設備應用中,我們可能會遇到一些情況,需要對電機進行替換,也就是用更新款的伺服電機替換原有型號產品。這些情況可能包括,產品過期淘汰、節(jié)約成本考慮、貨期問題或者新技術的應用。盡管看上去僅僅是簡單的產品替換,但在涉及到每一個應用的具體細節(jié)時,這其中還是會有諸多重要的影響因素是需要考慮的。
我們就試著簡要的為各位列舉一下,在電機替換過程中有哪些需要經常考慮和注意的要點。
合理的動機:
無論電機的替換是在何種情況和原因下進行的,其中有一個最重要的方面是必須清楚且時刻牢記的:風險的規(guī)避。
設備在“升級”過程中可能會出現各種問題,一個好的產品替換應能夠做到讓這些潛在問題數量最小化。如果對電機替換中可能出現的潛在風險不采取非常謹慎管理措施,將極有可能帶來設備系統(tǒng)的故障和失效。
這就是說,產品價格和硬件成本不應該成為產品替換的唯一控制因素。 好的產品替換,應該可以兼顧風險的最小化和系統(tǒng)成本的優(yōu)化,而不是簡單的壓低采購成本而接受更高的潛在風險。
軸穩(wěn)定性:
慣量匹配 是非常重要的,這個我們在前文書曾經多次提到過,但事實上卻時常被忽視。伺服電機在替換時應該確保轉子慣量與原來的電機相同,或者盡可能接近。這樣做的目的是為了確保在替換新電機后系統(tǒng)依然能夠保持已有的穩(wěn)定性。當然,前提是原有系統(tǒng)已經具備了所需的穩(wěn)定性。
如果原有的系統(tǒng)分辨率較低,比如采用旋變反饋等低分辨率的速度或位置反饋設備,那么就非常值得考慮使用高分辨率的反饋設備,比如分辨率可以達到超過每圈 220 線的Sin/Cos 類型編碼器。 這樣做可以在負載/轉子慣量匹配時獲得更好的靈活性。 例如,使用高分辨率設備提升系統(tǒng)反饋分辨率,將有機會在電機替換時使用轉子慣量僅為原來電機 1/3~ 1/2 的電機。這種方法已經在很多案例中被成功應用。
速度與扭矩
速度與扭矩的匹配同樣是十分重要的。新的替換電機的性能需要能夠達到或者超過原有電機。因此在電機替換時非常有必要審視和評估電機的每一項參數值(連續(xù)扭矩、額定轉速...等等),以確保沒有短板。
將每一臺電機在整個轉速范圍內的扭矩值進行比對也是非常關鍵的。此時圖形化的比較可能更有幫助,也就是電機的速度/扭矩(矩頻特性)曲線的比較,并且將關鍵運行速度點的扭矩進行列表比對。例如,在 1000 RPM 時,A 電機的連續(xù)扭矩為 X Nm,B 電機的為 Y Nm,以此類推可以在整個運行轉速范圍內作這樣的比較。
電機尺寸
盡管并不影響電機性能,但不可否認,如果新電機的安裝尺寸與原有電機完全一致,那么整個“改造”過程將變得更加順暢。因此,電機替換時,還是需要評估新老電機的外形尺寸圖的,以盡量確保二者的一致性。而即使是具備工業(yè)安裝尺寸標準的電機,如IEC或NEMA,這樣的評估也是非常必要的,這些標準尺寸的電機通常包含相同的法蘭,導向盤,子口和法蘭安裝孔尺寸,但經常卻有著完全不同的軸尺寸。因此,即便是在替換NEMA 34標準的電機,不同廠家的的產品關于安裝尺寸的定義可能是完全不同的。
其他考慮
電機是否是設備中唯一需要更換的部分呢?通常一臺伺服電機的替換頁意味著一些相關組件的跟換,如:驅動器,電纜有時甚至還涉及到控制器。那么在這種情況下,電機繞組的不通夜成為我們需要考慮的因素了。
如果新的替換電機需要與原有的驅動器匹配使用,那么這樣的評估就是必須的了,繞組數據(包括某些電機常數Kt和Ke),反饋設備類型以及分辨率,電纜插針...等等,僅僅是很少一部分需要仔細檢查,校驗和匹配的參數。此外,不同的伺服電機廠家經常在這些參數中使用不同的單位和通訊方式,此時就不能只通過這些參數的定義和單位來區(qū)別不通的電機了。
還有一些值得考慮的方面,可能包括:整體尺寸和體積,環(huán)境指標,制動抱閘,軸承和承載壽命,以及特殊應用場合。