Дом / Новости / Новости отрасли / Как выбрать электродвигатель: крутящий момент, скорость, рабочий цикл и эффективность
Новости отрасли

Как выбрать электродвигатель: крутящий момент, скорость, рабочий цикл и эффективность


Через восемь месяцев после того, как на водоочистной станции был установлен новый двигатель мощностью 22 кВт на главном перекачивающем насосе, двигатель начал отключаться из-за перегрузки. Замена имела тот же размер корпуса и требовала более высокой эффективности, поэтому никто не подозревал о приводе, пока не был измерен пусковой ток: насосу требовался высокий пусковой момент при каждом перезапуске, а кривая крутящего момента нового двигателя падала чуть ниже этого требования во время ускорения.

Эта закономерность объясняет, почему выбор двигателя — это процесс согласования нагрузки, а не определения мощности. Подходящим двигателем является агрегат, кривая крутящего момента-скорости, номинальная мощность, корпус, класс эффективности и качество компонентов которого соответствуют данному применению. Цена и доставка отходят на второй план, как только эти условия выполняются.

Основной вывод: Сначала определите профиль нагрузки (кривая крутящего момента, рабочий цикл, инерция), затем источник питания и окружающую среду (напряжение, метод запуска, степень защиты IP, охлаждение), затем класс эффективности и типоразмер. Наконец, проверьте то, что не указано на паспортной табличке: степень ламинирования, метод укладки жил, систему изоляции и контроль качества поставщика.

Начните с диапазона крутящего момента и скорости, а не с лошадиных сил.

Первый вопрос не в том, сколько киловатт, а в том, какой крутящий момент требуется нагрузке в каждой точке ее цикла. Центробежному насосу необходим низкий пусковой момент и он следует кубической кривой нагрузки. Конвейеру необходим высокий пусковой момент и постоянный крутящий момент в узком диапазоне скоростей. Пресс требует коротких импульсов высокого пикового крутящего момента. Асинхронный двигатель развивает номинальный крутящий момент только вблизи номинальной скорости, в то время как синхронный двигатель с постоянными магнитами (ПМСМ) или бесщеточный двигатель постоянного тока поддерживают постоянный крутящий момент в гораздо более широком диапазоне скоростей. Выберите двигатель, прежде чем составить карту кривой нагрузки, и вы будете гадать.

Требования к крутящему моменту

Сравните крутящий момент заторможенного ротора, подъемный, пробойный и рабочий крутящий момент с требованиями к нагрузке. Оставьте запас на случай провалов напряжения, поскольку доступный крутящий момент падает примерно в квадрате падения напряжения.

Рабочий цикл

Классы эксплуатации IEC S1 (непрерывный) и S3 (прерывистый) охватывают большую часть промышленных работ. Двигатель с номиналом S1 может работать в режиме S3, но обратный процесс небезопасен: двигатель с прерывистым номиналом быстро перегревается при постоянной нагрузке.

Способ питания и запуска

Прежде всего проверьте напряжение, частоту и фазу. Если привод с регулируемой частотой (ЧРП) будет питать двигатель, выберите изоляцию, рассчитанную на инвертор, чтобы выдерживать скачки dv/dt, и убедитесь, что охлаждение остается достаточным на низких скоростях.

Корпус и охлаждение

Сопоставьте степень защиты IP с окружающей средой: IP55 для пыльных предприятий, IP66 или IP67 для зон мойки и версии с защитой от коррозии для морской эксплуатации. Самовентилируемый IC411 подходит для постоянной скорости; отдельно принудительное охлаждение IC416 подходит для работы ЧРП на низкой скорости.

Что касается индукционных машин переменного тока, практические различия между поставщиками обычно лежат в основе: материал ламинирования, качество укладки и соответствие размеров. Хорошо построенный Статор двигателя переменного тока и сердечник ротора в сборе снижает вибрацию и потери железа еще до того, как двигатель достигнет испытательного стенда.

AC Motor Stator and Rotor Core Assembly Suppliers, Company - Wuxi New Ruichi Tec Поставщики статора и сердечника ротора двигателя переменного тока, Компания - Wuxi New Ruichi Tec В качестве поставщиков и компаний в сборе статора и ротора двигателя переменного тока в Китае компания New Ruichi/Cailiang предлагает оптовые статоры и роторы двигателей переменного тока. Посмотреть продукт →

Типы электродвигателей по сравнению с применением

Как только профиль нагрузки известен, выбор технологии двигателя быстро сужается. Приведенное ниже сравнение охватывает пять семейств, которые доминируют в конструкции промышленных машин.

