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Em uma oficina de metalurgia em Wenzhou, província de Zhejiang, China, uma máquina vertical de corte de hastes de latão processa hastes de latão de pequeno diâmetro em componentes de corte preciso. O processo de produção envolve alimentação automática, posicionamento, fixação e corte abrasivo de roda. Embora cada ciclo de corte seja relativamente simples, a máquina deve realizar milhares de operações repetitivas durante um turno de oito horas.
Para melhorar a consistência do corte, reduzir o impacto mecânico e simplificar as mudanças de produção, a FGI introduziu seu FD200 Compact Variable Frequency Drive no sistema de controle elétrico da máquina. A adaptação substituiu o ajuste mecânico convencional de velocidade por velocidade do motor continuamente ajustável, proporcionando controle mais flexível dos processos de alimentação e corte.
Esta aplicação demonstra como um acionamento de frequência variável compacto FD200 pode melhorar o desempenho operacional de máquinas compactas para metalurgia sem exigir grandes modificações no gabinete elétrico existente.
Em Wenzhou, uma importante área de fabricação de ferragens metálicas na província de Zhejiang, componentes de latão são comumente produzidos por meio de operações de corte e usinagem de alta frequência.
A máquina vertical de corte de hastes de latão nesta aplicação atende aos seguintes requisitos de produção:
| Parâmetro | Faixa de Operação |
|---|---|
| Diâmetro da haste de latão | 2–6 mm |
| Comprimento de corte | 3–12 mm |
| Peso individual da peça | Até 3 g |
| Turno típico de operação | 8 horas |
| Método principal de corte | Roda de corte abrasiva fina |
| Classificação do motor do fuso | 1,5 kW, motor de 2 polos |
A máquina é composta por cinco seções principais:
Funil vertical de material:Segura várias hastes de latão e usa a gravidade para suportar a alimentação automática.
Mecanismo de alimentação:Um motor engrenado aciona um disco rotativo de alimentação para posicionar hastes individuais.
Mecanismo de fixação:Um mecanismo acionado por parafuso ou came fixa a peça durante o corte.
Fuso de corte:Um motor de alta velocidade aciona uma roda abrasiva fina através de uma transmissão por correia.
Sistema de descarga:Coleta as peças de latão cortadas para processamento posterior.
Dois motores desempenham funções diferentes. O motor de alimentação determina a precisão do posicionamento e o tempo do ciclo de produção, enquanto o motor do eixo fornece a potência mecânica necessária para o corte.
Nesse tipo de equipamento, a velocidade estável do motor e a partida e parada responsivas são particularmente importantes. Pequenas variações na velocidade de alimentação ou nas condições de corte podem afetar as dimensões da peça, a qualidade das arestas e a consistência geral da produção.
Antes da adaptação, a máquina dependia da partida direta do motor em linha e do ajuste mecânico da velocidade da polia da correia. Esse arranjo apresentava várias limitações.
A partida direta de um motor assíncrono pode gerar corrente inicial várias vezes maior do que sua corrente nominal. Partidas e paradas repetidas também colocam estresse mecânico adicional na correia de transmissão, rolamentos, polias e mecanismo de fixação.
Com o tempo, essas condições podem contribuir para o deslizamento da correia, vibração do eixo e aumento das necessidades de manutenção.
Ao alterar as dimensões da haste de latão ou especificações de material, os operadores precisam ajustar a velocidade de corte para atender aos requisitos de processamento.
O arranjo mecânico original exigia desligamento da máquina, remoção da tampa protetora e substituição da polia da correia. Cada ajuste podia levar aproximadamente 30 minutos, criando um tempo de inatividade desnecessário para produção em pequenos lotes e multiespecificações.
À medida que a roda abrasiva se desgasta gradualmente, seu diâmetro externo diminui. Em velocidade constante do fuso, a velocidade linear de corte também diminui.
Isso pode contribuir para a formação de rebarbas, faces de extremidade irregulares e lascamento das bordas. Além disso, a parada livre natural leva vários segundos, limitando o potencial de ciclos de produção mais curtos.
O gabinete elétrico original também dependia principalmente de um relé de sobrecarga térmica. Suas capacidades de proteção eram limitadas quando ocorriam condições anormais, como travamento de material ou bloqueio de rodas abrasivas.
