Motoare trifazate, motoare asincrone

Sistemul nostru modular pentru motoare trifazate vă permite să aveți milioane de combinații de acționări. Și asta la nivel mondial: deoarece motoarele trifazate îndeplinesc toate clasele de eficiență până la IE4 și acoperă o gamă de putere de la 0,09 kW la 225 kW. De la o gamă largă de frâne, codificatoare, conectori, ventilatoare externe, acoperiri speciale și vopsele, sistemul modular vă oferă unitatea potrivită.

Ce este un motor trifazat?

Grupul de mașini cu inducție include mașini electrice al căror mod de funcționare se bazează pe un spațiu de aer între stator și rotor câmp magnetic rotativ este bazat. Cea mai importantă și cea mai frecvent utilizată mașină din acest grup este motorul de inducție trifazat asincron sub forma unui rotor cu cușcă de veveriță. Aceasta se caracterizează prin următoarele caracteristici:

o structură simplă și robustă
mare securitate operațională
operare cu întreținere redusă
un preț mic

Următoarele motoare electrice sunt utilizate în general în tehnologia de acționare electrică:

motoare trifazate asincrone (rotoare în cușcă de veveriță, rotoare cu inel de alunecare, magneți cu câmp rotativ)
motoare AC monofazate asincrone
servomotoare asincrone sau sincrone
Motoare de curent continuu

Din moment ce viteza de Motoare trifazate Cu convertoarele de frecvență este mai bine, mai ușor și mai puțin necesară întreținere, controlul și pierderea motoarelor de curent continuu Motoare trifazate cu inele de alunecare din ce în ce mai importante. Alte tipuri de motoare asincrone trifazate sunt de mică importanță în tehnologia de acționare. Prin urmare, o descriere mai detaliată nu este dată aici.

Dacă combinați un motor electric, ca unul Motor trifazat, cu un angrenaj, veți obține un așa-numit motor cu angrenaje. Indiferent de principiul electric al motorului respectiv, modul în care este atașat la o cutie de viteze este de o importanță deosebită pentru construcția mecanică a motorului. SEW-EURODRIVE folosește pentru aceasta motoare special adaptate.

Cum funcționează un motor trifazat?

Structura

Runner sau rotor

Există o înfășurare injectată sau introdusă (de obicei din aluminiu și/sau cupru) în canelurile miezului rotorului laminat; o rotație corespunde unei bare. Aceste bare sunt scurtcircuitate la ambele capete de inele din același material. Dacă scoateți mental miezul laminat, barele cu inelele de scurtcircuit amintesc de o cușcă. De aici și al doilea nume comun pentru Motoare trifazate: "Motor cușcă veveriță".

Stand sau stator

Înfășurarea, încapsulată cu rășină sintetică, este introdusă în canelurile semi-închise ale miezului statorului. Numărul de bobine și lățimea bobinei sunt variate pentru a obține un număr diferit de poli (= viteze). Împreună cu carcasa motorului, miezul laminat formează așa-numitul stator.

Scuturi portante

Ecranele pentru rulmenți din oțel, fontă gri sau aluminiu turnat sub presiune închid compartimentul motorului pe laturile A și B. Proiectarea în tranziția la stator determină, printre altele, gradul de protecție al motorului.

Arborele rotorului

Miezul laminat de pe partea rotorului este atașat la un arbore de oțel. Cele două capete ale arborelui se extind prin scuturile de capăt de pe laturile A și B. Latura A este capătul arborelui de ieșire (proiectat ca un pinion în cazul motorului cu angrenaj); Ventilatorul cu lamele sale pentru autoventilație și/sau sisteme suplimentare, cum ar fi frâne mecanice și codificatoare, sunt instalate pe partea B.

Carcasa motorului

Carcasele motorului pot fi realizate din aluminiu turnat sub presiune pentru o putere mică până la medie. Carcasele de toate clasele de performanță sunt, de asemenea, din fontă gri și oțel sudat. O cutie de borne este construită pe carcasă, în care capetele de înfășurare ale statorului sunt conectate la un bloc de borne pentru conexiunea electrică a clientului. Aripioarele de răcire măresc suprafața carcasei și, de asemenea, măresc disiparea căldurii în mediu.

Ventilator, capac ventilator

Un ventilator de pe capătul arborelui din partea B este acoperit de o capotă. Această capotă direcționează fluxul de aer, care este creat atunci când ventilatorul se rotește, peste nervurile carcasei. De obicei ventilatoarele nu depind de direcția de rotație a rotorului. Un acoperiș de protecție opțional previne căderea pieselor (mici) prin grila de protecție a ventilatorului în modele verticale.

