Motores de indução CA versus motores BLDC inversores: como comparar o desempenho de partida com carga

Mesmo um motor que consiga dar partida com a máquina de lavar vazia nem sempre consegue lidar com roupas molhadas. Se um fabricante de equipamentos originais (OEM) estiver comparando acionamentos de motores de indução CA e inversores BLDC, uma pergunta mais útil do que substituir a palavra "digamos" seria se cada sistema proposto consegue atender à carga na partida, atingir a velocidade especificada, digamos, 24% mais rápido, e repetir (ou inverter) essa sequência dentro de seus limites elétricos e térmicos. Compare o torque do motor da máquina de lavar no mesmo ponto de referência mecânico e sob condições de teste definidas. A potência nominal ou uma demonstração sem carga não são suficientes para tomar a decisão.

Por motor de indução CA, estamos nos referindo a um motor de máquina de lavar monofásico básico, alimentado pela rede elétrica. BLDC é um motor sem escovas acionado por um inversor de frequência adequado. Agora, falando em inversores de frequência e motores de indução, isso é assunto para outra conversa. Nenhum desses termos, por si só, implica em potencial de partida sob carga. Da mesma forma, nenhum desses termos, isoladamente, garante capacidade de partida sob carga.

Defina o que a máquina de lavar deve iniciar.

Comece definindo o tipo de movimento de lavagem que deseja realizar. Colocar tecido molhado em uma lavadora de carregamento frontal é fundamentalmente diferente de movimentar um agitador através da água e das roupas. Essas funções não são equivalentes simplesmente por terem a mesma capacidade nominal de lavagem. Antes de solicitar amostras, registre a arquitetura da lavadora e o nível da água (se aplicável), a quantidade de tecido, a distribuição inicial da carga em coordenadas de coluna/linha para lavadoras do tipo grade*, bem como o sentido de rotação necessário.

O torque de partida é a rotação inicial do motor. O torque nominal refere-se ao ponto de operação definido após o motor estar em funcionamento. No livro Consulta de terminologia de motores CAA Oriental Motor descreve a diferença. No desenvolvimento de arruelas, tanto o movimento inicial quanto a aceleração são relevantes: um sistema pode vencer o atrito estático, mas nunca atingir a velocidade desejada.

Escolha um eixo de referência. Sempre que uma correia ou caixa de engrenagens for utilizada em uma das propostas, compare o torque e a velocidade fornecidos para essa carga acionada com os valores de qualquer outra proposta que também envolva a transmissão de potência para o mesmo mecanismo acionado. Inclua as perdas e limitações de transmissão. Uma consequência disso é que comparar os valores do eixo do motor sem considerar as relações de transmissão pode fazer com que um motor menor pareça inadequado, enquanto os valores de potência mudam devido às reduções mecânicas.

Pergunte ao fornecedor onde o torque foi medido: é um valor medido, calculado ou estimado pelo controlador? Até o momento, mantenha essas informações no relatório de avaliação. O número de capacidade da lavadora é um guia de aplicação, não um substituto para isso.

Verifique a configuração completa do sistema de indução CA.

Uma ficha técnica de corrente alternada deve especificar o enrolamento do motor, a tensão e frequência de saída (e o capacitor, quando aplicável), o esquema de comutação e a potência nominal. Aqui estão exemplos de produtos para máquinas de lavar automáticas da [nome da empresa/organização]. Riscos industriais de corrente alternada relacionados a motores de indução variam Em Nanyang. A imagem abaixo mostra a categoria do produto – não mostra o resultado de um teste ou a compatibilidade com uma máquina de lavar.

Solicita dados iniciais de faturamento e medição, além da configuração do estado do capacitor. Se você medir um capacitor, digamos C7, não o substitua por algum componente de laboratório conveniente e use essa medição como verificação de produção. Meça a tensão real do motor na partida, pois uma medição antes da energização pode não detectar uma queda de tensão a montante. Registre a tensão encontrada no motor durante a partida (idealmente, você deve medir isso após a energização, pois medir antes pode não detectar uma queda de tensão na alimentação).

A primeira partida deve ser diferente da reinicialização após a operação. A temperatura do enrolamento, o movimento residual e a posição da carga podem ser diferentes. No caso de inversão durante o programa de lavagem, configure o tempo de parada ou pausa, etc., na próxima partida. Essas outras condições precisam ser resolvidas caso a partida a frio seja bem-sucedida em apenas uma direção. O sucesso na partida a frio em uma direção deixa muitas dessas outras condições sem resposta.

Verifique o motor BLDC juntamente com seu inversor.

No nosso caso Motor BLDC para máquina de lavar roupa é apenas um componente do sistema de acionamento. O controlador, os limites de corrente, o método de feedback ou estimativa de posição e as acelerações também afetam seu comportamento inicial. Aprove o motor e o inversor juntos como uma proposta combinada, e não individualmente a partir de descrições de catálogo separadas. Além disso, confirme o motor e o inversor como uma proposta combinada, em vez de duas aprovações independentes a partir de descrições de catálogo.

A inicialização pode exigir uma estratégia adicional, visto que, para um acionamento sem sensores baseado na força contraeletromotriz, o sistema não possui feedback rotacional suficiente. Outras organizações de feedback não têm essa necessidade. Questione qual metodologia o sistema proposto realmente aplica, como ele determina a direção e onde uma falha na partida é sinalizada. Nem todos os controladores BLDC usam a mesma sequência!

