Dom / Vijesti / Vijesti iz industrije / Industrijski asinkroni motori: IE3 nasuprot IE4, broj polova i vodič za odabir rada

Industrijski asinkroni motori: IE3 nasuprot IE4, broj polova i vodič za odabir rada

Motor pumpe od 22 kW koji aktivira svoj relej za preopterećenje svakog poslijepodneva u kolovozu rijetko je greška motora. To je greška odabira. Motor je kupljen samo na kilovate, dok stvarni profil opterećenja, temperatura okoline i startni moment nikada nisu zapisani. Ista se pogreška pojavljuje kao pokretne trake koje se zaustavljaju pri pokretanju, tekstilne linije koje gube brzinu pod opterećenjem i miješalice koje izgaraju namote unutar sezone.

Industrijski asinkroni motori ostaju zadani pogon za te zadatke jer su jednostavni, robusni i jeftini za nastavak rada. Dobivanje točne specifikacije svodi se na četiri odluke donesene prije pisanja narudžbenice: razred učinkovitosti, broj polova, kućište i tip rada. Veličina okvira, montaža, napon i položaj priključne kutije proizlaze iz ta četiri. Ovaj vodič objašnjava što svaka odluka zapravo mijenja u tvornici.

Što čini asinkroni motor zadanim industrijskim pogonom

Industrijski asinkroni motor, koji se naziva i indukcijski motor, ima stator koji nosi trofazni namot i rotor bez ikakve električne veze. Rotirajuće polje inducira struju u polugama rotora, međudjelovanje između te struje i polja proizvodi moment, a rotor se uspostavlja na brzini malo ispod sinkrone brzine. Ta razlika je proklizavanje, obično 1% do 5% pri punom opterećenju.

Iz tog dizajna proizlaze tri posljedice koje objašnjavaju zašto asinkroni motor još uvijek pokreće veliku većinu pumpi, ventilatora, kompresora, transportera, miješalica i alatnih strojeva u industrijskim pogonima:

  • Bez četkica, bez komutatora i bez namota rotora koje treba istrošiti ili zamijeniti.
  • Izravno na liniji, počevši od standardnog napajanja, bez kontrolera za rad s konstantnom brzinom.
  • Dobro dokumentirani podaci o performansama, koji čine dimenzioniranje, zamjenu i planiranje rezervnih dijelova jednostavnim.
Ključni dijelovi TEFC asinkronog motora Priključna kutija Završni štit Osovina Okvir statora

Detalji konstrukcije mijenjaju se s veličinom okvira. Aluminijska kućišta učinkovito odvode toplinu i prikladna su za lakše zadatke gdje je težina bitna. Okviri od lijevanog željeza bolje drže svoju geometriju pod vibracijama i uobičajeni su izbor za teške, prašnjave ili vanjske instalacije.

Klase učinkovitosti: Što IE2, IE3 i IE4 zapravo mijenjaju

Učinkovitost je prva odluka jer nju ne možete promijeniti nakon što se motor pričvrsti. IEC 60034-30-1 postavlja međunarodne minimalne razine za IE1, IE2 i IE3, dok IEC TS 60034-30-2 pokriva IE4. Za 15 kW, 4-polni motor, 50 Hz, zajamčena minimalna učinkovitost pri punom opterećenju je približno 91,0% za IE2, 92,1% za IE3 i 93,4% za IE4.

Minimalna učinkovitost pri punom opterećenju, 15 kW 4-polni 50 Hz (horizontalna os počinje od 85%)
IE2
91,0%
IE3
92,1%
IE4
93,4%

Postoci izgledaju mali, au apsolutnom iznosu i jesu. Ono što je bitno jest da se razlika u gubicima povećava svakim satom rada motora. Uzmite taj isti motor od 15 kW koji radi 4000 sati godišnje pri 75% opterećenja: IE3 jedinica troši otprilike 12,22 kW na osovini, dok IE2 jedinica troši oko 12,36 kW. Razmak od 0,14 kW postaje oko 590 kWh godišnje, što je s 0,15 USD po kWh otprilike 88 USD izbjegnutih godišnjih tekućih troškova.