Rulmenții din scuturile laterale A și B conectează mecanic părțile rotative cu cele staționare. De obicei se folosesc rulmenți cu bile adânci, mai rar rulmenți cu role cilindrice. Dimensiunea lagărului depinde de forțele și viteza pe care lagărul respectiv trebuie să o absoarbă. Diferite sisteme de etanșare asigură că proprietățile de lubrifiere necesare rămân în lagăr și că uleiurile și/sau grăsimile nu scapă.

Cum funcționează în rețea

Sistemul de înfășurare simetric, cu trei fire, al statorului este conectat la o rețea trifazată trifazată cu tensiunea și frecvența corespunzătoare. Curgeți în fiecare dintre cele trei fire înfășurate curenți sinusoidali de aceeași amplitudine, care sunt fiecare decalate în timp cu 120 °. Datorită firelor de înfășurare, care sunt, de asemenea, compensate spațial cu 120 °, statorul creează un câmp magnetic care se rotește la frecvența tensiunii aplicate.

Acest câmp magnetic rotativ - pe scurt Câmp rotativ numit - induce o tensiune electrică în înfășurarea rotorului sau în barele rotorului. Deoarece înfășurarea este scurtcircuitată pe inel, curge Curenți de scurtcircuit. Împreună cu câmpul rotativ, forțele se acumulează și formează un cuplu peste raza rotorului, care accelerează rotorul la viteza în direcția câmpului rotativ. Pe măsură ce viteza rotorului crește, frecvența tensiunii generate în rotor scade, deoarece diferența dintre viteza câmpului de rotație și viteza rotorului devine mai mică.

Tensiunile induse acum mai mici au ca rezultat curenți mai mici în cușca rotorului și, astfel, forțe mai mici și cupluri mai mici. Dacă rotorul ar atinge aceeași viteză ca și câmpul rotativ, acesta se va roti sincron și nu ar fi indusă nici o tensiune - motorul nu ar putea în consecință să dezvolte niciun cuplu. Cu toate acestea, momentul de încărcare și momentele de frecare ale rulmenților provoacă unul Diferența dintre viteza rotorului și viteza câmpului rotativ și astfel un echilibru rezultat între accelerație și cuplul de sarcină. Motorul funcționează asincron.

În funcție de sarcina motorului, această diferență este mai mare sau mai mică, dar niciodată zero, deoarece există întotdeauna frecare la rulmenți chiar și la ralanti. Dacă cuplul de sarcină depășește cuplul maxim de accelerație pe care îl poate produce motorul, motorul „se înclină” într-o stare de funcționare nepermisă, care poate avea un efect termic distructiv.

Acest lucru este necesar pentru funcție Mișcare relativă între viteza câmpului rotativ și viteza mecanică este definit ca alunecare s și este dat ca procent din viteza câmpului de rotație. În cazul motoarelor de mică putere, Alunecare 10-15 la sută, Motoare trifazate puterea mai mare are o alunecare de aproximativ 2 până la 5%.

Comportamentul de operare

Motorul trifazat cu colivie de veveriță preia energie electrică din rețeaua de tensiune și o transformă în putere mecanică - adică în viteză și cuplu. Dacă motorul ar funcționa fără pierderi, acest lucru ar corespunde putere mecanică livrată Pab consumat energie electrică Pauf.

Așa cum este inevitabil în cazul oricărei conversii de energie, pierderile apar și la motoarele cu cuști de veverițe trifazate: Pierderi de cupru PCu și Pierderi de tijă PZ apar atunci când un curent curge printr-un conductor, Pierderi de fier PFe apar din magnetizarea miezului laminat cu frecvența rețelei. Pierderi prin frecare PRb cauzată de frecare la rulmenți; și pierderi de ventilație din utilizarea aerului pentru răcire. Aceste pierderi de cupru, tijă, fier și frecare determină încălzirea motorului. Raportul dintre puterea livrată și puterea consumată este definit astfel Eficiența mașinii.

