3-fázový striedavý elektromotor: Praktický sprievodca výberom pre priemyselných zákazníkov

Uvažujme o úpravni uhlia s motorom dopravníka s výkonom 132 kW pri zaťažení 92 %. Ten singel 3-fázový striedavý elektromotor spotrebuje približne 64 000 kWh za mesiac a trieda účinnosti tohto motora určuje 40 000 až 50 000 kWh ročného účtu za energiu. Pridajte náhradný motor, ventilátor chladiacej veže a dve kalové čerpadlá a závod má tucet trojfázových motorov, ktorých náklady na energiu a údržbu dominujú elektrickému rozpočtu. Toto je druh rozhodnutia, ktorému čelí inžinier závodu vždy, keď motor dosiahne koniec svojej životnosti.

Čo je to trojfázový elektromotor na striedavý prúd a ako to funguje?

Trojfázový striedavý elektromotor je indukčný stroj, ktorý premieňa trojfázový striedavý prúd na rotačnú mechanickú energiu prostredníctvom rotujúceho magnetického poľa. Nemá žiadne kefy ani komutátor, čo mu dáva samoštartovací charakter a nenáročný na údržbu, čo z neho robí štandardný pohon v priemyselných závodoch.

Stator nesie tri vinutia posunuté o 120 stupňov. Keď sú napájané trojfázovým napájaním, vinutia vytvárajú magnetické pole, ktoré sa otáča okolo otvoru statora synchrónnou rýchlosťou. Rotor, ktorý sedí vo vnútri tohto vývrtu, je rozrezaný rotujúcim poľom a generuje svoj vlastný indukovaný prúd, čím vytvára krútiaci moment, ktorý ťahá rotor za poľom.

Spoločnosť Shanghai Pinxing Motor Co., Ltd. vyrába trojfázové striedavé motory v nízkonapäťových a vysokonapäťových rozsahoch, od motorov s kotvou nakrátko používaných v čerpadlách a ventilátoroch až po motory s vinutým rotorom série YR používané v drvičoch a mlynoch. Každý rok opustí ich závod v Šanghaji viac ako 1 000 druhov produktov a spoločnosť vyváža do viac ako 40 krajín.

Klietka pre veveričky, Ranový rotor a Synchrónne Motors: Na čo je každý z nich určený

Motory s klietkou nakrátko sú predvolené pre záťaže s konštantnou rýchlosťou, motory s vinutým rotorom sú nevyhnutné pre aplikácie, ktoré vyžadujú vysoký rozbehový moment a synchrónne motory obsluhujú záťaže, ktoré vyžadujú presnú rýchlosť alebo korekciu účinníka.

Motor vo veveričke pokrýva väčšinu priemyselných záťaží. Nemá žiadne pohyblivé elektrické kontakty na rotore, a preto zostáva ťahúňom tohto odvetvia. Keď aplikácia vyžaduje vysoký počiatočný krútiaci moment, ako napríklad guľový mlyn, ktorý naberie plnú náplň, motor s vinutým rotorom poskytuje túto schopnosť prostredníctvom vonkajšieho odporu rotora. Synchrónne motory sú vyhradené pre veľké nepretržité zaťaženia, kde závod potrebuje aj výhody korekcie účinníka budiaceho systému.

Vysokonapäťový trojfázový indukčný motor série Y pre všeobecné stroje Tento vysokonapäťový motor série Y je vhodný pre kompresory, čerpadlá a rezacie stroje a ponúka vysokú účinnosť, nízke vibrácie a spoľahlivý výkon s izoláciou triedy F a skriňovou konštrukciou. Zobraziť produkt →

Triedy účinnosti a energetické náklady strát motora

Účinnosť motora je klasifikovaná ako IE2, IE3 a IE4 a posunom o jednu triedu vyššie sa zvyčajne znížia energetické straty o 10 % až 20 %. Čím vyššia je trieda účinnosti, tým nižšie sú straty medi a železa v motore a tým nižšie sú celkové náklady na vlastníctvo.

