AC motorer, asynkrone motorer

Vårt modulsystem med vekselstrømsmotorer tilbyr millioner av kombinasjoner over hele verden: AC-motorer møter alle energieffektivitetsklasser opptil IE4 og dekker et effektområde på 0,09 kW til 225 kW. Enheten har er bredt spekter av bremser, encodere, hurtigkontakter, eksterne kjølevifter, spesielle belegg -og overflatebehandlinger, alt etter dine behov.

Hva er en AC motor?

AC motor
AC motor

Denne gruppen av induksjonmaskiner inkluderer elektriske maskiner hvor drift modusen er basert på roterende magnetisk felt i luftgapet mellom stator og rotor. Den viktigste og mest benyttede brukte maskinen i denne gruppen er den asynkrone AC induksjonsmotoren med sylindrisk design. Den karaktiriseres av følgende funksjoner:

  • Enkel og robust design
  • Høy driftsikkerhet
  • Lave vedlikeholdskostnader
  • Lav pris

I elektrisk drivteknologi, benyttes følgende elektriskemotorer:

  • Asynkrone vekselstrømsmotorer (sleperingsmotorer, momentmotorer).
  • Asynkrone enfasede vekselstrømsmotorer.
  • Asynkrone eller synkrone servomotorer
  • DC motorer

Siden AC motorer med frekvensomformere gir bedre, enklere og lavere vedlikeholdshastighetskontroll, blir DC motorer og AC motorer med sleperinger mindre og mindre relevante. Andre typer av AC asynkronemotorer er av marginal betydning innen drivteknikk. Som et resultat, vil de ikke bli beskrevet i detalj her.

Dersom du kombinerer en AC elektromotor med et gir får du en girmotor. Uavhengig av motorens elektriske prinsipp, måten giret er montert på blir spesielt viktig når det gjelder motorens mekaniske utforming. SEW-EURODRIVE bruker spesial tilpassede motorer med dette formålet i tankene.

Hvordan virker en AC- motor?

Oppbygning

Rotor

På sporene til den laminerte rotorkjernen er det satt inn en vikling laget av f.eks. aluminium og / eller kobber). Denne viklingen er kortsluttet av ringer i begge endene, laget av samme materiale. Stolpene med kortslutningsringene minner om et bur. Det er her det andre vanlige navnet på vekselstrømsmotorer kommer fra: "squirrel cage motoren."

Stator

Viklingen, som er innkapslet med syntetisk harpiks, settes inn i den halvlukkede spalten på den laminerte statorkjernen. Antallet og bredden på spolene varieres for å oppnå forskjellige antall poler (= hastigheter). Sammen med motorhuset danner den laminerte kjernen statoren.

Endedeksler

Endedekslene er laget av stål, grått støpejern eller støpt aluminium og forsegles på innsiden av motoren på A-siden og B-siden. Endedekselenes utforming og montering avgjør IP-beskyttelsesgraden til motoren.

Rotoraksel

Den laminerte rotorkjerne er festet til en stålaksel. De to akselendene går gjennom endedekslene på både A-siden og B-siden. Utgangsakselenden er montert på A-siden (konstruert som en tannhjulsaksel for girmotoren); Vifte-og viftekjølingsvinger og / eller tilleggssystemer som mekaniske bremser og enkodere, osv., er installert på B-siden

Motorhus

Motorhuset kan produseres av støpeformet aluminium når effekten er lav til middels. Hus for alle effektklasser er produsert i støpejern. En koblingsboks hvor statorviklingsendene er koblet til et klembrett for el-tilkobling. Kjøleribber øker overflaten på huset og øker dermed utslipp av spillvarme i miljøet.

Vifte, viftebeskyttelse

En vifte på B-side akselenden er dekket av et deksel. Dette dekselet styrer luftstrømmen som produseres under rotasjon gjennom ribbene på huset, uavhengig av rotasjonsretningen til rotoren. Et valgfritt deksel hindrer (små) deler fra å falle gjennom viften når monteringsposisjonen er vertikal (/C)

Lagere

Lagrene i endedekslene på A og B side kobler sammen de roterende delene og de stasjonære delene. Vanligvis brukes sporkulelagre. Sylindriske rullelager blir sjelden brukt. Lagerstørrelsen er avhengig av krefter og hastigheter som det aktuelle lageret absorberer. Forskjellige typer tetningssystemer sikrer at de nødvendige smøreegenskapene holdes i lageret og at olje og / eller fett ikke slipper ut.