Minimalne vrijednosti učinkovitosti slijede IEC 60034-30-1 za IE2 i IE3, i IEC TS 60034-30-2 za IE4; stvarne brojke ovise o veličini okvira i proizvođaču.
Klasa učinkovitosti Minimalna učinkovitost Tipičan prvi izbor za Relativna nabavna cijena
IE2 91,0% Mali radni sati, zamjena za staru verziju Najniža
IE3 92,1% Većina novih industrijskih postrojenja Umjereno
IE4 93,4% Kontinuirani rad, visoke tarife za energiju Najviša

Ako želite pobliže pogledati kako se dvije vrhunske klase mogu usporediti u stvarnim specifikacijama, ova analiza IE3 nasuprot IE4 motorima pokriva kompromise u veličini okvira, cijeni i prikladnosti naknadne ugradnje.

YE3/IE3 High-Efficiency Motors Factory YE3/IE3 Tvornica visokoučinkovitih motora Pogledajte više YE3/IE3 Standardni indukcijski motor visoke učinkovitosti Pogledajte proizvod →

Praktično pravilo: ako motor radi više od 2000 sati godišnje, odredite cijenu opcije IE3 ili IE4 prema računu za energiju, a ne prema kataloškoj cijeni IE2. Ispod tog praga, premiji obično treba dulje da se oporavi od preostalog životnog vijeka imovine.

Broj polova određuje brzinu, okretni moment i ponašanje pri pokretanju

Brojanje polova je najčešći izvor grešaka u specifikaciji, jer mijenja dvije stvari odjednom. Sinkrona brzina ovisi o broju polova i frekvenciji napajanja. Na 50 Hz, 2-polni motor radi blizu 3000 okretaja u minuti, 4-polni blizu 1500 okretaja u minuti, 6-polni blizu 1000 okretaja u minuti i 8-polni blizu 750 okretaja u minuti. Za istu izlaznu snagu, manje polova znači veću brzinu i manji okretni moment; više polova znači manju brzinu i veći okretni moment u fizički većem okviru.

Sinkrona brzina na 50 Hz prema broju polova
3.000 okretaja u minuti 2-polni
1.500 okretaja u minuti 4-polni
1.000 okretaja u minuti 6-polni
750 okretaja u minuti 8-polni

Ako se pogonski stroj već okreće pravom brzinom bez mjenjača ili reduktora remena, izravno uskladite broj polova s njim. Izravni pogon uklanja gubitke remena, smanjuje održavanje i uklanja habanje, zbog čega su motori s izravnim pogonom niske brzine postali uobičajeni na velikim ventilatorima i ekstruderima.

Nazivne brzine su približne vrijednosti punog opterećenja; stvarna brzina ovisi o klizanju, koje raste s opterećenjem.
Pole count Brzina na 50 Hz Brzina na 60 Hz Tipična pogonska oprema
2-polni ~2.900 o/min ~3.500 okretaja u minuti Centrifugalne pumpe, ventilatori, kompresori
4-polni ~1.450 o/min ~1.750 o/min Opći strojevi, transporteri, miješalice
6-polni ~960 okretaja u minuti ~1.160 o/min Drobilice, mlinovi, teški transporteri
8-polni ~720 okretaja u minuti ~870 okretaja u minuti Ventilatori s izravnim pogonom, ekstruderi, dizalice

Provjerite startni moment kao i radni moment. Opterećeni transporter ili pumpa s pozitivnim pomakom možda će trebati dva do tri puta veći okretni moment punog opterećenja u mirovanju, a standardni 4-polni motor na laganom okviru će se mučiti dok 6-polni ili 8-polni okvir za teške uvjete neće.

Zahtjevi za kućište, okoliš i zaštitu od eksplozije

Dva pitanja odlučuju o kućištu: koliko prašine i vode može doprijeti do motora i postoji li zapaljiva atmosfera? Potpuno zatvoreni motor hlađen ventilatorom (TEFC) s oznakom IP55 podnosi normalne unutarnje uvjete i lagano ispiranje. Vanjske, obalne instalacije ili instalacije s visokom vlagom obično trebaju bolje brtvljenje, pričvršćivače otporne na koroziju i odvod kondenzata ili grijač protiv kondenzacije.

