Rýchlo nájdite produkt, ktorý potrebujete.
A trojfázový asynchrónny motor je striedavý stroj, ktorý premieňa trojfázovú elektrickú energiu na rotačnú mechanickú energiu prostredníctvom elektromagnetickej indukcie, a nie prostredníctvom priameho elektrického spojenia s rotorom. Vo vinutí statora sa vytvára rotujúce magnetické pole a toto pole indukuje prúd v tyčiach rotora, ktorý zase generuje krútiaci moment. Rýchlosť rotora vždy sleduje rýchlosť rotujúceho poľa s malým rozdielom nazývaným sklz, čo je presne dôvod, prečo je tento stroj známy aj ako trojfázový indukčný motor .
Pretože nepotrebuje žiadne kefy, žiadne externé budenie rotora a žiadny kondenzátor na spustenie, trojfázový asynchrónny motor sa stal štandardom trojfázový elektromotor pre továrne, dielne a úžitkové závody. Typické produktové rady siahajú od malých čiastkových jednotiek okolo 0,09 kW až po veľké veľkosti rámov okolo 375 kW, s 2, 4, 6 a 8-pólovými možnosťami vinutia, ktoré pokrývajú všetko od vysokorýchlostných ventilátorov s malým zaťažením až po nízkorýchlostné vysokozáťažové dopravníky. Kryty sú bežne vyrobené z vysoko pevnej liatiny alebo ľahkej hliníkovej zliatiny, spárované s izoláciou triedy F a krytím IP55 pre vystavenie prachu a slabej vode.
Skrátka, keď niekto hľadá a 3-fázový indukčný motor alebo a trojfázový striedavý motor , takmer vždy opisujú rovnakú rodinu strojov. V ďalších častiach nižšie nájdete informácie o tom, ako funguje, z čoho je vyrobený, ako čítať štítok s údajmi a ako správne nastaviť jeho veľkosť pre danú úlohu.
Tri samostatné skupiny vinutia sú umiestnené vo vnútri statora pod uhlom 120 elektrických stupňov. Keď cez ne preteká trojfázový prúd v sekvencii, kombinované magnetické pole nezostáva fixované na jednom mieste - otáča sa okolo vnútornej časti otvoru statora rýchlosťou známou ako synchrónna rýchlosť. Synchrónna rýchlosť závisí len od napájacej frekvencie a počtu pólov navinutých do statora podľa vzťahu Ns = 120 x f / P, kde f je frekvencia v hertzoch a P je počet pólov.
Rotorové tyče sú umiestnené vo vnútri tohto rotujúceho poľa, ale nie sú fyzicky pripojené k napájaciemu zdroju. Keď pole prechádza okolo rotora, indukuje napätie a prúd v tyčiach rotora a tento indukovaný prúd vytvára svoje vlastné magnetické pole. Interakcia medzi statorovým poľom a indukovaným poľom rotora vytvára krútiaci moment, ktorý ťahá rotor okolo, ale rotor sa nikdy nemôže celkom dotiahnuť k poľu – ak by sa tak stalo, nezostal by v prvom rade žiadny relatívny pohyb, ktorý by indukoval prúd. Táto rýchlostná medzera, zvyčajne malé percento synchrónnej rýchlosti pri normálnom zaťažení, je sklz, ktorý definuje asynchrónny (indukčný) stroj.
Na rozdiel od jednofázovej konštrukcie vytvára trojfázový asynchrónny motor skutočne točivé pole od momentu pridania energie, takže je vo svojej podstate samospúšťací a nezávisí od štartovacieho kondenzátora alebo pomocného vinutia. To je jeden z dôvodov, prečo sa vo všeobecnosti uprednostňuje trojfázový indukčný motor, keď veľkosť záťaže alebo pracovný cyklus presiahne to, čo môže malá jednofázová jednotka pohodlne zvládnuť.
Každý trojfázový asynchrónny motor sa skladá z malej sady častí, ktoré sa opakujú v rôznych veľkostiach rámu, od kompaktnej jednotky v hliníkovom kryte až po veľký liatinový priemyselný trojfázový motor. Obrázok nižšie označuje hlavné časti, na ktoré sa odkazuje v nasledujúcich popisoch.
Zjednodušené konštrukčné usporiadanie typického rámu trojfázového asynchrónneho motora
Stator je zväzok tenkých kremíkových oceľových lamiel zalisovaných do rámu z liatiny alebo hliníkovej zliatiny s medenými cievkami vloženými do štrbín okolo vnútorného otvoru. Laminačný zväzok obmedzuje straty vírivými prúdmi, zatiaľ čo samotný rám dodáva motoru jeho mechanickú pevnosť a jeho montážny povrch.