Driftsprinsippet

Det symmetriske, trefasede viklingssystemet til statoren er tilkoblet et trefaset strømforsyningssystem med riktig spenning og frekvens.Sinusformede strømmer av samme amplitudestrømmer i hver av de tre viklingsfasene. Hver av strømmene er midlertidig forskjøvet fra hverandre ved 120 °. Siden fasene også er forskjøvet med 120 °, oppretter statoren et magnetfelt som roterer med frekvensen av den påførte spenningen.

Dette roterende magnetfeltet eller roterende feltet for kort induserer en elektrisk spenning i rotorviklingen eller i rotorstavene. Kortsluttningstrømmene strømmer fordi viklingen er kortsluttet av ringen. Sammen med det roterende feltet bygger disse strømmene bygger krefter og moment over rotorens radius som akselererer rotorhastigheten i retning av det roterende feltet. Frekvensen til spenningen som genereres i rotoren faller etter hvert som rotasjonshastigheten øker. Dette skyldes at forskjellen mellom den roterende felthastigheten og at rotorhastigheten blir mindre.

De induserte spenningene, som nå er lavere, fører til lavere strømmer i rotorburet og dermed lavere krefter og dreiemomenter. Hvis rotoren skulle snu i samme hastighet som det roterende feltet, ville det rotere synkront, ingen spenning ville bli indusert, og motoren ville ikke kunne utvikle et dreiemoment som et resultat. Laste- og friksjonsmomentene i lagrene fører imidlertid til en forskjell mellom rotorhastigheten og den roterende felthastigheten dette resulterer i en likevekt mellom akselerasjon-og belastningsmomentet. Motoren går asynkront.

Omfanget på denne forskjellen øker eller avtar, avhengig av motorbelastningen, men er aldri null, fordi friksjon alltid er tilstede, selv ved ikke-belastende drift. Hvis lastmomentet overskrider det maksimale akselerasjonsmomentet som kan produseres av motoren, "blokkeres" motoren til en utilgjengelig driftstilstand som kan føre til termisk skade

Den relative bevegelsen mellom den roterende felthastigheten og den mekaniske hastigheten som kreves for at funksjonen er definert som slip "s" og er spesifisert som en prosentandel av den roterende felthastigheten. Motorer med lavere effektklasse kan ha et slip av 10 til 15 %. AC motorer med høyere effektklasse har ca. 2 -5 % slip.

Driftresultater

Vekselstrømsmotoren tar strøm fra spenningsforsyningssystemet og konverterer det til mekanisk kraft - det vil si i hastighet og dreiemoment. Hvis motoren skulle fungere uten tap ville den utgående mekanisk effekt Pout tilsvare den inngående elektriske effekten Pin.

Derimot kan det også oppstå tap i vekslestrømsmotoren, noe som er uunngåelig når energi omdannes: Kobbertap PCu og bartap PZ skyldes varmeoppbyging i en strømførende leder. Jerntap PFe skyldes varmeoppbygning under remagnitisering av den laminerte kjernen med linjefrekvens. Friksjonstap PRb skyldes friksjonen i lagrene og lufttap skyldes bruk av luft for kjøling.Effektiviteten av maskinen er definert som forholdet mellom utgang -og inngangseffekt.

Effektivitet blir stadig viktigere

På grunn av lovbestemmelser har det de siste årene blitt lagt større og større oppmerksomhet på bruk av motorer med høyere effektivitetsnivå.Energieffektivitetsklasser er definert i tilsvarende normative avtaler. Produsenter har vedtatt disse klassene i deres tekniske data. For å redusere de betydelige tapene som er forårsaket av maskinen, har dette betydd følgende for utformingen av den elektriske motoren:

  • Økt bruk av kobber i motorviklingen( PCu)
  • Bedre metallplater(PFe)
  • Optimalisert viftegeometri(PRb)
  • Optimalisert lager

Ved å registrere momentene og strømmen mot hastigheten får man de karakteristiskehastighet-moment egenskapene ut av vekselstrømsmotoren. Motoren følger denne karakteristiske kurven hver gang den slås på til den når sitt stabile driftspunkt. Karakteristiske kurver påvirkes av antall poler samt rotorviklingenes konstruksjon og materiale. Kunnskap om disse karakteristiske kurver er spesielt viktig for motorer som driftes med kontramomenter (feks. heiser).