Tamo gdje postoji atmosfera zapaljivog plina ili zapaljive prašine, standardni motor nije opcija ni po koju cijenu. Motori otporni na eksploziju izrađeni su i certificirani prema okviru IEC 60079, s vatrootpornim Ex d kućištima dizajniranim tako da unutarnje paljenje ne može pobjeći, te s definiranim skupinama plinova, temperaturnim klasama i prikladnošću zona. Pogriješiti ovo je neuspjeh usklađenosti, a ne manjak performansi, i obično ispliva na površinu tijekom sigurnosne revizije, a ne pri puštanju u pogon.

YBX3 Explosion-Proof Motors Factory YBX3 Tvornica motora otpornih na eksploziju Pogledajte više YBX3 Indukcijski motor velike brzine otporan na eksploziju (2-polni) Pogledajte proizvod →

Temperatura okoline i nadmorska visina također su važni. Motor naznačen za temperaturu okoline od 40 °C gubi upotrebljivu snagu iznad te, a standardne vrijednosti pretpostavljaju instalaciju ispod 1000 m. Ako se vaše postrojenje nalazi na 1500 m ili vaše procesno područje radi na 55 °C, recite to u fazi upita, a ne nakon isporuke.

Vrsta dužnosti: promjenjiva frekvencija, kočenje i rad s više brzina

Standardni asinkroni motor spojen na pogon promjenjive frekvencije nije automatski sigurna kombinacija. Inverterski rad dodatno opterećuje izolaciju namota i može uzrokovati struje u ležajevima, a ventilator montiran na osovini zaustavlja učinkovito hlađenje ispod otprilike 30 Hz. Inverterski motor s izolacijom klase F ili H, neovisnim ventilatorom za hlađenje i uzemljenjem osovine rješava sva tri problema.

Za opterećenja promjenjivog zakretnog momenta kao što su centrifugalne pumpe i ventilatori, snaga otprilike pada s kubom brzine, tako da se pogon brzo isplati pri prigušenoj primjeni. The pumpa i HVAC radni profil je klasičan slučaj: smanjenje brzine za 20% smanjuje apsorbiranu snagu za skoro polovicu.

YVF2 Variable-Frequency Motors Factory YVF2 Tvornica motora s promjenjivom frekvencijom Pogledajte više YVF2 motor opće namjene s promjenjivom frekvencijom (4-polni) Pogledajte proizvod →

Gdje teret mora zadržati položaj, motor kočnice zamjenjuje vanjsku kočnicu na pogonskom vratilu. Opružna kočnica otpuštena solenoidom drži se kada se isključi struja, što je sigurna zadana postavka za dizalice, stolove za indeksiranje i linije za pakiranje. Česta zaustavljanja zahtijevaju pozornost na radni ciklus kočnice, jer zagrijavanje kočnica, a ne zagrijavanje motora, postaje ograničavajući faktor. A za alatne strojeve ili ventilatore s dvije brzine koji trebaju samo dvije fiksne brzine, motor s više brzina često je jeftiniji i jednostavniji od pogona.

Kontrolni popis specifikacija prije nego što izdate narudžbenicu

Većina sporova oko odabira vodi do retka koji nedostaje u upitu. Prikupite ovih osam stavki prije nego što zahtjev ode, a ponuda koju dobijete bit će usporediva među dobavljačima:

  1. Izlazna snaga i rad: kW, S1 neprekidno ili povremeno, sati po danu i startovi po satu.
  2. Uvjeti napajanja: napon, frekvencija, faze, dopuštena tolerancija i hoće li se koristiti VFD.
  3. Brzina: potreban broj okretaja u minuti na pogonskom vratilu ili broj polova ako je brzina fiksna.
  4. Karakteristike opterećenja: početni zakretni moment, okretni moment, granica preopterećenja i pogonska inercija.
  5. Montaža i mehaničko sučelje: B3, B5 ili B35, promjer osovine, utor za klin i smjer vrtnje.
  6. Okruženje: temperatura okoline, nadmorska visina, vlažnost, prašina, korozivna ili eksplozivna atmosfera, IP i Ex zahtjevi.
  7. Klasa učinkovitosti i tržišni certifikat: CE, CCC ili Ex certifikat prema zahtjevima odredišta.
  8. Dokumentacija: podaci s natpisne pločice, izvješće o rutinskom ispitivanju, nacrt s dimenzijama i popis rezervnih dijelova.

