Trojfázové motory, asynchrónne motory SEW-EURODRIVE

Náš modulárny systém pre trojfázové motory vám umožní mať milióny kombinácií pohonov. A to na celom svete: pretože trojfázové motory spĺňajú všetky triedy účinnosti až po IE4 a pokrývajú výkonový rozsah od 0,09 kW do 225 kW. Vďaka širokej ponuke bŕzd, kódovacích zariadení, konektorov, externých ventilátorov, špeciálnych povlakov a farieb vám modulárny systém ponúka ten pravý pohon.

Čo je to trojfázový motor?

Do skupiny indukčných strojov patria elektrické stroje, ktorých prevádzkový režim je založený na vzduchovej medzere medzi statorom a rotorom rotujúce magnetické pole je založený. Najdôležitejším a najčastejšie používaným strojom v tejto skupine je asynchrónny trojfázový indukčný motor vo forme rotora s nakrátko. Vyznačujú sa nasledujúcimi vlastnosťami:

jednoduchá a robustná štruktúra
veľká prevádzková bezpečnosť
prevádzka nenáročná na údržbu
nízka cena

V technológii elektrického pohonu sa zvyčajne používajú nasledujúce elektromotory:

asynchrónne trojfázové motory (rotory s kotvou na kotúče, rotory so zberným krúžkom, magnety s rotujúcim poľom)
asynchrónne jednofázové striedavé motory
asynchrónne alebo synchrónne servomotory
Jednosmerné motory

Od rýchlosti Trojfázové motory S frekvenčnými meničmi je lepšie, jednoduchšie a menej náročné na údržbu, jednosmerné motory a straty Trojfázové motory so zasúvacími krúžkami čoraz dôležitejšie. Ostatné typy trojfázových asynchrónnych motorov majú v technológii pohonov malý význam. Preto tu nie je uvedený podrobnejší popis.

Ak kombinujete elektrický motor, napríklad taký Trojfázový motor, s prevodom získate takzvaný prevodový motor. Bez ohľadu na elektrický princíp príslušného motora je spôsob jeho pripevnenia k prevodovke obzvlášť dôležitý pre mechanickú konštrukciu motora. Na to používa SEW-EURODRIVE špeciálne upravené motory.

Ako funguje trojfázový motor?

Štruktúra

Bežec alebo rotor

V drážkach laminovaného jadra rotora je injektované alebo vložené vinutie (zvyčajne vyrobené z hliníka a/alebo medi), tradične jedno vinutie = tyč. Tieto tyče sú na oboch koncoch skratované krúžkami z rovnakého materiálu. Ak mentálne odstránite laminované jadro, tyče so skratovými krúžkami pripomínajú klietku. Odtiaľ pochádza aj druhý zaužívaný názov pre Trojfázové motory: "Motor s klietkou veveričky".

Stojan alebo stator

Vinutie zapuzdrené syntetickou živicou sa vloží do polouzavretých drážok jadra statora. Počet cievok a šírka cievky sa mení, aby sa dosiahol rozdielny počet pólov (= rýchlosť). Spolu s krytom motora tvorí laminované jadro takzvaný stator.

Ložiskové štíty

Ložiskové štíty vyrobené z ocele, šedej liatiny alebo tlakového liateho hliníka uzatvárajú po stranách A a B motorový priestor. Dizajn pri prechode na stator určuje okrem iného aj stupeň ochrany motora.

Hriadeľ rotora

Laminované jadro na strane rotora je pripevnené k oceľovému hriadeľu. Dva konce hriadeľa prechádzajú cez koncové štíty na stranách A a B. Strana A je koniec výstupného hriadeľa (v prípade prevodového motora je navrhnutý ako pastorok); Na strane B je nainštalovaný ventilátor s lopatkami na samočinné vetranie a/alebo doplnkové systémy, ako sú mechanické brzdy a kódovacie zariadenia.

Skriňa motora

Kryty motora môžu byť vyrobené z tlakového liateho hliníka pre malý až stredný výkon. Plášte všetkých výkonnostných tried sú tiež vyrobené zo sivej liatiny a zváranej ocele. K puzdru je pripojená svorkovnica, v ktorej sú vinuté konce statora spojené so svorkovnicou pre elektrické pripojenie zákazníka. Chladiace rebrá zväčšujú povrch krytu a tiež zvyšujú odvod tepla do okolia.

Ventilátor, kryt ventilátora

Ventilátor na konci hriadeľa na strane B je zakrytý kapotou. Táto kukla smeruje prúd vzduchu, ktorý sa vytvára pri otáčaní ventilátora, cez rebrá krytu. Ventilátory zvyčajne nie sú závislé od smeru otáčania rotora. Voliteľný ochranný kryt zabraňuje prepadnutiu (malých) častí cez mriežku ventilátora vo zvislom prevedení.