Dersom motvirkende dreiemoment av maskinen er høyere enn sadel- momentet, blir rotorhastigkurven som en "sadel." Motoren når ikke lenger sitt nominelle driftspunkt (dvs. det stabile, termiske sikre driftspunktet). Motoren kan til og meg komme i stillstand om motvirkende moment er høyere enn startmomentet . Dersom en motor er overbelastet (f.eks. et overbelastet transportbånd), faller hastigheten etthvert som belastningen øker. Hvis motvirkende moment overstigerkjippmomentet "kjipper" motoren og hastigheten avtar til opptakshastigheten eller til og med til null. Alle disse senarioene fører til ekstremt høye strømmer i rotoren og statoren, noe som betyr at begge varmes opp veldig hurtig. Denne effekten kan føre til uopprettelige termiske skader på motoren eller "brente viklinger" dersom ingen egnede beskyttelsesanordninger er benyttet.

Termiske klasser

Varmen som genereres i en elektrisk strømbærende leder avhenger av lederens motstand og størrelse på strømmen den bærer. Hyppig påkobling og oppstart mot et motvirkende moment gir en veldig god termisk belastning på vekselstrømsmotoren. Den tillatte temperatur økningen av motoren avhenger av temperaturen på det omkringliggende kjølemediet (f.eks. luft) og den termiske motstanden til isolasjonsmaterialet i viklingen.

Motorene er allokert til termiske klasser (som tidligere ble kalt "isolasjonsklasser") som styrer de maksimalt tillatte overtemperaturene i motorene (IEC 60034). Slik den er designet skal motoren kunne motstå vedvarende drift ved høy temperatur basert på sin nominelle effekt i termisk klasse, uten å pådra seg skade. Med en maks. kjølevæsketemperatur på 40º f.eks.., er maks. tillatt overtemperatur i termisk klasse H 180(H)³= 125° C.

Tilgjengelige driftsarter

  • Den enkleste driftsarten innebærer å bruke et konstant lastmoment. Etter en viss tid når motoren sin termiske stabile tilstand som følge av den vedvarende belastningen i driftspunktet. Denne operasjonen kalleskontinuerlig drift S1.
  • Ikorttidsdrift S2, går motoren i konstant belastning i en viss tidsperiode (tB). Motoren når ikke termisk stabil tilstand under denne tiden. Dette følges av en tomgangstid som må være lang nok til at motoren skal kunne komme tilbake til normal temperatur.
  • Ved intermiterendedrift S2, går motoren i konstant belastning i en viss tidsperiode (tB). Oppstart må ikke ha effekt på oppvarming av motoren i dette tilfellet. Dette i følge av en bestemt tomgangstid (tSt). Den relative sykliske varighetsfaktoren (cdf) er spesifisert i denne driftsarten. I henhold til IEC 60034-1 spesifiserer cdf delen av driftstiden i en syklustid (= driftstid + tomgangstid) på 10 minutter for illustrative formål

Eksempel: Driftsmodus S3/40% gjelder hvis motoren veksler mellom 4 min. kjøring og 6 min. avslått.

Hva er en tilkoblingsfrekvens?

Den tillatte tilkoblingsfrekvensen angir hvor ofte en motor kan slås på i løpet av en time uten å termisk overbelaste den. Det er avhengig av følgende:

  • Massetreghetsmomentene som skal akselereres
  • Oppstartstid
  • Omgivelsestemperaturen
  • Driftsarten (cdf)

Den tillatte startfrekvensen til en motor kan økes med følgende tiltak:

  • Øke termiske klasser
  • Velge neste størrelse motor
  • Montering av ekstern kjølevifte
  • Endre girutvekslingen og dermed treghetsforholdene

Hva er en polomkoblingsbar vekselstrømsmotor?

AC motorer kan betjenes med forskjellige hastigheter ved å bytte poler. Forskjellige antall poler skyldes at flere viklinger settes inn i statorsporene eller ved å reversere retningen av strømmen i enkelte viklingsdeler. Ved separate viklinger er effekten for hvert poletall mindre enn halvparten av kraften til en motor med samme hastighet i samme størrelse.

Polomkoblingsbar vekselstrømsmotorer er brukt som kjøremotorer. Kjørehastigheten er høy under drift med lavt antall poler. Lavhastighetsviklingen er byttet til for posisjonering. På grunn av treghet, fortsetter motoren i første omgang å svinge ved høy hastighet under overgangen. Vekselstrømsmotoren fungerer som en generator i denne fasen og bremser ned. Den kinetiske energien omdannes til elektrisk energi og tilføres til forsyningssystemet. Det storemomentsteget som skyldes overgangen, er en ulempe. Imidlertid kan tilpassninger på kretsen benyttes for å redusere dette.

