ในการใช้งานในอุตสาหกรรม ระบบไฮดรอลิกมีบทบาทสำคัญ และการเลือกมอเตอร์เพื่อขับเคลื่อนปั๊มไฮดรอลิกมีผลกระทบโดยตรงต่อประสิทธิภาพ ความเสถียร และอายุการใช้งานของระบบ การเลือกขนาดมอเตอร์ที่เหมาะสมช่วยป้องกันทั้งสถานการณ์ที่กำลังไฟไม่เพียงพอ ("ม้าตัวเล็กดึงเกวียนหนัก") และกำลังไฟมากเกินไป ("ม้าตัวใหญ่ดึงเกวียนเล็ก") บทความนี้จะตรวจสอบปัจจัยสำคัญในการเลือกมอเตอร์ปั๊มไฮดรอลิก โดยนำเสนอวิธีการคำนวณเชิงปฏิบัติและข้อมูลอ้างอิงเพื่อเป็นแนวทางในการเลือกที่เหมาะสมที่สุด
กำลังแรงม้าทางทฤษฎีที่จำเป็นในการขับเคลื่อนปั๊มไฮดรอลิกแบบ Positive Displacement สามารถคำนวณได้โดยใช้:
HP = (PSI × GPM) / (1714 × ประสิทธิภาพ)
โดยที่:
สูตรในอุดมคตินี้ต้องมีการปรับเปลี่ยนในทางปฏิบัติสำหรับ:
ประสิทธิภาพแตกต่างกันไปตามประเภทของปั๊มและสภาพการทำงาน ปรึกษาข้อมูลจำเพาะของผู้ผลิต - ประสิทธิภาพที่สูงขึ้นช่วยลดกำลังมอเตอร์ที่ต้องการ ในขณะที่ประสิทธิภาพที่ต่ำลงจะเพิ่มขึ้น
ต่ำกว่า 500 PSI การเสียดสีทางกลและการสูญเสียของไหลจะมีความสำคัญ ใช้สูตรเชิงประจักษ์หรือการทดสอบจริงเพื่อความแม่นยำในการใช้งานแรงดันต่ำ
ปั๊มไฮดรอลิกต้องการแรงบิดเริ่มต้นจำนวนมากเพื่อเอาชนะแรงเสียดทานสถิต เลือกมอเตอร์ที่มีแรงบิดเริ่มต้นสูงขึ้นสำหรับระบบที่มีภาระหนัก
ตารางด้านล่างแสดงกำลังแรงม้าของมอเตอร์ที่ต้องการสำหรับปั๊มแบบ Positive Displacement ที่แรงดันและการไหลต่างๆ (โดยสมมติว่าประสิทธิภาพ 85%):
| GPM | 500 PSI | 750 PSI | 1000 PSI | 1250 PSI | 1500 PSI | 1750 PSI | 2000 PSI | 2500 PSI | 3000 PSI | 3500 PSI | 4000 PSI | 5000 PSI | 6000 PSI |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 3 | 1.03 | 1.54 | 2.06 | 2.57 | 3.09 | 3.60 | 4.12 | 5.15 | 6.18 | 7.21 | 8.24 | 10.3 | 12.4 |
| 100 | 34.3 | 51.5 | 68.6 | 85.8 | 103 | 120 | 137 | 172 | 206 | 240 | 275 | 343 | 412 |
แนวทางการประมาณค่าในทางปฏิบัติ:
แม้ที่แรงดันน้อยที่สุด มอเตอร์ก็ใช้พลังงานเพื่อเอาชนะแรงเสียดทานของแบริ่งและการเคลื่อนที่ของของไหล โดยทั่วไป 5% ของกำลังไฟสูงสุด การใช้พลังงานขณะไม่มีโหลดนี้ควรนำมาพิจารณาในการเลือกมอเตอร์เพื่อป้องกันการทำงานที่ไม่มีประสิทธิภาพในสภาวะโหลดต่ำ
ระบบไฮดรอลิกต้องเผชิญกับภาระแบบไดนามิกที่ต้องการความสามารถในการโอเวอร์โหลดของมอเตอร์:
มอเตอร์ AC 60Hz ส่วนใหญ่ทำงานบนไฟ 50Hz (และในทางกลับกัน) พร้อมการเปลี่ยนแปลงประสิทธิภาพ:
| ลักษณะเฉพาะ | มอเตอร์ 60Hz บน 50Hz | มอเตอร์ 50Hz บน 60Hz |
|---|---|---|
| กำลังไฟ | ลดลง 16-2/3% | เพิ่มขึ้น 20% |
| การปรับแรงดันไฟฟ้า | ลดลง 16-2/3% | เพิ่มขึ้น 20% |
| แรงบิดเต็มโหลด | เหมือนเดิม | เหมือนเดิม |
| แรงบิดเบรกดาวน์ | เหมือนเดิม | เหมือนเดิม |
