Găsiți rapid produsul de care aveți nevoie.
A motor asincron trifazat este o mașină de curent alternativ care transformă puterea electrică trifazată în putere mecanică rotativă prin inducție electromagnetică, mai degrabă decât printr-o conexiune electrică directă la rotor. Un câmp magnetic rotativ este produs în înfășurările statorului, iar acest câmp induce curent în barele rotorului, care la rândul său generează cuplu. Viteza rotorului urmărește întotdeauna viteza câmpului rotativ cu o mică marjă numită alunecare, motiv pentru care această mașină este cunoscută și ca un motor trifazat cu inducție .
Deoarece nu are nevoie de perii, de excitație a rotorului extern și de niciun condensator pentru a porni, motorul asincron trifazat a devenit standardul motor electric trifazat pentru fabrici, ateliere și uzine. Gama tipică de produse se întinde de la unități fracționale mici de aproximativ 0,09 kW până la dimensiuni mari de cadru de aproximativ 375 kW, cu opțiuni de înfășurare cu 2, 4, 6 și 8 poli care acoperă totul, de la ventilatoare de mare viteză pentru încărcătură ușoară până la transportoare de sarcină grea de viteză mică. Carcasele sunt construite în mod obișnuit din fontă de înaltă rezistență sau aliaj de aluminiu ușor, asociate cu izolație de clasă F și un grad de protecție IP55 pentru expunerea la praf și apă ușoară.
Pe scurt, atunci când cineva caută un Motor cu inducție trifazat or a motor trifazat de curent alternativ , ei descriu aproape întotdeauna aceeași familie de mașini. Secțiunile rămase de mai jos prezintă modul în care funcționează, din ce este făcută, cum să-i citești plăcuța cu date și cum să o dimensionezi corect pentru o anumită lucrare.
Trei grupuri de înfășurare separate sunt plasate la 120 de grade electric unul de celălalt în interiorul statorului. Când curentul trifazat trece prin ele în secvență, câmpul magnetic combinat nu rămâne fix într-un singur loc - se rotește în interiorul găurii statorului la o viteză cunoscută sub numele de viteză sincronă. Viteza sincronă depinde doar de frecvența de alimentare și de numărul de poli înfășurați în stator, urmând relația Ns = 120 x f / P, unde f este frecvența în herți și P este numărul de poli.
Barele rotorului se află în interiorul acestui câmp rotativ, dar nu sunt conectate fizic la sursa de alimentare. Pe măsură ce câmpul trece pe lângă rotor, acesta induce o tensiune și un curent în barele rotorului, iar acel curent indus produce propriul său câmp magnetic. Interacțiunea dintre câmpul statorului și câmpul indus al rotorului creează un cuplu care trage rotorul în jur, dar rotorul nu poate atinge niciodată câmpul - dacă ar face-o, nu ar rămâne nicio mișcare relativă pentru a induce curent în primul rând. Acest decalaj de viteză, de obicei un mic procent din viteza sincronă sub sarcină normală, este alunecarea care definește o mașină asincronă (de inducție).
Spre deosebire de un design monofazat, un motor asincron trifazat produce un câmp cu adevărat rotativ din momentul în care este aplicată puterea, astfel încât este în mod inerent autopornire și nu depinde de un condensator de pornire sau de înfășurare auxiliară. Acesta este unul dintre motivele pentru care un motor cu inducție trifazat este, în general, de preferat odată ce dimensiunea sarcinii sau ciclul de funcționare crește dincolo de ceea ce o mică unitate monofazată poate gestiona confortabil.
Fiecare motor asincron trifazat este construit dintr-un set mic de piese care se repetă pe dimensiunile cadrului, de la o unitate compactă din aluminiu la un motor industrial trifazat mare din fontă. Ilustrația de mai jos etichetează secțiunile principale la care se face referire în descrierile care urmează.
Aspect structural simplificat al unui cadru tipic de motor asincron trifazat
Statorul este un teanc de laminate subțiri de siliciu-oțel presate într-un cadru din fontă sau aliaj de aluminiu, cu bobine de înfășurare de cupru introduse în fante din jurul orificiului interior. Stiva de laminare limitează pierderile de curenți turbionari, în timp ce cadrul în sine conferă motorului rezistența mecanică și suprafața sa de montare.