Väčšina priemyselných jednotiek používa rotor s klietkou nakrátko, kde sú hliníkové alebo medené tyče zaliate do vrstveného jadra rotora a na oboch koncoch skratované koncovými krúžkami. Tento dizajn nemá žiadne vinutia na izoláciu a žiadne zberné krúžky na údržbu, čo je hlavný dôvod, prečo sa trojfázový indukčný motor považuje za jednoduchý na udržanie prevádzky po dlhú dobu.
Externý ventilátor namontovaný na strane bez pohonu ťahá vzduch cez rebrované rebrá na povrchu rámu, čím udržuje teplotu vinutia v rámci izolačného limitu triedy F. Koncové štíty držia ložiská na mieste a udržujú rotor vycentrovaný vo vnútri vývrtu statora, zatiaľ čo svorkovnica poskytuje utesnený spojovací bod pre prichádzajúce napájacie káble.
Počet pólov je jednou z prvých možností, ktoré treba urobiť pri porovnávaní trojfázového elektromotora pre danú aplikáciu, pretože určuje základnú rýchlosť chodu pred pridaním akejkoľvek prevodovky alebo pohonu. Pri napájaní 50 Hz je synchrónna rýchlosť pre počítanie spoločných pólov uvedená nižšie.
Synchrónna rýchlosť podľa počtu pólov pri napájacej frekvencii 50 Hz
| Počet pólov | Synchrónna rýchlosť | Typická povinnosť |
|---|---|---|
| 2-pólový | 3000 ot./min | Čerpadlá, vysokorýchlostné ventilátory, kompresory |
| 4-pólový | 1500 ot./min | Všeobecné obrábacie stroje, dopravníky |
| 6-pólový | 1000 ot./min | Väčšie ventilátory, mixéry, pomalobežné pohony |
| 8-pólový | 750 ot./min | Vysoko zaťažená, nízkorýchlostná prevodovka |
Štítky triedy účinnosti popisujú, koľko elektrického príkonu stratí motor skôr ako teplo, než aby sa premenil na výkon hriadeľa. Názvová stupnica sa pohybuje od IE1 po IE4, pričom každý krok predstavuje ďalšie zníženie strát vďaka lepšiemu laminovaniu ocele, hrubším medeným vodičom a užším vzduchovým medzerám. An Trojfázový motor IE3 sedí v prémiovom pásme tohto rozsahu, zatiaľ čo an Trojfázový motor IE4 o krok nad ním, zamerané na aplikácie s nepretržitou prevádzkou, kde sú prevádzkové hodiny dostatočne vysoké na to, aby sa nižšie straty premietli do významného zníženia plytvania energiou počas životnosti stroja.
Ilustratívne porovnanie progresie relatívnej efektívnosti medzi triedami; skutočné hodnoty sa líšia podľa výstupného výkonu a počtu pólov
V praxi potrebná trieda závisí od vzoru behu. Motor, ktorý pracuje len niekoľko hodín týždenne, zvyčajne neospravedlňuje honbu za najvyššou dostupnou triedou, zatiaľ čo motor pracujúci nepretržite v rade ventilátora, čerpadla alebo kompresora je silným kandidátom na pásmo IE3 alebo IE4, pretože nahromadené hodiny zosilňujú aj malý percentuálny rozdiel v stratách.
Účinnosť a účinník pre trojfázový indukčný motor nie sú pevné čísla; pohybujú sa podľa toho, ako silne je motor zaťažený vzhľadom na jeho menovitý výkon. Všeobecný tvar tohto vzťahu je konzistentný v celej rade produktov, aj keď presné čísla sa menia s veľkosťou rámu.
Typický tvar krivky účinnosti voči percentu zaťaženia menovitého výkonu
Účinnosť vo všeobecnosti rýchlo stúpa, keď zaťaženie stúpa z mierneho čiastočného zaťaženia, dosahuje široký vrchol niekde medzi približne sedemdesiatpäť a sto percent menovitého výkonu a potom sa pri preťažení mierne zníži. To je dôvod, prečo dimenzovanie motora tak, aby bežal v blízkosti svojho menovitého bodu, a nie hlboko pod zaťažením, má tendenciu poskytovať stabilnú účinnosť a účinník počas zmeny.