Ložiská v koncových štítoch na strane A a B mechanicky spájajú rotujúce časti so stacionárnymi. Zvyčajne sa používajú guľkové ložiská s hlbokými drážkami, zriedkavejšie valčekové ložiská. Veľkosť ložiska závisí od síl a rýchlostí, ktoré musí dané ložisko absorbovať. Rôzne tesniace systémy zabezpečujú, aby požadované mazacie vlastnosti zostali v ložisku a aby neunikali oleje alebo tuky.

Ako to funguje v sieti

Symetrický trojvláknový vinutý systém statora je pripojený k trojfázovej trojfázovej sieti s príslušným napätím a frekvenciou. Prietok v každom z troch navíjacích prameňov sínusové prúdy s rovnakou amplitúdou, ktoré sú každý posunuté v čase o 120 °. Vďaka navíjacím prameňom, ktoré sú tiež priestorovo posunuté o 120 °, vytvára stator magnetické pole, ktoré sa otáča s frekvenciou aplikovaného napätia.

Toto rotujúce magnetické pole - skrátka Rotujúce pole nazývané - indukuje elektrické napätie vo vinutí rotora alebo v tyčiach rotora. Pretože je vinutie skratované cez krúžok, prúdte Skratové prúdy. Spolu s rotujúcim poľom sa vytvárajú sily a vytvárajú krútiaci moment po polomeru rotora, ktorý zrýchľuje rotor na rýchlosť v smere rotujúceho poľa. Keď sa rýchlosť rotora zvyšuje, frekvencia napätia generovaného v rotore klesá, pretože rozdiel medzi rýchlosťou rotujúceho poľa a rýchlosťou rotora sa zmenšuje.

Teraz nižšie indukované napätia majú za následok nižšie prúdy v klietke rotora, a tým pádom nižšie sily a nižšie krútiace momenty. Ak by rotor dosiahol rovnakú rýchlosť ako rotujúce pole, rotoval by sa synchrónne a nevyvolávalo by sa žiadne napätie - motor by následne nebol schopný vyvinúť žiadny krútiaci moment. Avšak moment zaťaženia a trecie momenty v ložiskách spôsobujú jeden Rozdiel medzi rýchlosťou rotora a rýchlosťou rotujúceho poľa a tým výsledná rovnováha medzi akceleráciou a záťažovým krútiacim momentom. Motor beží asynchrónne.

V závislosti od zaťaženia motora je tento rozdiel väčší alebo menší, nikdy však nulový, pretože v ložiskách je vždy trenie aj pri voľnobežných otáčkach. Ak krútiaci moment zaťaženia prekročí maximálny akceleračný krútiaci moment, ktorý môže motor vytvoriť, motor sa „prevráti“ do neprípustného prevádzkového stavu, čo môže mať tepelne deštruktívny účinok.

To je pre funkciu nevyhnutné Relatívny pohyb medzi rýchlosťou rotujúceho poľa a mechanickou rýchlosťou je definované ako sklz s a udáva sa ako percento rýchlosti rotujúceho poľa. V prípade motorov s nízkym výkonom Slip 10 až 15 percent, Trojfázové motory vyšší výkon majú asi 2 až 5 percentný sklz.

Prevádzkové správanie

Trojfázový motor s klietkou odoberá elektrickú energiu z napäťovej siete a prevádza ju na mechanickú energiu - to znamená na rýchlosť a krútiaci moment. Keby motor pracoval bez strát, zodpovedalo by to dodaná mechanická sila Pab the spotrebovaná elektrická energia Pauf.

Ako je nevyhnutné pri akejkoľvek premene energie, straty sa vyskytujú aj v trojfázových motoroch s kotvou na kotúče: Straty medi PCu a Straty na tyči PZ vznikajú, keď prúd preteká vodičom, Straty železa PFe vznikajú magnetizáciou laminovaného jadra so sieťovou frekvenciou. Trecie straty PRb spôsobené trením v ložiskách; a ventilačné straty z používania vzduchu na chladenie. Tieto straty medi, tyčí, železa a trením spôsobujú zahrievanie motora. Pomer dodanej energie k spotrebovanej je definovaný ako pomer Účinnosť stroja.