Majoritatea unităților industriale folosesc un rotor cu cușcă de veveriță, unde barele de aluminiu sau cupru sunt turnate într-un miez laminat al rotorului și scurtcircuitate la ambele capete de inelele de capăt. Acest design nu are înfășurări de izolat și nici inele colectoare de întreținut, motiv pentru care un motor cu inducție trifazat este considerat simplu de funcționat pentru perioade lungi.
Un ventilator extern montat pe capătul non-motor trage aerul prin aripioare cu nervuri de pe suprafața cadrului, menținând temperatura înfășurării în limita de izolație Clasa F. Scuturile de capăt țin rulmenții în poziție și țin rotorul centrat în interiorul orificiului statorului, în timp ce cutia de borne oferă un punct de conectare etanș pentru cablurile de alimentare de intrare.
Numărarea polilor este una dintre primele alegeri pe care trebuie să le faci atunci când compari un motor electric trifazat pentru o anumită aplicație, deoarece fixează viteza de funcționare de bază înainte de a adăuga orice cutie de viteze sau unitate. La o sursă de 50 Hz, viteza sincronă pentru numărarea polilor comune este prezentată mai jos.
Viteză sincronă prin numărarea polilor la o frecvență de alimentare de 50 hertzi
| Număr de poli | Viteza sincronă | Datoria tipică |
|---|---|---|
| 2 poli | 3000 rpm | Pompe, ventilatoare de mare viteză, compresoare |
| 4 poli | 1500 rpm | Masini-unelte generale, transportoare |
| 6 poli | 1000 rpm | Ventilatoare mai mari, mixere, unități de viteză redusă |
| 8 poli | 750 rpm | Transmisie cu sarcină grea, viteză mică |
Etichetele clasei de eficiență descriu cât de multă energie electrică pierde un motor ca căldură, mai degrabă decât să se transforme în putere pe arbore. Scala de denumire se desfășoară de la IE1 la IE4, fiecare pas reprezentând o reducere suplimentară a pierderilor prin oțel laminat mai bun, conductori de cupru mai groși și goluri de aer mai strânse. An Motor trifazat IE3 se află în banda premium de această scară, în timp ce an Motor trifazat IE4 se află cu un pas deasupra acestuia, destinate aplicațiilor cu funcționare continuă în care orele de funcționare sunt suficient de mari încât pierderile mai mici să se traducă într-o reducere semnificativă a energiei risipite pe durata de viață a mașinii.
Comparație ilustrativă a progresiei eficienței relative între clase; cifrele reale variază în funcție de puterea de ieșire și numărul de poli
În practică, clasa necesară depinde de tiparul de rulare. Un motor care funcționează doar câteva ore pe săptămână nu justifică de obicei urmărirea celei mai înalte clase disponibile, în timp ce un motor care funcționează continuu într-o linie de ventilator, pompă sau compresor este un candidat puternic pentru banda IE3 sau IE4 deoarece orele acumulate amplifică chiar și o mică diferență procentuală de pierderi.
Eficiența și factorul de putere pentru un motor trifazat cu inducție nu sunt numere fixe; se mișcă cu cât de greu este încărcat motorul în raport cu puterea sa nominală. Forma generală a acestei relații este consecventă în întreaga familie de produse, chiar dacă cifrele exacte se schimbă cu dimensiunea cadrului.
Forma tipică a curbei de eficiență față de procentul de sarcină din puterea nominală
Eficiența crește, în general, rapid pe măsură ce sarcina crește de la o sarcină parțială ușoară, atinge un vârf larg undeva între aproximativ șaptezeci și cinci și sută la sută din puterea nominală și apoi se reduce ușor în caz de suprasarcină. Acesta este motivul pentru care dimensionarea unui motor pentru a funcționa în apropierea punctului nominal, mai degrabă decât subîncărcare profundă, tinde să ofere o eficiență și un factor de putere mai constant pe parcursul unei schimburi.