Esses desafios destacaram a necessidade de uma solução de controle motor mais flexível.
Para resolver as limitações operacionais, o Compact Variable Frequency Drive FD200 da FGI foi integrado ao sistema de controle elétrico existente.
A adaptação introduziu regulação de velocidade de frequência variável para o sistema de alimentação e corte, mantendo a estrutura original do gabinete. Isso permitiu que a máquina se beneficiasse de um controle aprimorado do motor sem exigir extensas reconstruções mecânicas ou elétricas.
| Item | Configuração |
|---|---|
| Série de produtos | FGI FD200 |
| Tipo de acionamento | Acionamento Compacto de Baixa Tensão Variável de Frequência |
| Método de controle | Controle V/F |
| Tensão de alimentação do motor | 380 V |
| Corrente do motor configurada | 1.56 A |
| Frequência nominal do motor | 50 Hz |
| Parâmetro de velocidade do motor | 1.400 r/min |
| Tempo de aceleração | 2 segundos |
| Tempo de desaceleração | 2 segundos |
| Frequência portadora | 8 kHz |
| Limite superior de frequência | 50 Hz |
| Frequência típica de operação | 23,7 Hz |
| Velocidade do motor correspondente | Aproximadamente 690 r/min |
As principais funções de controle incluem:
Operação baseada em terminais:Os comandos run são conectados a botões externos ou interruptores de pé, suportando tanto modos de corte de ciclo único quanto contínuos.
Ajuste flexível de frequência:Os operadores podem ajustar a frequência de operação pelo teclado ou por um sinal de referência analógico para acomodar diferentes especificações da peça.
Controle V/F:O acionamento utiliza controle voltagem-frequência para fornecer características adequadas de saída do motor em toda a faixa de velocidade de operação.
Configuração dos parâmetros motores:As informações da placa de identificação do motor são inseridas no acionamento para corresponder às características de saída do motor conectado.
Após o comissionamento, o equipamento operava a aproximadamente 23,7 Hz nas condições de funcionamento registradas, correspondendo a uma velocidade do motor de aproximadamente 690 r/min.
Durante a comissionamento, os parâmetros elétricos foram monitorados continuamente durante o processo de corte para avaliar a estabilidade operacional do acionamento.
Os resultados medidos são resumidos abaixo.
| Medição | Valor Registrado | Faixa de Operação |
|---|---|---|
| Tensão no barramento DC | 523,3 V | 517,6–534,5 V |
| Tensão de saída | 187 V | 155–191 V |
| Corrente de saída | 1.3 A | Máximo 1,3 A |
| Frequência de operação | 23,70 Hz | 19,40–24,25 Hz |
A corrente de saída medida era de 1,3 A, comparada à corrente nominal do motor configurada de 1,56 A.
Isso representa aproximadamente 83% da corrente nominal, indicando que o motor operou dentro da corrente configurada durante as condições de corte observadas.
A tensão medida no barramento DC permaneceu entre 517,6 V e 534,5 V.
A variação relativamente estreita de tensão indica uma operação estável do barramento DC durante os processos registrados de aceleração, desaceleração e corte.
A frequência de operação variava entre 19,40 Hz e 24,25 Hz à medida que a máquina passava por diferentes etapas de produção, incluindo alimentação, fixação e corte.
As medições registradas mostraram que o acionamento manteve operação estável sem relatar estol ou disparos de proteção durante o processo monitorado.
Esses resultados indicam que os parâmetros selecionados de controle V/F eram adequados para as condições operacionais observadas.
A aplicação do FD200 Compact Variable Frequency Drive da FGI trouxe melhorias no ajuste de velocidade, comportamento de partida e parada, consistência de corte e proteção do equipamento.
Com controle de frequência variável, os operadores podem ajustar a velocidade do motor mudando a frequência em vez de substituir polias mecânicas.
O processo de troca, que antes exigia aproximadamente 30 minutos de ajuste mecânico, agora pode ser concluído em segundos por meio de ajustes de frequência.
Isso é particularmente útil para fabricantes que lidam com múltiplas especificações de varas de latão e pedidos em pequenos lotes.
As configurações de aceleração e desaceleração de 2 segundos permitem a partida e a parada controladas do motor.
