1、 Tecnologie di base e considerazioni chiave
Prima della sostituzione, è necessario effettuare una valutazione completa per garantire che il nuovo sistema possa soddisfare i requisiti prestazionali dell'apparecchiatura originale.

Corrispondenza e selezione delle prestazioni

Potenza e coppia: la potenza e la coppia nominali (in particolare la coppia di spunto e la capacità di sovraccarico) di un motore a corrente alternata devono essere almeno uguali o superiori a quelle del motore a corrente continua originale.
È necessario analizzare i tipi di carico (coppia costante, potenza costante, pompa della ventola, ecc.).

Gamma di velocità: i motori a corrente continua sono noti per l'ampio intervallo di regolazione della velocità.
La velocità del motore a corrente alternata è relativamente fissa, ma con l'ausilio di un convertitore di frequenza è possibile regolarne la velocità.
È necessario confermare se il motore CA di destinazione è in grado di soddisfare i requisiti di velocità più alti e più bassi del processo con azionamento a frequenza variabile.

Corrispondenza dell'inerzia: per le applicazioni dinamiche che richiedono un avvio e un arresto rapidi, è necessario considerare l'inerzia rotazionale del rotore del motore per garantire la velocità di risposta del sistema.

Sostituzione del sistema di controllo (modifiche al nucleo)

Sistema di azionamento a corrente continua: solitamente controllato da un regolatore di velocità a corrente continua, con una struttura relativamente semplice.

Sistema di azionamento della comunicazione: deve essere dotato di un convertitore di frequenza.
Un convertitore di frequenza converte la corrente alternata con tensione e frequenza fisse in corrente alternata con tensione e frequenza regolabili, controllando così la velocità e la coppia di un motore a corrente alternata.

Selezione del convertitore di frequenza: la potenza del convertitore di frequenza deve essere uguale o leggermente superiore a quella del motore CA.
Allo stesso tempo, il livello di prestazione del convertitore di frequenza deve essere selezionato in base ai requisiti dell'applicazione (ad esempio, tipo di controllo vettoriale, tipo di controllo V/f).
Per la regolazione della velocità ad alta precisione e per applicazioni a bassa velocità e coppia elevata, è opportuno scegliere convertitori di frequenza a controllo vettoriale.

Installazione meccanica e collegamento

Dimensioni di installazione: le dimensioni della base, il diametro dell'albero, la cava della chiavetta, la flangia di montaggio e le posizioni del foro del piede dei motori CA e CC possono essere diverse.
Sono necessarie un'attenta verifica e progettazione della scheda adattatrice o la sostituzione della base di montaggio.

Metodo di collegamento: è necessario assicurarsi che il giunto, la puleggia o il riduttore possano adattarsi perfettamente all'albero del nuovo motore.
Se necessario, è necessario elaborare nuovi connettori.

Cablaggio elettrico e ristrutturazione

Alimentazione: i motori a corrente continua utilizzano un'alimentazione a corrente continua, mentre i motori a corrente alternata utilizzano un'alimentazione a corrente alternata trifase o monofase.
Dobbiamo rimettere i cavi.

Freno: se il motore CC originale è dotato di freno, è necessario verificare se anche il nuovo motore CA può esserne dotato e assicurarsi che il suo circuito di controllo sia compatibile con il nuovo convertitore di frequenza o sistema di controllo.

Dispositivo di feedback: per i sistemi che richiedono un controllo di velocità o posizione ad alta precisione, i motori CC sono solitamente dotati di generatori di velocità o encoder.
In caso di sostituzione, è necessario installare un encoder dello stesso tipo sul motore CA e collegare il segnale di feedback al convertitore di frequenza per formare un controllo a circuito chiuso.

2、 Fasi specifiche di sostituzione
Un processo di sostituzione standardizzato è il seguente:

Valutazione preliminare e registrazione:

Registrare tutti i parametri della targhetta del motore CC originale, tra cui potenza, tensione, corrente, velocità, tensione di eccitazione, ecc.

Registrare le dimensioni dell'installazione meccanica e i metodi di collegamento.

Analizzare le caratteristiche del carico e i cicli di lavoro.

Valutare lo spazio esistente del sistema di alimentazione e controllo.

