에서 탄소 먼지는 제품 품질 문제가 됩니다.

이것이 바로 재구축이 정당한 대답인 이유이기도 합니다. DC 뼈대를 되감고, 스키밍하고, 다시 밴딩한 다음 브러시 기어를 원래 도면에 다시 맞추는 작업은 종종 새 모터의 일부 비용이 들고 기계적 인터페이스를 그대로 유지합니다. 결정은 정류자 라이저의 상태와 원래 코어와 샤프트가 여전히 허용 오차 내에 있는지 여부에 따라 달라집니다.

화상을 입지 않고 DC 모터를 지정하고 소싱하는 방법

기존 명판이 아닌 구동 기계에서 시작하십시오. 명판과 일치하지만 커플링, 듀티 사이클 및 주변 조건을 무시하는 교체가 가장 비용이 많이 드는 올바른 종류입니다.

1. 기계적 인터페이스(샤프트 직경 및 확장, 키홈, 플랜지 또는 풋 패턴, 중심 높이, 비구동측에 장착된 브레이크 또는 타코)를 기록합니다.
2. 연속 또는 간헐적, 시간당 시작, 역전 사이클, 주변 온도, 고도 및 기계가 기본 속도 이하로 작동하는 시간 등 듀티 사이클을 기록해 둡니다.
3. 가격을 요청하기 전에 전기 엔벨로프를 수정하십시오. 컨버터에서 사용 가능한 전기자 전압, 필드 전압, 피드백 장치 유형 및 컨버터 유지 또는 교체 여부.
4. 열 및 보호 요구 사항 설정: 절연 등급 F(최소 등급 B 상승), 먼지 및 세척에 적합한 IP 등급, 공간 히터, RTD 및 권선 온도 트립.
5. 브러시 등급 및 세트, 스프링, 홀더, 정류자 서비스 절차, 공장 테스트 보고서 및 치수 도면 등 예비 부품 및 문서 패키지에 동의합니다.

위험 지역 근무로 인해 레이어가 하나 더 추가됩니다. Zone 1 영역의 브러시 기어가 있는 DC 기계는 일반적으로 방폭 인클로저에 제공되며 인증 범위에는 모터 자체뿐만 아니라 단자함, 공간 히터 및 타코도 포함되어야 합니다. 모터, 현장 공급 장치 및 시동 장비를 일치하는 패키지로 구매하면 대부분의 통합 위험이 제거됩니다. Shanghai Pinxing Explosion-proof Motor Co., Ltd.는 고전압, 저전압 및 방폭 모터 제품군은 물론 그 주변의 DC 및 제어 하드웨어를 구축합니다. 문서화된 프로젝트 설치 석탄, 석유화학, 야금 공장에서 장비가 직면하는 상황을 보여줍니다.

개조 작업이 모터에서 중단되는 경우는 거의 없습니다. 플랜트 DC 제어 공급 장치가 공급되는 드라이브보다 오래된 경우 동일한 정전 시 배전 하드웨어를 교체하면 같은 해 후반에 두 번째 가동 중단이 발생하는 것을 방지할 수 있습니다.

모터 시동 및 제어를 위한 맞춤형 DC 전원 패널 모터 시동 및 제어용 DC 전원 패널. 개조 시 노후된 DC 제어 전원 분배 하드웨어를 교체해야 하는 경우에 적합합니다. 제품보기 →

직류 전기 모터에 대해 자주 묻는 질문

직류 전동기는 어떤 용도로 사용되나요?

이는 제로 속도 또는 매우 넓은 일정 토크 범위에서 최대 토크가 필요한 부하를 구동합니다. 즉, 역방향 밀 스탠드, 제지 기계 섹션, 광산 호이스트, 압출기, 크레인 호이스트 및 배터리 구동 장비의 소형 영구 자석 드라이브입니다.

VFD가 있는 AC 모터보다 DC 모터가 더 좋습니까?

신규 설치의 경우에는 그렇지 않습니다. 벡터 드라이브가 있는 AC 모터는 더 효율적이며 브러시 유지 관리가 필요하지 않습니다. 고정된 기계 인터페이스 내부의 기존 DC 기계의 경우 DC 모터를 유지하는 것이 드라이브 트레인을 다시 가공하는 것보다 더 빠르고 저렴할 때가 많습니다.

DC 모터는 얼마나 오래 지속됩니까?

예정된 브러시 검사, 필름 점검 및 주기적인 정류자 스키밍의 경우 15년 이상이 일반적입니다. 제한 요인은 일반적으로 베어링 수명이 아니라 정류자와 절연 상태입니다.

위험 지역에서 DC 모터를 사용할 수 있나요?

예, 일반적으로 인증된 브러시 기어, 단자함 및 액세서리가 포함된 방폭 인클로저에 들어 있습니다. 인증 범위는 공간 히터 및 속도 피드백 장치를 포함하여 기계에 추가된 모든 구성 요소를 포괄해야 합니다.