Materiál rámu ovplyvňuje hmotnosť, odvod tepla a tuhosť montáže. Liatinové kryty a kryty z hliníkovej zliatiny zostávajú bežné na trhu priemyselných trojfázových motorov a správna voľba zvyčajne závisí od rovnováhy medzi hmotnosťou a tepelnou hmotnosťou, ktorú si daná inštalácia vyžaduje.
| Atribút | Liatinové puzdro | Kryt z hliníkovej zliatiny |
|---|---|---|
| Relatívna hmotnosť | Ťažšie | Zapaľovač |
| Odvod tepla | Vysoká tepelná hmotnosť | Rýchlejšie chladenie povrchu |
| Typický rozsah rámu | Stredné až veľké veľkosti rámu | Malé až stredné veľkosti rámu |
| Spoločné nastavenie | Nepretržité ťažké priemyselné zaťaženie | Všeobecné a mobilné zariadenia |
Bez ohľadu na materiál krytu je samotný systém vinutia zvyčajne vyrobený s izoláciou triedy F, čo poskytuje rezervu proti zvýšeniu teploty počas štartovania a krátkodobému preťaženiu, zatiaľ čo stupeň krytia IP55 chráni pred prachom a usmernenými prúdmi vody mimo vnútorných vinutí v dielňach a pri vonkajších prostrediach.
Mnohí kupujúci, ktorí skúmajú trojfázový asynchrónny motor, ho v skutočnosti porovnávajú s jednofázovou alternatívou pre hraničnú aplikáciu. Porovnanie radarov nižšie uvádza šesť praktických atribútov vedľa seba.
Modrá oblasť predstavuje trojfázový asynchrónny motor, oranžová oblasť predstavuje porovnateľný jednofázový motor v ilustratívnej relatívnej mierke
Pretože trojfázový asynchrónny motor začína skutočným rotačným poľom, má tendenciu poskytovať silnejší rozbehový krútiaci moment na jednotku veľkosti rámu spolu so stabilnejšou prevádzkovou účinnosťou pri menovitom zaťažení. Jednofázový motor môže byť stále vhodný pre ľahké rezidenčné alebo malé dielenské nástroje, kde nie je k dispozícii trojfázové napájanie, ale keď sa zvýši zaťaženie, pracovný cyklus alebo krútiaci moment, trojfázový striedavý motor je vo všeobecnosti praktickejšou cestou pre nepretržité priemyselné služby.
Kombinácia širokého výkonového rozsahu, viacpólových možností a robustnej konštrukcie je dôvodom, prečo sa trojfázový indukčný motor objavuje v tak širokom rozsahu typov zariadení.
Vo výrobe, energetike, baníctve, stavebníctve, textilnom priemysle, tlačiarenských strojoch a prístavných strojoch je základná požiadavka do značnej miery rovnaká: spoľahlivý priemyselný trojfázový motor, ktorý dokáže bežať dlhé úseky s predvídateľnou potrebou údržby a nie častými neplánovanými zastávkami.
Niektoré aplikácie potrebujú viac ako jednu pevnú rýchlosť z jedného rámca. Viacstupňové rýchlostné vinutia umožňujú opätovné pripojenie motora medzi dva alebo viac pólov, čo poskytuje hrubý, ale spoľahlivý spôsob zmeny rýchlosti bez samostatného pohonu s premenlivou frekvenciou.
Tam, kde sa bremeno musí rýchlo zastaviť a udržať polohu, napríklad na kladkostrojoch alebo indexovacích stoloch, integrovaná elektromagnetická brzda upne hriadeľ v momente odpojenia energie, čím sa skráti čas dobehu a zlepší sa presnosť polohovania.
Spárovanie trojfázového asynchrónneho motora s pohonom s premenlivou frekvenciou umožňuje plynulé nastavenie otáčok v širokom rozsahu, čo je bežné pri ventilátoroch, čerpadlách a dopravníkoch, kde prietok alebo priepustnosť potrebuje sledovať meniace sa požiadavky procesu a nie bežať pri jednej pevnej rýchlosti.
Pre uhoľné, petrochemické a iné inštalácie v nebezpečných oblastiach kryty odolné voči výbuchu obsahujú akýkoľvek vnútorný oblúk alebo iskrenie, takže nemôžu zapáliť okolitý horľavý plyn alebo prach, čo umožňuje bezpečnú prevádzku trojfázového elektromotora v zónach, kde by štandardný otvorený kryt nebol vhodný.
Práca v nasledujúcom poradí vo všeobecnosti rýchlo zužuje pole, či už je cieľom malá jednotka v hliníkovom kryte alebo veľký priemyselný trojfázový motor z liatiny.