Selezione e approvvigionamento di nuovi sistemi:

Sulla base dei risultati della valutazione, scegliere un motore CA adatto (solitamente un motore asincrono CA o un motore sincrono a magneti permanenti) e un convertitore di frequenza corrispondente.

Acquistare i raccordi meccanici, gli encoder e i cavi necessari.

Interruzione di corrente e isolamento di sicurezza:

Interrompere completamente l'alimentazione elettrica dell'apparecchiatura ed eseguire le procedure di blocco e di etichettatura per garantire la sicurezza.

Demolizione del vecchio sistema:

Rimuovere tutti i cavi di alimentazione e di controllo dal motore CC.

Allentare il collegamento meccanico e sollevare il vecchio motore.

Nuova installazione del sistema:

Installare la scheda dell'adattatore meccanico e il nuovo motore CA per garantire un allineamento e una connessione affidabili.

Installare dispositivi di feedback come gli encoder.

Cablaggio elettrico:

Collegare l'alimentazione trifase al terminale di ingresso del convertitore di frequenza.

Collegare il terminale di uscita del convertitore di frequenza al motore CA.

Collegare i segnali di controllo (avvio/arresto, impostazione della velocità, ecc.) dal PLC o dalla console originale al convertitore di frequenza.

Collegare la linea di feedback dell'encoder.

Impostazione dei parametri e debug (passaggi chiave):

Impostare i parametri della targhetta del motore (potenza, tensione, corrente, velocità) nel convertitore di frequenza ed eseguire l'auto-regolazione dei parametri del motore.

Impostare la modalità di controllo (ad esempio controllo vettoriale), la sorgente di velocità, il tempo di accelerazione/decelerazione, il valore di protezione da sovracorrente, ecc. in base alle impostazioni dell'applicazione.

Eseguire prove a vuoto e a carico, regolare con precisione il PID e altri parametri per garantire un funzionamento regolare, una velocità precisa e una coppia sufficiente.

Accettazione e aggiornamento del documento:

Eseguire test di funzionamento continuo per verificare che le prestazioni soddisfino i requisiti.

Aggiornare gli schemi elettrici e i manuali di manutenzione delle apparecchiature.

3、 Vantaggi e sfide
Principali vantaggi:
Elevata affidabilità, bassa manutenzione: i motori a corrente alternata (in particolare i motori asincroni a gabbia di scoiattolo) non hanno spazzole né commutatori, eliminando i principali punti di guasto dei motori a corrente continua e non richiedendo quasi nessuna manutenzione, con conseguente maggiore durata.

Maggiore efficienza: nella maggior parte delle condizioni operative, i moderni motori CA ad alta efficienza combinati con convertitori di frequenza presentano un'efficienza maggiore e notevoli effetti di risparmio energetico rispetto ai sistemi di azionamento CC.

Migliore adattabilità ambientale: la struttura brushless lo rende più adattabile ad ambienti difficili, come polvere, umidità e materiali infiammabili ed esplosivi.

Efficienza dei costi: sebbene l'investimento iniziale possa essere elevato, il costo dell'intero ciclo di vita è solitamente inferiore grazie ai costi di manutenzione estremamente bassi e agli effetti di risparmio energetico.

Risposta dinamica più rapida (quando si utilizza il controllo vettoriale ad alte prestazioni): i motori sincroni a magneti permanenti combinati con convertitori di frequenza a controllo vettoriale possono raggiungere prestazioni dinamiche migliori rispetto ai motori CC.

Sfide e precauzioni:
Costo dell'investimento iniziale: è necessario acquistare sia un motore a corrente alternata sia un convertitore di frequenza e l'investimento iniziale potrebbe essere superiore rispetto alla riparazione di un motore a corrente continua.

Complessità tecnica: al personale tecnico vengono richiesti requisiti più elevati, che devono comprendere i principi e le impostazioni dei parametri dei convertitori di frequenza.

Interferenze armoniche: i convertitori di frequenza possono generare armoniche elettromagnetiche, che possono interferire con la rete elettrica e altre apparecchiature. Se necessario, è necessario installare reattori o filtri di ingresso.

Spazio richiesto: il convertitore di frequenza richiede spazio di installazione aggiuntivo e condizioni di dissipazione del calore.