| กระแสโรเตอร์ล็อก | ลดลง 5% | เพิ่มขึ้น 6% |
| ความเร็ว | ลดลง 16-2/3% | เพิ่มขึ้น 20% |
พิกัดป้ายชื่อมอเตอร์สมมติว่าแรงดันไฟฟ้าที่ระบุ:
มอเตอร์ขนาดใหญ่เกินไป: มอเตอร์ 20HP สำหรับระบบ 10HP จะสูญเสียพลังงานระหว่างการทำงานในโหมดไม่ได้ใช้งานและลดตัวประกอบกำลังไฟฟ้าของโรงงาน
มอเตอร์ขนาดเล็กเกินไป: มอเตอร์ 20HP ในระบบ 25HP อาจจัดการโอเวอร์โหลดในระยะเวลาสั้นๆ ได้ แต่จะดึงกระแสไฟฟ้ามากเกินไประหว่างช่วงพีค ซึ่งเพิ่มต้นทุนการดำเนินงาน
การเชื่อมต่อมอเตอร์สามเฟสแบบเก้าสายมาตรฐานสำหรับการทำงานแรงดันไฟฟ้าสูง/ต่ำ:
| แรงดันไฟฟ้า | สาย 1 | สาย 2 | สาย 3 | เชื่อมต่อ |
|---|---|---|---|---|
| ต่ำ | 1 & 6 & 7 | 2 & 4 & 8 | 3 & 5 & 9 | ไม่มี |
| สูง | 1 | 2 | 3 | 4 & 7, 5 & 8, 6 & 9 |
| แรงดันไฟฟ้า | สาย 1 | สาย 2 | สาย 3 | เชื่อมต่อ |
|---|---|---|---|---|
| ต่ำ | 1 & 7 | 2 & 8 | 3 & 9 | 4 & 5 & 6 |
| สูง | 1 | 2 | 3 | 4 & 7, 5 & 8, 6 & 9 |
การเลือกมอเตอร์ปั๊มไฮดรอลิกที่เหมาะสมที่สุดต้องมีการวิเคราะห์แรงดัน การไหล ประสิทธิภาพ ลักษณะการโหลด และพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าอย่างครอบคลุม การปรับขนาดที่เหมาะสมช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของระบบในขณะที่ลดต้นทุนพลังงานและความเสี่ยงในการดำเนินงาน
ในการใช้งานในอุตสาหกรรม ระบบไฮดรอลิกมีบทบาทสำคัญ และการเลือกมอเตอร์เพื่อขับเคลื่อนปั๊มไฮดรอลิกมีผลกระทบโดยตรงต่อประสิทธิภาพ ความเสถียร และอายุการใช้งานของระบบ การเลือกขนาดมอเตอร์ที่เหมาะสมช่วยป้องกันทั้งสถานการณ์ที่กำลังไฟไม่เพียงพอ ("ม้าตัวเล็กดึงเกวียนหนัก") และกำลังไฟมากเกินไป ("ม้าตัวใหญ่ดึงเกวียนเล็ก") บทความนี้จะตรวจสอบปัจจัยสำคัญในการเลือกมอเตอร์ปั๊มไฮดรอลิก โดยนำเสนอวิธีการคำนวณเชิงปฏิบัติและข้อมูลอ้างอิงเพื่อเป็นแนวทางในการเลือกที่เหมาะสมที่สุด
กำลังแรงม้าทางทฤษฎีที่จำเป็นในการขับเคลื่อนปั๊มไฮดรอลิกแบบ Positive Displacement สามารถคำนวณได้โดยใช้:
HP = (PSI × GPM) / (1714 × ประสิทธิภาพ)
โดยที่:
สูตรในอุดมคตินี้ต้องมีการปรับเปลี่ยนในทางปฏิบัติสำหรับ:
ประสิทธิภาพแตกต่างกันไปตามประเภทของปั๊มและสภาพการทำงาน ปรึกษาข้อมูลจำเพาะของผู้ผลิต - ประสิทธิภาพที่สูงขึ้นช่วยลดกำลังมอเตอร์ที่ต้องการ ในขณะที่ประสิทธิภาพที่ต่ำลงจะเพิ่มขึ้น
ต่ำกว่า 500 PSI การเสียดสีทางกลและการสูญเสียของไหลจะมีความสำคัญ ใช้สูตรเชิงประจักษ์หรือการทดสอบจริงเพื่อความแม่นยำในการใช้งานแรงดันต่ำ
ปั๊มไฮดรอลิกต้องการแรงบิดเริ่มต้นจำนวนมากเพื่อเอาชนะแรงเสียดทานสถิต เลือกมอเตอร์ที่มีแรงบิดเริ่มต้นสูงขึ้นสำหรับระบบที่มีภาระหนัก