Pre motor s výkonom 75 kW, ktorý beží 8 000 hodín ročne, je rozdiel medzi IE2 a IE4 približne 39 000 kWh ročnej spotreby energie. Pri konzervatívnych 0,08 USD za kWh je to zhruba 3 100 USD za motor za rok.

Praktickým zistením je, že výber triedy účinnosti je zriedkavo len rozhodnutím o hardvéri. Na mnohých trhoch je teraz IE3 zákonným minimom, zatiaľ čo IE4 sa čoraz viac špecifikuje pre nové projekty, pretože doba návratnosti je často kratšia ako tri roky. Nízkonapäťové motory Shanghai Pinxing série YE3 a YE4 sú skonštruované pre tieto požiadavky na účinnosť a výrobný proces zahŕňa automatizované vinutie statora, aby sa straty medi udržali v tolerancii.

Trojfázový indukčný motor radu IE3 pre energetickú účinnosť Motor série IE3 poskytuje vysokú účinnosť a spoľahlivosť s kompaktnými rozmermi, nízkou hlučnosťou a nízkymi vibráciami. Je vybavený izoláciou triedy F a rotorom z liateho hliníka, ktorý spĺňa súčasné normy účinnosti. Zobraziť produkt →

Ako vybrať 3-fázový striedavý motor pre priemyselnú prevádzku

Vyberte 3-fázový striedavý motor prispôsobením poháňanej záťaže, napájacieho napätia, pracovného cyklu, typu krytu a spôsobu štartovania v tomto poradí. Správnym získaním týchto piatich bodov sa eliminuje väčšina predčasných porúch motora.

1. Definujte zaťaženie. Určte požadovaný výkon hriadeľa z poháňaného zariadenia a potom použite bezpečnostnú rezervu 10 % až 15 % pre neznáme trenie a prechodové javy pri spustení.
2. Zlaďte zásobu. Potvrďte frekvenciu (50 Hz alebo 60 Hz) a napätie (380/400 V alebo 460/480 V) a skontrolujte, či rám motora a vinutie akceptujú toto napájanie.
3. Vyberte kryt. Vyberte si otvorený motor odolný voči kvapkaniu pre čisté vnútorné použitie alebo úplne uzavretý motor chladený ventilátorom pre prašné, mokré alebo nebezpečné miesta.
4. Pracovný cyklus. Zvoľte kontinuálny motor S1 pre konštantné zaťaženie alebo prerušovaný motor S3 pre žeriavy a operátory ventilov, ktorí cyklujú počas celej zmeny.
5. Štartovacia metóda. Pre vysoké zotrvačné zaťaženia naplánujte namiesto priameho spúšťania softštartér alebo VFD, ktorý môže odoberať až sedemnásobok prúdu pri plnom zaťažení.

Pre záťaže, ktoré vyžadujú reguláciu otáčok, ponúka vyhradený motor s premenlivou frekvenciou tepelný dizajn prispôsobený harmonickým prúdom VFD.

Trojfázový indukčný motor série YPT pre pohony s premenlivou frekvenciou Séria YPT, navrhnutá pre aplikácie frekvenčnej konverzie, podporuje nezávislé chladenie aj chladenie ventilátorom, pričom pracuje v širokom frekvenčnom rozsahu od 5 do 100 Hz pre záťaž s nastaviteľnou rýchlosťou. Zobraziť produkt →

Pre výbušné atmosféry je potrebné zvoliť 3-fázové motory na striedavý prúd ako motory do výbušného prostredia určené pre špecifickú skupinu plynov alebo prachu. Vysokonapäťové a nízkonapäťové motory odolné voči výbuchu Shanghai Pinxing pokrývajú obe zóny a skúsenosti spoločnosti s dodávkou ropného, ​​chemického a uhoľného ťažobného sektora znamenajú, že výber môže byť prispôsobený skutočnému prostrediu a nie všeobecnému katalógu. Pre reálne nasadenie v banských a petrochemických závodoch Pinxing's priemyselné prípadové štúdie ukázať, ako sú tieto motory špecifikované v praxi, vrátane úprav vykonaných pre vysoké okolité teploty a korozívnu atmosféru.