Jednoduchý počiatočný vzorec pre trojfázový výkon je P (kW) = (3 x V x I x účinník x účinnosť) / 1000 s použitím sieťového napätia V a sieťového prúdu I. Pri známom mechanickom zaťažení možno výkon hriadeľa v kW odhadnúť aj z krútiaceho momentu a otáčok ako P = (Krútiaci moment v Nm x Otáčky v otáčkach za minútu) / 9550, potom zaokrúhlené nahor s primeranou počiatočnou maržou.
Konská sila a kilowatty opisujú rovnaký výkon pri použití rôznych jednotiek, vo vzťahu približne 1 hp = 0,746 kW. Namiesto toho, aby ste izolovali údaj o konských silách, pomôže vám to spätne pracovať s údajmi výrobcu poháňaného zariadenia alebo nameraným prevádzkovým prúdom, pretože poddimenzovaný motor sa pri normálnej záťaži zahrieva, zatiaľ čo nadrozmerný má zbytočnú hmotnosť a nižší prevádzkový účinník pri čiastočnom zaťažení.
Trojfázový indukčný motor je mechanicky jednoduchý, ale krátka rutina stále vedie k udržaniu predvídateľných prevádzkových hodín.
Dodržiavanie jednoduchého harmonogramu, ako je tento, má tendenciu predĺžiť praktickú životnosť trojfázového motora na striedavý prúd podstatne viac ako reakcia až po objavení sa poruchy.
Q1. Čo je to trojfázový asynchrónny motorIde o striedavý motor, ktorý využíva rotujúce magnetické pole v statore na indukciu prúdu v rotore, čím vzniká krútiaci moment bez akéhokoľvek priameho elektrického spojenia so samotným rotorom. | Q2. Ako funguje trojfázový indukčný motorTrojfázový prúd vo vinutí statora vytvára točivé pole; toto pole indukuje prúd v tyčiach rotora a interakcia medzi týmito dvoma poľami otáča hriadeľ. |
Q3. Aký je rozdiel medzi asynchrónnym motorom a indukčným motoromOpisujú ten istý stroj. Asynchrónne sa týka rýchlosti rotora zaostávajúcej za rýchlosťou poľa, zatiaľ čo indukcia sa týka toho, ako prúd dosiahne rotor, a to skôr indukciou ako priamym spojením. | Q4. Aké sú výhody trojfázového indukčného motoraJednoduchá konštrukcia vo veveričke, samoštartovanie bez kondenzátora, stabilná rýchlosť chodu pri meniacej sa záťaži a široký rozsah dostupného výkonu od zlomkových kilowattov až po stovky kilowattov. |
Q5. Na čo sa používajú trojfázové motoryVentilátory, čerpadlá, kompresory, dopravníky, obrábacie stroje a všeobecné priemyselné zariadenia vo výrobe, energetike, baníctve, textilnom priemysle a manipulácii s prístavmi. | Q6. Ako si vybrať trojfázový indukčný motorZačnite od typu hnanej záťaže a požadovanej rýchlosti, veľkosti výkonu hriadeľa s počiatočnou rezervou, potom prispôsobte počet pólov, kryt a krytie inštalačnému prostrediu. |
Q7. Ako vypočítam veľkosť motora, ktorú potrebujemOdhadnite výkon hriadeľa zo záťažového krútiaceho momentu a otáčok pomocou P sa rovná krútiacemu momentu krát otáčky delené 9550, potom zaokrúhlite nahor na najbližšie štandardné hodnotenie rámu s primeranou rezervou. | Q8. Ako si vyberiem výkon motoraVychádzajte zo skutočných požiadaviek na výkon poháňaného zariadenia a nehádajte sa, prepočet medzi konskými silami a kilowattmi pri použití približne 1 hp sa rovná 0,746 kW. |
Q9. Koľko pólov by mal mať môj motorVyberte počet pólov, ktorých synchrónne otáčky sú najbližšie k požadovaným výstupným otáčkam, pretože to vo všeobecnosti znižuje veľkosť akejkoľvek potrebnej dodatočnej prevodovky alebo redukcie remenice. | Q10. Akú údržbu potrebuje trojfázový motorBežná pozornosť venovaná prúdeniu chladiaceho vzduchu, mazaniu ložísk, úrovniam vibrácií a pripojeniam svorkovnice pokrýva väčšinu toho, čo udržuje jednotku v spoľahlivom chode v priebehu času. |
