Jak wybrać silnik elektryczny: moment obrotowy, prędkość, cykl pracy i wydajność

Osiem miesięcy po tym, jak stacja uzdatniania wody zamontowała zamienny silnik o mocy 22 kW w swojej głównej pompie przelewowej, silnik zaczął się wyłączać z powodu przeciążenia. Zamiennik miał tę samą wielkość ramy i zapewniał wyższą wydajność, więc nikt nie podejrzewał napędu, dopóki nie zmierzono prądu rozruchowego: pompa wymagała wysokiego momentu rozruchowego przy każdym ponownym uruchomieniu, a krzywa momentu obrotowego nowego silnika spadła tuż poniżej tego wymagania podczas przyspieszania.

Ten wzór wyjaśnia, dlaczego dobór silnika to ćwiczenie polegające na dopasowywaniu obciążenia, a nie doborze mocy. Właściwy silnik to taki, którego krzywa momentu obrotowego, wartość znamionowa obciążenia, obudowa, klasa sprawności i jakość komponentów pasują do danego zastosowania. Cena i dostawa stają się drugorzędne po spełnieniu tych warunków.

Zacznij od zakresu momentu obrotowego, a nie mocy

Pierwsze pytanie nie dotyczy liczby kilowatów, ale jakiego momentu obrotowego wymaga obciążenie w każdym punkcie swojego cyklu. Pompa odśrodkowa wymaga niskiego momentu rozruchowego i pracuje zgodnie z krzywą obciążenia sześciennego. Przenośnik wymaga wysokiego momentu rozruchowego i stałego momentu obrotowego w wąskim zakresie prędkości. Prasa wymaga krótkich impulsów wysokiego szczytowego momentu obrotowego. Silnik indukcyjny zapewnia znamionowy moment obrotowy tylko w pobliżu prędkości znamionowej, podczas gdy silnik synchroniczny z magnesami trwałymi (PMSM) lub bezszczotkowy silnik prądu stałego utrzymuje moment obrotowy na stałym poziomie w znacznie szerszym zakresie prędkości. Wybierz silnik przed mapowaniem krzywej obciążenia i zgaduj.

W przypadku maszyn indukcyjnych prądu przemiennego praktyczne różnice między dostawcami zwykle leżą w rdzeniu: materiał do laminowania, jakość układania i spójność wymiarowa. Dobrze zbudowany Zespół stojana silnika prądu przemiennego i rdzenia wirnika zmniejsza wibracje i utratę żelaza, zanim silnik dotrze na stanowisko testowe.

Dostawcy zespołów stojanów i rdzeni wirników silników prądu przemiennego, firma - Wuxi New Ruichi Tec Jako dostawcy zespołów stojanów i rdzeni wirników silników prądu przemiennego oraz firma w Chinach, firma New Ruichi/Cailiang oferuje hurtową sprzedaż stojanów i wirników silników prądu przemiennego... Zobacz produkt →

Porównanie typów silników elektrycznych według zastosowania

Gdy znany jest profil obciążenia, wybór technologii silnika szybko się zawęża. Poniższe porównanie obejmuje pięć rodzin, które dominują w konstrukcji maszyn przemysłowych.

Ukryta miara: utrata rdzenia i jakość laminowania

Dwa silniki o identycznych wartościach znamionowych, ramach i klasach sprawności mogą nadal pracować w zauważalnie różnych temperaturach. Powodem jest zwykle rdzeń stojana i wirnika. Straty w rdzeniu, zwane także stratami żelaza, powstają wewnątrz warstw przy każdej zmianie pola magnetycznego. Rzadko pojawia się w arkuszu danych, a mimo to jest drugim co do wielkości blokiem strat w większości silników.

Straty w rdzeniu zależą od gatunku i grubości stali krzemowej (0,20 do 0,50 mm; cieńsze laminaty zmniejszają straty prądu wirowego), jakości powłoki i metody układania. Układanie blokad jest szybkie i ekonomiczne, ale może zniekształcić krawędzie rdzenia. Dzięki klejeniu i spawaniu laserowemu lub TIG powstają bardziej płaskie, ciaśniejsze stosy, co ma większe znaczenie, gdy silnik pracuje z wyższymi częstotliwościami lub w cyklach pracy pojazdów elektrycznych. W przypadku maszyny, która pracuje nieprzerwanie przez wiele godzin przy częstotliwości 50 lub 60 Hz, a rdzeń laminowany spawany laserowo może zmniejszyć efektywne straty i poprawić spójność między jednostkami. To jeden z powodów dlaczego producenci silników przechodzą na gotowe do montażu gotowe rdzenie : dostawca kontroluje laminowanie, układanie, tolerancję i kontrolę w jednym miejscu.