ตารางด้านล่างแสดงกำลังแรงม้าของมอเตอร์ที่ต้องการสำหรับปั๊มแบบ Positive Displacement ที่แรงดันและการไหลต่างๆ (โดยสมมติว่าประสิทธิภาพ 85%):
| GPM | 500 PSI | 750 PSI | 1000 PSI | 1250 PSI | 1500 PSI | 1750 PSI | 2000 PSI | 2500 PSI | 3000 PSI | 3500 PSI | 4000 PSI | 5000 PSI | 6000 PSI |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 3 | 1.03 | 1.54 | 2.06 | 2.57 | 3.09 | 3.60 | 4.12 | 5.15 | 6.18 | 7.21 | 8.24 | 10.3 | 12.4 |
| 100 | 34.3 | 51.5 | 68.6 | 85.8 | 103 | 120 | 137 | 172 | 206 | 240 | 275 | 343 | 412 |
แนวทางการประมาณค่าในทางปฏิบัติ:
แม้ที่แรงดันน้อยที่สุด มอเตอร์ก็ใช้พลังงานเพื่อเอาชนะแรงเสียดทานของแบริ่งและการเคลื่อนที่ของของไหล โดยทั่วไป 5% ของกำลังไฟสูงสุด การใช้พลังงานขณะไม่มีโหลดนี้ควรนำมาพิจารณาในการเลือกมอเตอร์เพื่อป้องกันการทำงานที่ไม่มีประสิทธิภาพในสภาวะโหลดต่ำ
ระบบไฮดรอลิกต้องเผชิญกับภาระแบบไดนามิกที่ต้องการความสามารถในการโอเวอร์โหลดของมอเตอร์:
มอเตอร์ AC 60Hz ส่วนใหญ่ทำงานบนไฟ 50Hz (และในทางกลับกัน) พร้อมการเปลี่ยนแปลงประสิทธิภาพ:
| ลักษณะเฉพาะ | มอเตอร์ 60Hz บน 50Hz | มอเตอร์ 50Hz บน 60Hz |
|---|---|---|
| กำลังไฟ | ลดลง 16-2/3% | เพิ่มขึ้น 20% |
| การปรับแรงดันไฟฟ้า | ลดลง 16-2/3% | เพิ่มขึ้น 20% |
| แรงบิดเต็มโหลด | เหมือนเดิม | เหมือนเดิม |
| แรงบิดเบรกดาวน์ | เหมือนเดิม | เหมือนเดิม |
| กระแสโรเตอร์ล็อก | ลดลง 5% | เพิ่มขึ้น 6% |
| ความเร็ว | ลดลง 16-2/3% | เพิ่มขึ้น 20% |
พิกัดป้ายชื่อมอเตอร์สมมติว่าแรงดันไฟฟ้าที่ระบุ:
มอเตอร์ขนาดใหญ่เกินไป: มอเตอร์ 20HP สำหรับระบบ 10HP จะสูญเสียพลังงานระหว่างการทำงานในโหมดไม่ได้ใช้งานและลดตัวประกอบกำลังไฟฟ้าของโรงงาน
มอเตอร์ขนาดเล็กเกินไป: มอเตอร์ 20HP ในระบบ 25HP อาจจัดการโอเวอร์โหลดในระยะเวลาสั้นๆ ได้ แต่จะดึงกระแสไฟฟ้ามากเกินไประหว่างช่วงพีค ซึ่งเพิ่มต้นทุนการดำเนินงาน
การเชื่อมต่อมอเตอร์สามเฟสแบบเก้าสายมาตรฐานสำหรับการทำงานแรงดันไฟฟ้าสูง/ต่ำ:
| แรงดันไฟฟ้า | สาย 1 | สาย 2 | สาย 3 | เชื่อมต่อ |
|---|---|---|---|---|
| ต่ำ | 1 & 6 & 7 | 2 & 4 & 8 | 3 & 5 & 9 | ไม่มี |
| สูง | 1 | 2 | 3 | 4 & 7, 5 & 8, 6 & 9 |
| แรงดันไฟฟ้า | สาย 1 | สาย 2 | สาย 3 | เชื่อมต่อ |
|---|---|---|---|---|
| ต่ำ | 1 & 7 | 2 & 8 | 3 & 9 | 4 & 5 & 6 |
| สูง | 1 | 2 | 3 | 4 & 7, 5 & 8, 6 & 9 |
การเลือกมอเตอร์ปั๊มไฮดรอลิกที่เหมาะสมที่สุดต้องมีการวิเคราะห์แรงดัน การไหล ประสิทธิภาพ ลักษณะการโหลด และพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าอย่างครอบคลุม การปรับขนาดที่เหมาะสมช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของระบบในขณะที่ลดต้นทุนพลังงานและความเสี่ยงในการดำเนินงาน