Efektívnosť je čoraz dôležitejšia

Z dôvodu právnych požiadaviek sa v posledných rokoch venovala väčšia pozornosť použitiu motorov s vyšším stupňom účinnosti. Definujú to zodpovedajúce normatívne dohody Triedy úspory energie, ktoré výrobcovia zahrnuli do technických údajov. Aby sa znížili základné straty závislé od stroja, znamená to pre konštrukciu elektromotora:

zvýšené použitie medi vo vinutí motora (PCu)
lepší listový materiál (PFe)
optimalizovaná geometria ventilátora (PRb)
energeticky optimálne úložisko (PRb)

Ak zaznamenáte krútiace momenty a prúd cez rýchlosť, získate charakteristiku Charakteristika krútiaceho momentu trojfázového motora s veveričkou. Motor prechádza touto charakteristikou pri každom zapnutí, až kým nedosiahne stabilný prevádzkový bod. Počet pólov, konštrukcia a materiál vinutia rotora ovplyvňujú priebeh charakteristík. Znalosť týchto charakteristík je obzvlášť dôležitá pre pohony, ktoré sú prevádzkované s protiútokmi (napr. Kladkostroje).

Je opačný krútiaci moment poháňaného stroja vyšší ako tento Krútiaci moment sedla, rýchlosť rotora „uviazne v sedle“. Motor už nedosahuje svoj menovitý pracovný bod, t. J. Stabilný, tepelne bezpečný pracovný bod. Je protiútok ešte vyšší ako tento Štartovací krútiaci moment, motor sa zastaví. Ak je bežiaci pohon preťažený (napr. Preťažený dopravný pás), rýchlosť klesá so zvyšujúcim sa zaťažením. Ak to krútiaci moment prekročí Moment prevrátenia, Motor sa „nakloní“ a otáčky klesnú na rýchlosť sedla alebo dokonca na nulu. Všetky scenáre vedú k veľmi veľkým prúdom v rotore a statore, takže sa oba veľmi rýchlo zahrejú. Ak nie sú k dispozícii vhodné ochranné zariadenia, môže to viesť k tepelnému zničeniu motora - „vyhorí“.

Tepelné triedy

Teplo generované v elektrickom vodiči, ktorým preteká prúd, závisí od odporu vodiča a od úrovne prúdu, ktorý ním preteká. Časté zapínanie a rozbiehanie s protiprúdovým momentom kladie na trojfázový motor s kotvou s kotvou veľmi vysoké tepelné zaťaženie. The prípustné vykurovanie motora závisí od teploty okolitého chladiaceho média (napr. vzduchu) a tepelného odporu izolačného materiálu vinutia.

Maximálne prípustné prehriatie motorov je obmedzené a Rozdelenie do tepelných tried (predtým tiež nazývané „triedy izolácie“). Motor musí byť schopný prevádzky v tepelnej triede, v ktorej bol zabudovaný, s trvalou nadmernou teplotou spojenou s menovitým výkonom, bez poškodenia. Pri maximálnej teplote chladiacej kvapaliny 40 ° C je prípustná hranica nadmernej teploty, napríklad v tepelnej triede 130 (B): dT = 80 K.

Tieto prevádzkové režimy sú najbežnejšie

Najjednoduchší prevádzkový režim je zaťaženie konštantným krútiacim momentom. Vďaka permanentnému zaťaženiu v menovitom bode dosiahne motor po určitom čase tepelný ustálený stav. Táto spoločnosť sa nazýva Nepretržitá prevádzka S1.
v Krátkodobá prevádzka S2 motor je v činnosti určitý čas (tB) s konštantným zaťažením. Počas tejto doby motor ešte nedosiahol tepelný ustálený stav. Nasleduje odstávka, ktorá musí byť dostatočne dlhá na to, aby motor opäť dosiahol teplotu chladiacej kvapaliny.
v Prerušovaná prevádzka S3 motor je v činnosti určitý čas (tB) s konštantným zaťažením. Uvedenie do prevádzky nesmie mať vplyv na zahrievanie motora. Potom nasleduje určitý výpadok (tSt). Relatívny pracovný cyklus (ED) je uvedený v tomto prevádzkovom režime. V norme IEC 60034-1 je ako príklad uvedený pomer prevádzkového času a hracieho času (= prevádzkový čas + prestoje) 10 minút.

Príklad: Prevádzkový režim S3/40% existuje, keď je motor zapnutý na 4 minúty a vypnutý na 6 minút.

Aká je spínacia frekvencia?

Prípustná spínacia frekvencia udáva, ako často je možné motor zapnúť za hodinu bez tepelného preťaženia. Záleží to na:

hmotnostné momenty zotrvačnosti, ktoré sa majú urýchliť
statické zaťaženie
typ spomalenia
trvanie spustenia
okolitej teploty
pracovný cyklus

Prípustnú spínaciu frekvenciu motora je možné zvýšiť nasledujúcimi opatreniami:

zvýšením tepelnej triedy
výberom nasledujúceho najväčšieho motora
pridaním externého ventilátora
zmenou prevodového stupňa a tým aj zotrvačných pomerov
výberom iného typu brzdenia

Čo sú to trojfázové motory s veveričkovou klietkou meniace póly?