Jedna završna točka o izboru dobavljača. Proizvođač koji radi prema sustavu kvalitete ISO 9001, s vlastitim žigosanjem, namotavanjem, strojnom obradom i završnim testiranjem, može proizvesti testni zapis za određeni motor na sanduku, a ne generičku katalošku krivulju. Zatražite taj zapis prije naloga, a ne nakon neuspjeha.

Česta pitanja o industrijskom asinkronom motoru

P1. Koja je razlika između industrijskog asinkronog motora i trofaznog asinkronog motora?

Opisuju isti stroj. "Asinkrono" se odnosi na činjenicu da se rotor okreće malo sporije od okretnog polja, što je ono što omogućuje proizvodnju momenta. "Indukcija" se odnosi na struju rotora koja se inducira, a ne napaja pomoću namota. Industrijski asinkroni motor jednostavno je širi izraz koji se koristi za standardne trofazne indukcijske motore koji se nalaze u svim postrojenjima.

Q2. Trebam li odabrati IE3 ili IE4 za novu instalaciju?

Odaberite IE3 za većinu općih zadataka i IE4 kada motor radi više od otprilike 2000 sati godišnje pri velikom opterećenju ili gdje su cijene električne energije visoke. IE4 obično dolazi u većem ili skupljem okviru, stoga provjerite sučelje za montažu prije nego što pretpostavite da se radi o zamjeni za instalaciju.

Q3. Kako mogu izabrati između 2-polnih, 4-polnih, 6-polnih i 8-polnih motora?

Počnite s brzinom koju pogonska oprema treba. Centrifugalne pumpe i ventilatori općenito odgovaraju 2-polnim ili 4-polnim. Drobilice, mlinovi i teški transporteri obično trebaju 6-polne ili 8-polne za veći okretni moment pri nižoj brzini. Ako stroj ispravno radi bez remena ili mjenjača, izravno uskladite broj polova i izbjegnite gubitke u prijenosu.

Q4. Može li standardni asinkroni motor raditi na VFD?

Može pri umjerenim rasponima brzina, ali nije najbolji izbor. Rad pretvarača opterećuje izolaciju namota, može inducirati struje u ležajevima i gubi hlađenje ispod otprilike 30 Hz jer ventilator na osovini usporava s rotorom. Navedite inverterski motor s odgovarajućom izolacijom, neovisnim ventilatorom za hlađenje i uzemljenjem osovine kada je pogon dio dizajna.

P5. Kada je potreban motor otporan na eksploziju umjesto standardnog motora?

Kad god može biti prisutna atmosfera zapaljivog plina, pare ili zapaljive prašine, uključujući kabine za farbanje, područja s otapalima, rukovanje žitaricama, ugljenu prašinu i mnoge kemijske procese. Motori otporni na eksploziju certificirani su prema zoni, grupi plina i temperaturnom razredu, tako da se klasifikacija mjesta mora znati prije naručivanja. Standardni motor ne može se prilagoditi na licu mjesta kako bi zadovoljio ove zahtjeve.

P6. Koje podatke trebam poslati za točnu ponudu motora?

Pošaljite snagu, napon, frekvenciju, faze, broj polova ili potrebni broj okretaja u minuti, vrstu montaže, IP i Ex zahtjeve ako postoje, radni ciklus, temperaturu okoline i pogonsku opremu. Za VFD ili kočnice, također navedite raspon brzine, moment kočenja i startanja po satu. Potpuni podaci obično izbjegavaju drugi krug tehničkih pitanja i skraćuju vrijeme.


PRILAGOĐENA USLUGA  PRILAGOĐENA USLUGA  PRILAGOĐENA USLUGA  PRILAGOĐENA USLUGA 
PRILAGOĐENA USLUGA  PRILAGOĐENA USLUGA  PRILAGOĐENA USLUGA  PRILAGOĐENA USLUGA