Eficiența devine din ce în ce mai importantă

Datorită cerințelor legale, în ultimii ani s-a acordat o atenție sporită utilizării motoarelor cu grade mai ridicate de eficiență. Acordurile normative corespunzătoare definesc acest lucru Clase de economisire a energiei, care au fost incluse în datele tehnice de către producători. Pentru a reduce pierderile esențiale dependente de mașină, acest lucru înseamnă pentru proiectarea motorului electric:

utilizarea crescută a cuprului în înfășurarea motorului (PCu)
material de tablă mai bun (PFe)
o geometrie a ventilatorului optimizată (PRb)
un depozit energetic optim (PRb)

Dacă înregistrați cuplurile și curentul peste viteză, obțineți caracteristica Caracteristica cuplului-viteză a motorului cușcă de veveriță trifazat. Motorul trece prin această caracteristică de fiecare dată când este pornit până ajunge la punctul stabil de funcționare. Numărul de poli, designul și materialul înfășurării rotorului influențează cursul caracteristicilor. Cunoașterea acestor caracteristici este deosebit de importantă pentru acționările care sunt acționate cu contra cupluri (de exemplu, palanele).

Este contra-cuplul mașinii conduse mai mare decât acesta Cuplul șa, viteza rotorului se „blochează în șa”. Motorul nu mai atinge punctul său de funcționare nominal, adică punctul de funcționare stabil, sigur din punct de vedere termic. Este contra-cuplul chiar mai mare de atât Cuplul de pornire, motorul se oprește. Dacă o unitate de rulare este supraîncărcată (de exemplu, o bandă transportoare supraîncărcată), viteza scade odată cu creșterea sarcinii. Dacă contra-cuplul îl depășește Moment răsturnat, Motorul „se întoarce” și viteza scade la tura de șa sau chiar la zero. Toate scenariile conduc la curenți foarte mari în rotor și stator, astfel încât ambii se încălzesc foarte repede. Dacă nu sunt disponibile dispozitive de protecție adecvate, acest lucru poate duce la distrugerea termică a motorului - „arde”.

Clasele de căldură

Căldura generată într-un conductor electric prin care curge curentul depinde de rezistența conductorului și de nivelul curentului care curge prin el. Pornirea frecventă și pornirea cu contra-cuplu determină o sarcină termică foarte mare pe motorul trifazat cu cușcă de veveriță. încălzire admisibilă motorului depinde de temperatura mediului de răcire înconjurător (de exemplu, aerul) și de rezistența la căldură a materialului izolator al înfășurării.

Supratemperatura maximă admisă a motoarelor este limitată de o Împărțirea în clase de căldură (denumite anterior „clase de izolație”). Motorul trebuie să poată funcționa în clasa termică în care a fost construit, cu temperatura sa excesivă permanentă legată de ieșire, fără a fi deteriorat. La o temperatură maximă a lichidului de răcire de 40 ° C, limita de temperatură excesivă admisă, de exemplu în clasa termică 130 (B): dT = 80 K.

Aceste moduri de operare sunt cele mai comune

Cel mai simplu mod de funcționare este încărcarea cu un cuplu constant de sarcină. Datorită sarcinii permanente la punctul nominal, motorul atinge starea termică stabilă după un anumit timp. Această companie se numește Funcționare continuă S1.
în Operațiune pe termen scurt S2 motorul este în funcțiune pentru o anumită perioadă de timp (tB) cu sarcină constantă. În această perioadă de timp, motorul nu a atins încă starea termică stabilă. Acesta este urmat de un timp de oprire care trebuie să fie suficient de lung pentru ca motorul să atingă din nou temperatura lichidului de răcire.
în Funcționare intermitentă S3 motorul funcționează un anumit timp (tB) cu sarcină constantă. Pornirea nu trebuie să afecteze încălzirea motorului. Aceasta este urmată de un anumit timp de nefuncționare (tSt). Ciclul de funcționare relativ (ED) este specificat în acest mod de funcționare. În standardul IEC 60034-1, raportul dintre timpul de funcționare și timpul de redare (= timpul de funcționare + timpul de oprire) de 10 minute este dat ca exemplu.

Exemplu: Modul de funcționare S3/40% există atunci când motorul este pornit timp de 4 minute și oprit timp de 6 minute.

Care este frecvența de comutare?

Frecvența de comutare admisă indică cât de des poate fi pornit un motor într-o oră fără supraîncărcare termică. Depinde de:

momentele de masă de inerție să fie accelerate
sarcina statică
tipul de decelerare
durata pornirii
temperatura ambiantă
ciclul de funcționare

Frecvența de comutare admisibilă a unui motor poate fi mărită prin următoarele măsuri:

prin creșterea clasei termice
alegând următorul motor ca mărime
prin adăugarea unui ventilator extern
prin schimbarea reducerii treptelor de viteză și astfel a raporturilor de inerție
prin alegerea unui alt tip de frânare

Ce sunt motoarele trifazate cu colivie de veveriță care schimbă polul?