Den nåværende utviklingen i lavpris frekvensomformerteknologi fremmer bruken av frekvensomformstyrte motorer med en hastighet, i stedet for polomkoblingsbare motorer i mange . .applikasjoner

En-fase motorer

En-fasemotor er et godt alternativ dersom applikasjonene ikke krever høyt start- eller oppstartsmoment, den er koblet til en-faset AC-forsyningssystem, og en relativt lav effekt (<= 2,2 kW) benyttes. Typiske applikasjonseksempler er: ventilatorer, pumper og kompressorer. Det finnes to grunnleggende design forskjeller:

På den ene siden er den klassiske asynkrone vekselstrømsmotoren bare koblet til fase og nøytral leder. Den tredje fasen er produsert gjennom en faseskift ved bruk av en kondensator. Siden kondensatoren kun kan generere en 90 ° faseforskyvning og ikke en 120 ° faseforskjell, er denne typen enfasemotor vanligvis bare vurdert med to tredjedeler av kraften til en sammenlignbar vekselstrømsmotor.

Den andre måten å bygge en en-faset motor innbærer tekniske tilpasninger til viklingen I stedet for trefaset vikling er bare to faser implementert, en som hovedfase og en som hjelpefase. Spolene som er romlig kompensert med 90 °, leveres også med strøm av en kondensator med en tidsmessig 90 ° forskyvning, som produserer det roterende feltet. De ujevne strømforholdene i hovedviklingen og hjelpeviklingen tillater vanligvis bare to tredjedeler av kraften til en vekselstrømsmotor med samme størrelse. Typiske motorer for en-faset drift inkludererdrift -eller startkondensatorer, for noen startmotorer inkluderes ikke kondensatorer.

SEW-EURODRIVE-serien omfatter begge typer en-faset motordesign - – The DRK.. motorer. Begge er utstyrt med en integrert driftskondensator. Siden denne kondensatoren er plassert direkte i koblingslboksen, vil ikke kondensatorene komme i konflikt med andre elementer. Med en driftskondensator, er ca. 45 til 50 %av det nominelle dreiemomentet tilgjengelig for oppstart.

Momentmotorer

Momentmotorer er spesial designede vekselstrømsmotorer med (squirrel-cage) rotorer. Designet er laget slik at forbruket ikke overstiger motorens termiske kapasitet når hastigheten er 0. Denne funksjonen er nyttig, for eksempel nårdu åpner en dør og punktinnstiller eller ved et gitttrykk når en posisjon er nådd og må opprettholdes av en elektriskmotor på en sikker måte.

En annen vanlig driftsmodus er regenerativbremsedrift: Ekstern last er i stand til å snu rotoren mot rotasjonsretningens rotasjonsfelt. Det roterende feltet "senker" hastigheten og trekker regenerativ energi fra systemet, som mates inn i forsyningssystemet– lik roterende bremsing uten mekanisk bremsearbeid.

SEW‑EURODRIVE tilbyr DRM.. sammen med 12-polet Momentmotorer som er termisk designet for langvarig bruk med nominelt dreiemoment i tomgangstilstand. SEW-EUODRIVE Momentmotorer er egnet for en rekke forskjellige krav og hastigheter og er tilgjengelige med opptil tre nominelle dreiemomenter, avhengig av driftsmodus.

Eksplosjonsbeskyttede vekselstrømsmotorer

Explosion-proof AC motors
Explosion-proof AC motors

Hvis du bruker elektriske motorer i områder der det er eksplosjonsfare (ifølge EU-direktiv 2014/34 / EU, ATEX), må det tas spesifikke forebyggende tiltak på drivenheten. SEW‑EURODRIVE tilbyr en rekke forskjellige utførelser egnet til dette bruksområdet..

Hybridmotorer: "asynkron" og "synkron" i en motor

SEW‑EURODRIVE tilbyr LSPM motor serien for applikasjoner som drives direkte fra forsyningssystemet og krever også en synkron hastighet. LSPM står for "Line Start Permanent Magnet." LSPM-motoren er en AC-asynkronmotor med ekstra permanente magneterDen går asynkront, synkroniseres med driftsfrekvensen, og går i synkron modus deretter. Motorteknologi som åpner opp for nye fleksible muligheter.

Disse kompaktet hybrid motorene pådrar seg ikke eventuelle rotortap under drift og er preget av deres høy effektivitet. Størrelsen på DR..J motor med LSPM teknologi er to trinn mindre i forhold til en standardmotor med samme kraft- og energieffektivitetsklasse.

Kontaktskjema

Vi er her for deg!

Ta kontakt dersom du har spørsmål eller ønsker veiledning.

Ta kontakt

Sist besøkt