Trojfázové motory s veveričkovou klietkou je možné prepínať prepínaním vinutí alebo častí vinutia prevádzkované pri rôznych rýchlostiach bude. Vložením viacerých vinutí do štrbín statora alebo obrátením smeru prúdenia prúdu v jednotlivých častiach vinutia vznikajú rôzne počty pólov. Pri samostatných vinutiach je výkon na počet pólov menej ako polovica výkonu jednootáčkového motora rovnakej veľkosti.

Napríklad sú to trojfázové prevodové motory, ktoré menia smer používané ako cestovné pohony. Rýchlosť jazdy je pri prevádzke s nízkym počtom pólov vysoká. Na určovanie polohy sa prepína do viacpólového vinutia pri nízkej rýchlosti. Pri prepínaní si motor spočiatku zachováva vysoké otáčky kvôli zotrvačnosti. The Trojfázový motor pracuje v tejto fáze ako generátor a brzdí. Kinetická energia sa premieňa na elektrickú energiu a dodáva sa späť do siete. Nevýhodou je veľká Momentový šok pri prepnutí, ale to sa dá znížiť vhodnými spínacími opatreniami.

Súčasný vývoj lacnej technológie prevodníka uprednostňuje technologické nahradenie motorov s meniacimi sa pólmi jednootáčkovými frekvenčne riadenými motormi v mnohých aplikáciách.

Jednofázové motory

Jednofázový motor je dobrou voľbou v aplikáciách

Magnety s rotujúcim poľom

Sú magnety s rotujúcim poľom Špeciálne vzory z Trojfázové motory s klietkou pre veveričky. V prevedení sú dimenzované tak, aby aj pri otáčkach 0 mali iba takú vysokú spotrebu energie, aby sa tepelne nezničili. Toto je napríklad Otvorte dvere, prepnite body alebo o Lisovacie nástroje má zmysel, keď je potrebné bezpečne a bezpečne dosiahnuť polohu motorom a elektricky.

Ďalším bežným prevádzkovým režimom je tzv Prevádzka protiprúdového brzdenia: Vonkajšie zaťaženie je schopné otočiť rotor proti smeru otáčania točivého poľa. Rotujúce pole „brzdí“ rýchlosť a odoberá regeneračnú energiu zo systému, ktorý je takpovediac privádzaný späť do siete. rotačné brzdenie bez mechanického brzdenia.

SEW-EURODRIVE ponúka s DRM ./ DR2M. 12-pólové magnety s rotujúcim poľom, ktoré sú tepelne trvalo určené na použitie s menovitým krútiacim momentom pri zastavení. Magnety s rotujúcim poľom od SEW-EUODRIVE sú vhodné pre rôzne požiadavky a rýchlosti a v závislosti od prevádzkového režimu sú ponúkané až s tromi menovitými krútiacimi momentmi.

Trojfázové motory do výbušného prostredia

Ak sa používajú elektrické motory v prostredí s nebezpečenstvom výbuchu (v súlade so smernicou 2014/34/EÚ (ATEX)), musia byť na pohonoch prijaté určité ochranné opatrenia. Za týmto účelom ponúka SEW-EURODRIVE rôzne trojfázové motory v nevýbušnom vyhotovení podľa oblasti a oblasti použitia.

Hybridné motory: „asynchrónne“ a „synchrónne“ v jednom motore

Pre aplikácie, ktoré sú prevádzkované priamo zo siete a musia mať tiež synchrónnu rýchlosť, alebo majú túto funkciu na jednoduchom prevodníku bez kódovacieho zariadenia, ponúka SEW-EURODRIVE tzv. Motory LSPM o. LSPM je skratka pre Ľine S.koláč trvalý M.agnet. Motor LSPM je trojfázový asynchrónny motor s ďalšie permanentné magnety v rotore. Začína sa asynchrónne, potom sa synchronizuje s napájacou frekvenciou a potom beží v synchrónnej prevádzke, synchrónne s frekvenciou v sieti. Technológia motora, ktorá nové, flexibilné možnosti použitia v technológii pohonov otvorené, napr. B. prenos bremien bez poklesu rýchlosti.

Tieto kompaktné hybridné motory sú v prevádzke žiadne straty rotora hore a zaujať jedným vysoká účinnosť. Dosahujú sa triedy úspory energie až do IE4.

Veľkosť motora DR.J s technológiou LSPM je o dva stupne menšia ako u sériového motora s rovnakým výkonom a rovnakou triedou účinnosti. Na druhej strane motory rovnakej veľkosti dosahujú triedu účinnosti dvakrát vyššiu ako u asynchrónnych motorov.

Sme radi, že sme tu pre vás!

Máte konkrétny dopyt a chcete, aby sme vám poradili? Pošlite nám správu so svojimi otázkami.