Motoarele trifazate cu colivie de veveriță pot fi comutate prin comutarea înfășurărilor sau a pieselor de înfășurare acționat la viteze diferite voi. Prin introducerea mai multor înfășurări în sloturile statorului sau prin inversarea direcției curentului de curent în piese individuale de înfășurare, rezultă un număr diferit de poli. Cu înfășurări separate, puterea per număr de poli este mai mică de jumătate din puterea motorului cu o singură viteză de aceeași dimensiune.

De exemplu, motoarele cu trepte de viteză cu schimbare de poli sunt de exemplu folosit ca unități de călătorie. Viteza de deplasare este mare atunci când funcționează cu un număr redus de poli. Pentru poziționare, se face un comutator la înfășurarea multipolare la viteză mică. La comutare, motorul își păstrează inițial viteza mare datorită inerției. Motor trifazat funcționează ca generator în această fază și frânează. Energia cinetică este transformată în energie electrică și alimentată înapoi în rețea. Dezavantajul este cel mare Șoc de moment la comutare, dar acest lucru poate fi redus prin măsuri de comutare adecvate.

Dezvoltarea actuală a tehnologiei convertorului ieftin favorizează înlocuirea tehnologică a motoarelor care schimbă stâlpii cu motoare cu o singură viteză, controlate în frecvență, în multe aplicații.

Motoare monofazate

Un motor monofazat este o alegere bună în aplicații

Magneți de câmp rotativi

Sunt magneți de câmp rotativi Desene speciale de Motoare trifazate cu cușcă de veveriță. În proiectare, acestea sunt dimensionate astfel încât, chiar și la viteza 0, să aibă un consum atât de mare de energie încât să nu se distrugă termic. Acesta este de exemplu Deschideți ușile, comutați punctele sau la Instrumente de presă are sens atunci când o poziție trebuie atinsă și menținută în siguranță prin mijloace motorii și electrice.

Un alt mod de operare obișnuit este așa-numitul Frânare contracurent: O sarcină externă este capabilă să rotească rotorul împotriva direcției de rotație a câmpului rotativ. Câmpul rotativ „frânează” viteza și elimină energia regenerativă din sistem, care este alimentată înapoi în rețea - ca să spunem așa frânare rotativă fără frânare mecanică.

Oferte SEW-EURODRIVE cu DRM ./ DR2M. Magneți cu câmp rotativ cu 12 poli, care sunt proiectați termic pentru a fi folosiți cu cuplu nominal la staționare. Magneții cu câmp rotativ de la SEW-EUODRIVE sunt potrivite pentru diferite cerințe și viteze și sunt oferite cu până la trei cupluri nominale în funcție de modul de funcționare.

Motoare trifazate rezistente la explozie

Dacă motoarele electrice sunt utilizate în zone potențial explozive (în conformitate cu Directiva 2014/34/UE (ATEX)), trebuie luate anumite măsuri de protecție asupra unităților. În acest scop, SEW-EURODRIVE oferă diferite motoare trifazate antideflagrante, în funcție de zona și regiunea de aplicare.

Motoare hibride: „asincrone” și „sincrone” într-un singur motor

SEW-EURODRIVE oferă ceea ce este cunoscut sub numele de Motoare LSPM la. LSPM este abrevierea pentru L.ine S.tartă Ppermanent M.agnet. Motorul LSPM este un motor asincron trifazat cu magneți permanenți suplimentari în rotor. Acesta pornește asincron, apoi se sincronizează cu frecvența de alimentare și de atunci rulează în funcțiune sincronă, sincron cu frecvența de rețea. O tehnologie a motorului care opțiuni noi, flexibile de aplicații în tehnologia unității deschis, de ex. B. transferul de sarcini fără o scădere a vitezei.

Aceste motoare hibride compacte arată în funcțiune fără pierderi de rotor sus și impresionează cu unul Eficiență ridicată. Sunt realizate clase de economisire a energiei până la IE4.

Mărimea unui motor DR.J cu tehnologie LSPM este cu două trepte mai mică decât cea a unui motor de serie cu aceeași putere și cu aceeași clasă de eficiență. Motoarele de aceeași dimensiune, pe de altă parte, obțin o clasă de eficiență care este de două ori mai mare decât cea a motoarelor asincrone.

Ne bucurăm că suntem aici pentru dvs.!

Aveți o anchetă specifică și doriți să vă sfătuim? Trimite-ne un mesaj cu întrebările tale.