Bežné poruchy trojfázových striedavých motorov a ako ich diagnostikovať

Väčšina porúch 3-fázových striedavých motorov je spôsobená opotrebovaním ložísk, degradáciou izolácie alebo fázovou nerovnováhou. Tieto tri príčiny predstavujú prevažnú väčšinu neplánovaných odstávok motora.

• Porucha ložiska (cca 40 % prípadov). Nadmerné vibrácie, vysoká teplota krytu a nezvyčajný hluk sú prvé príznaky.
• Porucha izolácie (cca 30% prípadov). Prehriatie, napäťové špičky a kontaminácia vedú ku skratom vinutia.
• Fázová nerovnováha (cca 10 % prípadov). Nerovnomerné napätie naprieč tromi fázami zvyšuje prúd v najvyššej fáze a môže prehrievať stator.
• Poškodenie tyče rotora (približne 10 % prípadov). Zlomené tyče rotora spôsobujú, že motor produkuje znížený krútiaci moment a rytmické oscilácie.

Pravidelné meranie amplitúdy vibrácií, odporu vinutia a fázového prúdu je cenovo najefektívnejšia stratégia. Monitorovanie teploty motora a odberu prúdu štvrťročne počas prvého roka prevádzky vytvára základnú líniu, vďaka ktorej je ľahké zistiť následné poruchy.

FAQ

Čo je sklz v 3-fázovom striedavom elektromotore?

Sklz je rozdiel medzi synchrónnou rýchlosťou rotujúceho magnetického poľa a skutočnou rýchlosťou rotora, vyjadrený v percentách. Typický 4-pólový motor na 50 Hz napájaní beží okolo 1 450 otáčok za minútu pri synchrónnej rýchlosti 1 500 otáčok za minútu, čo je asi 3 % sklzu. Sklz je potrebný na vytvorenie krútiaceho momentu; pri nulovom sklze sa v rotore neindukuje žiadny prúd.

Môže 3-fázový striedavý motor bežať na jednofázovom napájaní?

3-fázový striedavý motor sa pri jednofázovom napájaní sám nespustí. Na jeho spustenie možno použiť statický fázový menič alebo VFD s jednofázovým vstupom a trojfázovým výstupom, ale motor sa zníži a bude bežať so zníženým výkonom. Pre malé priemyselné záťaže, ako sú kompresory v jednofázovej prevádzke, je zvyčajne lepšou voľbou vyhradený jednofázový motor.

Čo spôsobuje prehrievanie 3-fázového striedavého motora?

Prehrievanie je najčastejšie spôsobené nevyváženosťou fáz, preťažením, zablokovaným prúdením chladiaceho vzduchu alebo nízkym izolačným odporom. Každý z nich zvyšuje straty medi a železa rýchlejšie, ako ich ventilátor dokáže odstrániť. Meranie prúdu v každej fáze a kontrola ventilátora a vzduchových kanálov nájde väčšinu týchto problémov.

Mám si vybrať motor IE3 alebo IE4 pre nový projekt?

Pre nové projekty je IE4 zvyčajne lepšou investíciou, keď motor beží viac ako 4 000 hodín ročne. Mimoriadna účinnosť znižuje náklady na energiu a doba návratnosti je zvyčajne dva až tri roky. Pre nižšie pracovné cykly alebo pohotovostné zariadenia je IE3 praktickou voľbou, ktorá stále spĺňa predpisy o minimálnej účinnosti vo väčšine regiónov.