Dostawcy rdzeni laminowanych spawanych laserowo/TIG, firma - Wuxi New Ruichi Technology Jako dostawcy i firma rdzeni laminowanych spawanych laserowo/TIG w Chinach, New Ruichi/Cailiang oferują hurtowy rdzeń laminowany spawany laserowo/TIG na... Zobacz produkt →

Jak aplikacja zmienia priorytet wyboru

Ogólne maszyny przemysłowe oraz pompy i wentylatory stanowią około 60 procent zainstalowanych silników, a w tych zastosowaniach nagradzane są proste, wytrzymałe i tanie maszyny indukcyjne prądu przemiennego w standardowych obudowach. Trakcja pojazdów elektrycznych to najszybciej rosnący punkt nacisku: wymaga dużej gęstości momentu obrotowego, szerokiego zakresu prędkości i cienkich warstw laminowanych o niskich stratach, dlatego też nowy zespół stojana i rdzenia wirnika pojazdu energetycznego jest zbudowany zgodnie z bardziej rygorystycznymi specyfikacjami wymiarowymi i elektrycznymi. Zastosowania morskie i wiatrowe powodują dodatkowe ograniczenia strukturalne: spawana rama, podstawa i układ chłodzenia mają takie samo znaczenie jak rdzeń elektryczny, ponieważ niezawodność stanowią wibracje, korozja i trudne warunki chłodzenia.

Dostawcy zespołów stojanów i rdzeni wirników pojazdów nowej generacji, firma - Wux Jako dostawcy zespołów stojanów i rdzeni wirników pojazdów nowej energii w Chinach, firma New Ruichi/Cailiang oferuje hurtową sprzedaż nowych... Zobacz produkt →

Praktyczny przebieg procesu selekcji i zwrot z inwestycji

Aby zachować spójność procesu selekcji w różnych projektach, zastosuj następującą sekwencję:

1. Zdefiniuj profil obciążenia. Rejestruj stały lub zmienny moment obrotowy, moment rozruchowy, bezwładność i częstotliwość rozruchu.
2. Oblicz punkty pracy. Określ moment obrotowy i prędkość przy rozruchu, przy pracy ciągłej i przy obciążeniu szczytowym.
3. Potwierdź kopertę z dostawą. Sprawdź napięcie, częstotliwość, fazę i metodę rozruchu (bezpośrednio, softstarter lub VFD).
4. Wybierz obudowę i chłodzenie. Wybierz stopień ochrony IP, typ chłodzenia, temperaturę otoczenia i obniżanie wartości znamionowych na wysokości.
5. Porównaj wydajność z rzeczywistymi godzinami pracy. Silnik IE4 zwraca się najszybciej przy pracy ciągłej przy dużym obciążeniu.
6. Audyt łańcucha dostaw komponentów. Przed masową produkcją sprawdź stopień laminowania, metodę układania rdzenia, tolerancje wymiarowe, certyfikaty i wsparcie próbek.

Uwagi dotyczące konserwacji i zgodności

Seria norm IEC 60034 obejmuje podstawowe zasady: wartości znamionowe, klasy wydajności, limity wibracji i moc akustyczną. Klasa izolacji F (155 C) lub H (180 C) określa dopuszczalny wzrost temperatury, a obciążenie podane na tabliczce znamionowej musi odpowiadać rzeczywistemu trybowi pracy. W przypadku silników zasilanych przez VFD należy sprawdzić, czy system izolacji jest przystosowany do pracy z falownikiem, aby uniknąć przedwczesnej awarii uzwojenia.

Jakość instalacji jest równie ważna. Płaskość podstawy, ustawienie sprzęgła i sztywność ramy determinują trwałość łożyska i poziom wibracji. W zastosowaniach wiatrowych, morskich i przemysłowych wysokiego napięcia spawana rama silnika jest częścią konstrukcyjną, dlatego jakość spoiny ma znaczenie; Produkcja kontrolowana przez ISO 3834 jest znaczącym wskaźnikiem niezawodności ramy.

Podczas pracy należy przestrzegać zaplanowanych czynności konserwacyjnych: okresów smarowania łożysk, kontroli rezystancji izolacji oraz monitorowania temperatury i wibracji zgodnie z normą ISO 10816. Po stronie zaopatrzenia należy zwrócić się do dostawców o certyfikaty materiałowe, raporty dotyczące wymiarów rdzenia i zatwierdzenie próbki. Szybkim sposobem na zawężenie zakresu kandydatów jest przejrzenie dostawcy możliwości produkcyjne i certyfikaty procesów przed wysłaniem rysunków do wyceny.

Silnik jest łatwy do zakupu, a jego pomyłka jest kosztowna. Zamapuj obciążenie, potwierdź dostawę i środowisko, porównaj wydajność w rzeczywistych godzinach pracy, a następnie sprawdź komponenty, których nie pokazuje katalog: stopień laminowania, stos rdzeni, ramę i stojący za nimi system jakości. Te szczegóły techniczne decydują o tym, czy silnik będzie działał spokojnie przez dekadę, czy ulegnie awarii w ciągu pierwszego roku eksploatacji.