Materialul cadrului afectează greutatea, disiparea căldurii și rigiditatea montajului. Atât carcasele din fontă, cât și cele din aliaj de aluminiu rămân comune pe piața motoarelor industriale trifazate, iar alegerea corectă se rezumă de obicei la echilibrul dintre greutate și masa termică pe care o necesită o anumită instalație.
| Atribut | Carcasă din fontă | Carcasa din aliaj de aluminiu |
|---|---|---|
| Greutate relativă | Mai grea | Brichetă |
| Disiparea căldurii | Masa termica mare | Răcire mai rapidă a suprafeței |
| Gama tipică de cadre | Dimensiuni mijlocii spre mari ale cadrului | Dimensiuni mici până la mijlocii ale cadrului |
| Setare comună | Sarcina industrială grea continuă | Utilaj general și echipamente mobile |
Indiferent de materialul carcasei, sistemul de înfășurare în sine este construit în mod normal cu izolație de clasă F, oferind o marjă împotriva creșterii temperaturii în timpul pornirii și a supraîncărcării pe termen scurt, în timp ce un rating IP55 ține praful și jeturile de apă direcționate departe de înfășurările interne în ateliere și în setările adiacente la exterior.
Mulți cumpărători care cercetează un motor asincron trifazat îl compară de fapt cu o alternativă monofazată pentru o aplicație limită. Comparația radar de mai jos aliniază șase atribute practice una lângă alta.
Zona albastră reprezintă un motor asincron trifazat, zona portocalie reprezintă un motor monofazat comparabil, la o scară relativă ilustrativă
Deoarece începe cu un câmp rotativ autentic, un motor asincron trifazat tinde să furnizeze un cuplu de pornire mai puternic per unitate de dimensiune a cadrului, împreună cu o eficiență mai constantă de funcționare la sarcina nominală. Un motor monofazat poate fi totuși o potrivire rezonabilă pentru unelte ușoare rezidențiale sau ateliere mici, unde alimentarea trifazată nu este disponibilă, dar odată ce sarcina, ciclul de funcționare sau cererea de cuplu cresc, un motor trifazat de curent alternativ este, în general, calea mai practică pentru serviciul industrial continuu.
Combinația dintre o gamă largă de putere, opțiuni cu mai mulți poli și construcție robustă este motivul pentru care un motor cu inducție trifazat apare într-o gamă atât de largă de tipuri de echipamente.
În producție, energie, minerit, construcții, textile, imprimare și mașini portuare, cerința de bază este în mare parte aceeași: un motor industrial trifazat de încredere, care poate funcționa pe perioade lungi de timp, cu nevoi de întreținere previzibile, mai degrabă decât opriri frecvente neplanificate.
Unele aplicații necesită mai mult de o viteză fixă dintr-un singur cadru. Înfășurările de viteză în mai multe trepte permit reconectarea unui motor între doi sau mai mulți poli, oferind o modalitate grosieră, dar fiabilă de a schimba viteza fără o unitate separată de frecvență variabilă.
Acolo unde o sarcină trebuie să se oprească și să mențină poziția rapid, cum ar fi pe palanele sau mesele de indexare, o frână electromagnetică integrată prinde arborele în momentul în care puterea este îndepărtată, scurtând timpul de deplasare și îmbunătățind precizia de poziționare.
Împerecherea unui motor asincron trifazat cu o acționare cu frecvență variabilă permite reglarea fluidă a vitezei într-o gamă largă, ceea ce este obișnuit pe ventilatoare, pompe și transportoare unde debitul sau debitul trebuie să urmărească o cerere în schimbare a procesului, mai degrabă decât să ruleze la o singură viteză fixă.
Pentru mineritul de cărbune, petrochimie și alte instalații în zone periculoase, carcasele rezistente la explozie conțin orice arc intern sau scântei, astfel încât să nu poată aprinde gazul sau praful inflamabil din jur, permițând unui motor electric trifazat să funcționeze în siguranță în zonele în care o incintă standard deschisă nu ar fi adecvată.
Lucrarea în următoarea ordine îngustează, în general, câmpul rapid, indiferent dacă ținta este o unitate mică din aluminiu sau un motor industrial trifazat mare din fontă.