A rampa programada pode auxiliar uma carga a entrar em funcionamento dentro da faixa de torque disponível, mas ainda precisa completar o tempo de lavagem conforme o programa. Aumentar o limite de corrente custa mais de um dólar americano. Os limites do motor/inversor/fiação e, portanto, da proteção, devem permanecer dentro das faixas contratuais. A Nanyang possui alguns produtos de controle de acionamento Isso poderia iniciar uma discussão sobre qual escopo de controle de motor é necessário.

Antes de realizar testes comparativos, congele a versão do firmware e dos parâmetros. Se a lógica de rampa ou de repetição para fornecedores mudar de uma execução para outra, mantenha ambas as versões e registre qual versão produziu cada resultado. Dessa forma, uma diferença que se pensa ser devido à tecnologia do motor pode, na verdade, ser apenas uma questão de software. Infelizmente, uma mudança que parece ser atribuída à tecnologia do motor pode, na realidade, ser uma alteração de software.

Construa uma matriz de teste de torque do motor de uma máquina de lavar roupa.

Utilize os mesmos parâmetros de movimentação do lado da carga e padrões de aceitação para ambos os sistemas. Cada sistema manterá seu arranjo elétrico praticamente equivalente. Forçar um inversor de frequência e um motor alimentado pela rede elétrica a terem o mesmo circuito interno não representa um teste justo.

Não espere até o momento do teste; defina seus critérios de aprovação com antecedência. Defina a lentidão alvo e as áreas iniciais permitidas, qual é a propensão excessiva à aceitação no movimento inicial e se uma repetição automática o aproxima do sucesso. Registre a identidade da amostra e a contagem de repetições. Suas quantidades e limites devem ser extraídos da especificação do produto em todo o plano de desenvolvimento, e NÃO de alguma lista de verificação genérica encontrada online.

Além disso, registre onde estamos agora. As leituras são: corrente de fase do motor BLDC, corrente do barramento CC (inversor) e corrente da rede CA. Comparar seus valores de pico como se estivessem medindo a mesma coisa cria uma classificação falsa. Escolha uma medição específica da rede elétrica ao analisar a demanda de energia e escolha a medição relevante do lado do motor ao examinar os limites do inversor.

Os testes devem ser realizados em um processo de engenharia moderado. Um teste de carga travada difere de um teste de partida com carga comum e requer proteção, duração e critérios de desligamento específicos. capacidade de teste de Nanyang Possui capacidade suficiente para auxiliar na discussão sobre as evidências necessárias para o projeto específico; chegar a um acordo com o fornecedor sobre o escopo real dos testes e o formato do relatório.

Leia a sequência de falhas antes de trocar o motor.

Você diverge da abordagem usada em um interruptor para o primeiro evento quando se trata de uma máquina de lavar que não liga. O motor ficou parado, girou por um instante na rotação errada, acelerou e parou, ou acionou a proteção antes de se mover? Armazene os registros de tensão, corrente e velocidade para eventos relacionados a esse padrão. Podemos ter um código de falha final, mas ele geralmente explica apenas a sequência. A simples ordem de um código de falha final pode não descrever a série de eventos.

Inspeção de um sistema CA: Confirme a alimentação, o capacitor, as conexões, a resistência mecânica e a sequência de comutação. Sistema matemático -> limitação de corrente, validade do feedback (nota: deve ser definido dessa forma), : tratamento de falhas dos parâmetros de inicialização para um sistema BLDC. Ambos ainda dependem da montagem mecânica. Um rolamento bem ajustado e uma engrenagem incompatível não devem ser considerados prova de que toda uma classe de motores está com defeito.

Altere uma condição conhecida de cada vez e execute novamente os casos relevantes. Após uma correção ser bem-sucedida, execute a matriz de consenso mais ampla com essa configuração corrigida. Mantenha o registro da falha para que a equipe de produção possa entender qual propriedade ou componente foi o responsável. Acredito que, ao separar as tentativas bem-sucedidas das malsucedidas, você desejará manter o resultado da falha registrado para que a equipe de produção possa identificar qual configuração ou componente teve o efeito.

Perguntas das equipes de fabricantes de equipamentos originais (OEMs)

Uma potência nominal mais alta significa um torque de partida do motor maior?

Não, a potência nominal está associada a uma condição de funcionamento específica. Para qualquer nova capacidade de partida, precisamos de informações sobre o torque e acionamento da fonte de alimentação, do controlador ou capacitor, da carga mecânica, etc. Solicite os dados iniciais necessários e verifique tanto o período de aceleração quanto o primeiro movimento. Simplesmente adicionar uma etiqueta com potência maior não garante uma partida com carga melhorada.

Um motor BLDC com inversor é sempre melhor para dar partida em cargas pesadas?

Não. Um sistema BLDC dimensionado corretamente permite o controle da partida, mas depende do motor, do inversor e das configurações dentro de uma determinada carga. Um sistema de indução bem projetado também pode funcionar. Utilize os mesmos critérios de aceitação da lavadora para comparar os resultados documentados, em vez de selecionar uma tecnologia apenas pelo rótulo.

Envie uma solicitação inicial para que os fornecedores possam avaliá-la.

Prepare o arranjo da lavadora, o movimento do lado da carga, a faixa de alimentação e os pontos de interesse da transmissão em uma comparação útil do torque do motor da máquina de lavar, considerando as condições individuais de reinicialização a quente e as medidas de reconhecimento até outubro de 2023. Inclua o controlador ou capacitor proposto para cada configuração e peça que produzam resultados abrangendo essa combinação específica. Fale com a Nanyang Motor sobre o requisito de partida com carga. para que o sistema proposto, seja um motor de indução CA ou um motor BLDC inversor, possa ser avaliado em relação ao trabalho que deve executar.