De acordo com o relatório de aplicação, a corrente inicial foi reduzida de aproximadamente 5 a 7 vezes a corrente nominal sob a corrente inicial direta para menos do dobro da corrente nominal após a adaptação.
A redução do impacto na partida ajuda a minimizar o estresse mecânico repetido em correias, rolamentos e outros componentes da transmissão.
A desaceleração controlada também proporciona um processo de parada mais previsível do que a parada livre natural.
A frequência ajustável permite que os operadores compensem mudanças no diâmetro da roda abrasiva e mantenham condições de corte mais adequadas.
A aproximadamente 23 Hz, o acionamento oferece operação controlada em baixa velocidade sob as condições de aplicação registradas. Quando a roda abrasiva se desgasta, sua velocidade linear de corte pode ser compensada ajustando a frequência do motor, dentro da faixa de operação permitida.
Isso ajuda a reduzir variações nas condições de corte e apoia uma melhor qualidade das bordas da peça, incluindo menos rebarbas, faces finais irregulares e bordas lascadas.
A série FD200 incorpora múltiplas funções de proteção, incluindo:
Proteção contra sobrecorrente
Proteção contra sobretensão
Proteção contra subtensão
Proteção contra sobrecarga do motor
Proteção contra sobreaquecimento
Proteção contra perda de fase
Essas funções fornecem uma proteção elétrica mais abrangente do que o relé de sobrecarga térmica original sozinho.
A série também apresenta um design independente de dutos de ar e placas de circuito revestidas com 3C3, oferecendo proteção adicional contra contaminação em ambientes industriais envolvendo poeira metálica e névoa de óleo.
Para oficinas de processamento de latão, esses recursos de design ajudam a suportar operação confiável sob condições de produção exigentes.
O FD200 Compact Variable Frequency Drive possui uma estrutura que economiza espaço e suporta instalações montadas em trilhos ou na parede.
Suas dimensões compactas o tornam adequado para integração em armários elétricos existentes onde o espaço de instalação é limitado.
Terminais de conexão rápida simplificam a fiação, enquanto funções de backup e restauração de parâmetros ajudam a reduzir trabalhos de comissionamento e manutenção.
Para os fabricantes que desejam atualizar máquinas existentes, isso oferece uma opção prática de retrofit sem exigir uma reconstrução extensa dos armários.
A aplicação de corte de hastes de latão em Wenzhou demonstra o valor da tecnologia compacta de acionamento de frequência variável em produções industriais repetitivas e de alta frequência.
Ao substituir o ajuste mecânico de velocidade por controle eletrônico de frequência, o Compact Variable Frequency Drive da FGI FD200 oferece regulação de velocidade mais flexível, partida e parada controladas e proteção integrada do motor.
Além das máquinas de corte de hastes de latão, requisitos de controle semelhantes podem ser encontrados em:
Máquinas de corte de hastes e fios de metal
Pequenos equipamentos de metalurgia e usinagem
Sistemas automáticos de alimentação e manuseio de materiais
Máquinas de fabricação de fixadores
Equipamentos de produção de metalurgia do pó
Esteira compacta e sistemas de acionamento auxiliar
Para fabricantes de máquinas e especialistas em retrofit de equipamentos, a série FD200 oferece uma solução de controle de motores compactos para aplicações que exigem ajuste flexível de velocidade, operação estável e integração elétrica simples.
Em operações de corte de latão de alta frequência, pequenas melhorias no controle dos motores podem fazer uma diferença significativa na disponibilidade de equipamentos, flexibilidade de produção e consistência de processamento.
A aplicação bem-sucedida do Acionamento de Frequência Variável Compacto FD200 da FGI em uma máquina vertical de corte de hastes de latão demonstra como um inversor compacto pode substituir o ajuste mecânico convencional de velocidade, ao mesmo tempo em que melhora as características de partida do motor e a proteção elétrica.
Com seu design compacto, controle flexível V/F, funções integradas de proteção e instalação conveniente, a série FD200 oferece uma solução prática para fabricantes de máquinas de metalurgia e projetos de modernização de equipamentos industriais.
Quer melhorar o controle de velocidade e a estabilidade operacional das suas máquinas industriais? Entre em contato com a FGI para explorar o FD200 Compact Variable Frequency Drive para sua aplicação.