O formulă simplă de pornire pentru puterea trifazată este P (kW) = (rădăcină trei x V x I x factor de putere x eficiență) / 1000, utilizând tensiunea de linie V și curentul de linie I. Pentru o sarcină mecanică cunoscută, puterea arborelui în kW poate fi estimată și din cuplu și viteză ca P = (Cuplu în Nm x Viteză în rpm) / 9550, cu o marjă de pornire standard, cu o marjă de pornire standard până la următoarea rotundă.
Cai putere și kilowați descriu aceeași putere folosind unități diferite, legate de aproximativ 1 CP = 0,746 kW. În loc să alegeți o cifră de cai putere în mod izolat, ajută să lucrați înapoi din datele producătorului echipamentului acționat sau din curentul de funcționare măsurat, deoarece un motor subdimensionat va funcționa fierbinte sub sarcină normală, în timp ce unul supradimensionat are greutate inutilă și un factor de putere de operare mai mic la sarcină parțială.
Un motor cu inducție trifazat este simplu din punct de vedere mecanic, dar o rutină scurtă face totuși un drum lung pentru a menține orele de funcționare previzibile.
Urmând un program simplu ca acesta tinde să prelungească durata de viață practică a unui motor trifazat de curent alternativ considerabil mai mult decât să reacționeze numai după ce apare o defecțiune.
Î1. Ce este un motor asincron trifazatEste un motor AC care folosește un câmp magnetic rotativ în stator pentru a induce curent în rotor, creând cuplu fără nicio conexiune electrică directă la rotorul însuși. | Q2. Cum funcționează un motor cu inducție trifazatCurentul trifazat în înfășurările statorului produce un câmp rotativ; acest câmp induce curent în barele rotorului, iar interacțiunea dintre cele două câmpuri rotește arborele. |
Q3. Care este diferența dintre un motor asincron și un motor cu inducțieEi descriu aceeași mașină. Asincron se referă la viteza rotorului în urmă cu viteza câmpului, în timp ce inducția se referă la modul în care curentul ajunge la rotor, mai degrabă prin inducție decât prin conexiune directă. | Î4. Care sunt avantajele unui motor trifazat cu inducțieConstrucție simplă în cușcă de veveriță, pornire automată fără un condensator, viteză constantă de funcționare sub sarcină variabilă și o gamă largă de putere disponibilă de la kilowați fracționați până la sute de kilowați. |
Î5. Pentru ce sunt folosite motoarele trifazateVentilatoare, pompe, compresoare, benzi transportoare, mașini-unelte și echipamente industriale generale în setările de producție, energie, minerit, textile și manipulare portuară. | Î6. Cum aleg un motor cu inducție trifazatÎncepeți de la tipul de sarcină condusă și viteza necesară, dimensiunea puterii arborelui cu o marjă de pornire, apoi potriviți numărul de poli, carcasa și gradul de protecție la mediul de instalare. |
Î7. Cum calculez dimensiunea motorului de care am nevoieEstimați puterea arborelui din cuplul de sarcină și viteza utilizând P egal cu cuplul înmulțit cu viteza împărțit la 9550, apoi rotunjiți la cel mai apropiat cadru standard, cu o marjă rezonabilă. | Î8. Cum aleg puterea motoruluiLucrați din cerința reală de putere a echipamentului condus, mai degrabă decât să presupuneți, conversia între cai putere și kilowați folosind aproximativ 1 CP este egală cu 0,746 kW. |
Q9. Câți poli ar trebui să aibă motorul meuAlegeți numărul de poli a cărui viteză sincronă se află cel mai aproape de viteza de ieșire dorită, deoarece aceasta reduce, în general, dimensiunea oricărei reducții suplimentare necesare cutiei de viteze sau scripete. | Q10. De ce întreținere are nevoie un motor trifazatAtenția de rutină adusă fluxului de aer de răcire, lubrifierii rulmenților, nivelurilor de vibrații și conexiunilor cutiei de borne acoperă cea mai mare parte a ceea ce face ca o unitate să funcționeze în mod fiabil în timp. |
