一、力矩電機概述:
力矩電機是一種具有軟機械特性和寬調(diào)速范圍的特種電機。這種電機的軸不是以恒功率輸出動力而是以恒力矩輸出動力。力矩電機包括:直流力矩電機、交流力矩電機、和無刷直流力矩電機。
力矩電機與普通電機的區(qū)別:力矩電機是為了在降低轉(zhuǎn)速的情況下而不改變輸出轉(zhuǎn)矩而設計的,在降低供電電壓時電機轉(zhuǎn)速下降,但輸出力距不變,電流也不變。普通電機是不能用降壓法減速的,那樣會造成輸出力矩降低而電流增大,會燒毀電機。
二、力矩電機的應用:
力矩電機主要應用在以下幾個方面
1、卷繞:
在電線電纜、紡織、金屬加工、造紙等加工時,卷繞是一個十分重要的工序。產(chǎn)品卷繞時卷筒的直徑逐漸增大,在整個過程中保持被卷產(chǎn)品的張力不變十分重要,因為張力過大會將線材的線徑拉細甚至拉斷,或造成產(chǎn)品的厚薄不均勻,而張力過小則可造成卷繞松馳。為使在卷繞過程中張力保持不變,必須在產(chǎn)品卷繞到卷盤上的盤徑增大時驅(qū)動卷筒的電機的輸出力矩也增大,同時為保持卷繞產(chǎn)品線速度不變,須使卷盤的轉(zhuǎn)速隨之降低,力矩電動機的機械特性恰好能滿足這一要求。
2、無級調(diào)速
力矩電機的機械特性很軟,當負載增加時,電機的轉(zhuǎn)速降低,輸出力矩增加,而輸出力矩是正比于電壓的平方。如果負載固定,則電機的轉(zhuǎn)速將隨電壓變化而變化,因此在負載恒定的裝置上,只要通過調(diào)壓裝置改變電機的輸入電壓,就能獲得任一的轉(zhuǎn)速。但是力矩電機低速運行時,其效率極低,不利于長期低速運行。
3、開卷
開卷亦稱松卷、放卷、放線等。在工業(yè)生產(chǎn)中,有時需要把卷繞在滾筒上的產(chǎn)品輸送到下一個工序。在輸送過程中,要求施于產(chǎn)品一個與傳動方向相反的張力,同時要求隨著筒徑的變化,而保持產(chǎn)品傳動的線速度和反張力恒定,這就要求電機具有制動恒功率特性。利用力矩電機在制動狀態(tài)的機械特性,把已成卷的產(chǎn)品松開后再加工,可防止產(chǎn)品在開卷過程中因時松時緊而影響質(zhì)量,其原理同于卷繞時一樣。
4、堵轉(zhuǎn)
在某些特殊場合中,有時要求電機在一段時間內(nèi)保持一靜止的力矩,如電纜收卷起始階段須保持張緊,由于力矩電機的阻抗較大;其堵轉(zhuǎn)電流較小,同時采用了強迫通風,所以能滿足一定時間內(nèi)的堵轉(zhuǎn)要求。允許堵轉(zhuǎn)時間應按銘牌上標定值,如需較長的堵轉(zhuǎn)時間,可選用較大的力矩電機,通過降低力矩電機的端電壓來獲得。
三、PI500系列變頻器特點:
精準的電機參數(shù)自學習,穩(wěn)速精度高、調(diào)速范圍廣,低速大轉(zhuǎn)矩,轉(zhuǎn)矩脈動小,瞬時停電不停機,具有頻率和電壓分別可調(diào)的特點,新一代節(jié)能運行。
40℃環(huán)境溫度設計 、獨立風道,三防漆涂層處理,全球安規(guī)認證CE/TUV。
內(nèi)置自適應PID功能模塊,易用的上位機軟件,I/O擴展功能,內(nèi)置制動單元,支持多種通訊。
高防護薄膜按鍵鍵盤,支持多種安裝方式,可法蘭安裝,可卸載式風扇,安裝維護方便,增加了QUICK多功能鍵及鍵盤鎖定功能選擇。
四、力矩電機變頻改造注意事項:
力矩電機改為變頻器控制,要確認被控制的力矩電機是交流異步電機或同步電機,因為變頻器都是用在交流電機上的。還要確認變頻器的最大電流大于或等于力矩電機的堵轉(zhuǎn)電流,因為力矩電機是可以工作在堵轉(zhuǎn)狀態(tài)的。
五、現(xiàn)場應用實例及圖片:
1. 現(xiàn)場為一個生產(chǎn)編織袋的廠家,力矩電機用于收卷環(huán)節(jié),堵轉(zhuǎn)電流0.45A。改造前使用的是自耦調(diào)壓器來控制力矩電機,這種控制方式具有能耗高,長期使用需要經(jīng)常更換碳刷,而且自耦線圈容易損壞的特點。
2. 改造情況,現(xiàn)場電源AC380V供電,根據(jù)現(xiàn)場情況客戶選購了一臺PI500 030G3的變頻器,本次改造就是利用PI500具有頻率和電壓分別可調(diào)的特點,來實現(xiàn)對力矩電機的有效控制,取代了力矩電機控制器(力矩電機調(diào)壓器)。
六、結(jié)論:
改造后能夠滿足現(xiàn)場工藝要求,同時,取得一定的節(jié)能效果。改造前工作電流在20A,改造后電機工作電流在10A左右,節(jié)電率可以達到50%左右。
在編織袋廠這種力矩電機使用的非常多,改造后節(jié)能效果非??捎^,具有較好的經(jīng)濟價值和社會意義,因此,這種應用具有很好的推廣價值。