Типичные компромиссы между распространенными технологиями двигателей; окончательный выбор зависит от диапазона крутящего момента и скорости, диапазона скоростей и требований к управлению в приложении.
Тип двигателя
Лучшее в
Остерегайтесь
Типичное использование
Индукция переменного тока
Промышленный режим с постоянной скоростью; прочная конструкция; низкая стоимость
КПД падает при частичной нагрузке; узкий диапазон скоростей без VFD
Насосы, вентиляторы, компрессоры, конвейеры
PMSM
Высокая эффективность и плотность крутящего момента в компактном корпусе
Нужен драйв; стоимость магнита и ограничения поставок
Электромобили, ветрогенераторы, прецизионные приводы
БЛДК
Широкий диапазон регулируемых скоростей с хорошей эффективностью.
Электронная коммутация увеличивает стоимость контроллера
Аккумуляторные инструменты, вентиляторы, мобильные приводы
Сервопривод
Точное управление положением, скоростью и крутящим моментом с быстрой динамикой
Более высокая стоимость системы с драйвом и обратной связью; усилия по настройке
Робототехника, ЧПУ, упаковочные машины
Степпер
Простое управление положением без обратной связи по низкой цене.
Теряет крутящий момент на скорости; шумный; низкая эффективность при высоких скоростях шага
3D-принтеры, лабораторные инструменты, столики для позиционирования

Скрытый показатель: потери в сердечнике и качество ламинирования

Два двигателя с одинаковыми номиналами, типоразмерами и классами эффективности могут работать при заметно разных температурах. Причиной обычно является сердечник статора и ротора. Потери в сердечнике, также называемые потерями в железе, возникают внутри пластин каждый раз, когда меняется магнитное поле. Он редко появляется в технических характеристиках, но это второй по величине блок потерь в большинстве двигателей.

35%
Медь
30%
Ядро
15%
Трение
10%
Парусность
10%
Бродячий

Потери в сердечнике зависят от марки и толщины кремнистой стали (0,20–0,50 мм; более тонкие пластины уменьшают потери на вихревые токи), качества покрытия и метода укладки. Укладка с блокировкой выполняется быстро и экономично, но может деформировать края сердцевины. Клеевое соединение, а также лазерная сварка или сварка TIG позволяют получить более плоские и плотные стопки, что особенно важно, когда двигатель работает на более высоких частотах или в условиях рабочего цикла EV. Для машины, которая непрерывно работает при частоте 50 или 60 Гц, ламинированный сердечник, сваренный лазером может снизить эффективные потери и улучшить согласованность между единицами. Это одна из причин почему производители двигателей переходят на готовые к установке готовые сердечники : поставщик контролирует ламинирование, штабелирование, допуски и проверку в одном месте.

Laser/TIG-welded Laminated Core Suppliers, Company - Wuxi New Ruichi Technology Поставщики ламинированных сердечников, сваренных лазером/TIG, Компания - Wuxi New Ruichi Technology Являясь поставщиком и компанией из Китая, компания New Ruichi/Cailiang предлагает оптовые поставки ламинированных сердечников, сваренных лазером/TIG, на... Посмотреть продукт →

Как приложение меняет приоритет выбора

  • Общепромышленные машины (35%)
  • Насосы, вентиляторы, системы отопления, вентиляции и кондиционирования (25%)
  • Тяга электромобилей (20%)
  • Сервопривод and robotics (10%)
  • Морской и ветровой (10%)

Общепромышленные машины, насосы и вентиляторы составляют примерно 60 процентов установленных двигателей, и эти приложения предусматривают использование простых, надежных и недорогих асинхронных машин переменного тока со стандартными корпусами. Тяга электромобилей является наиболее быстро растущей точкой давления: она требует высокой плотности крутящего момента, широкого диапазона скоростей и тонких пластин с низкими потерями, поэтому Сборка статора и сердечника ротора двигателя на новой энергии изготовлен в соответствии с более жесткими размерными и электрическими характеристиками. Морские и ветровые применения добавляют структурные ограничения: сварная рама, основание и система охлаждения имеют такое же значение, как и электрический сердечник, поскольку вибрация, коррозия и суровые условия охлаждения доминируют над надежностью.

New Energy Vehicle Motor Stator and Rotor Core Assembly Suppliers, Company - Wux Поставщики статора и сердечника ротора двигателя новой энергии, Компания - Wux Как поставщик и компания в сборе статора и сердечника ротора двигателя новой энергии для транспортных средств в Китае, New Ruichi/Cailiang предлагает оптовую продажу новой энергии... Посмотреть продукт →

Практический процесс отбора и возврат инвестиций

Используйте следующую последовательность, чтобы обеспечить единообразие процесса отбора в разных проектах:

  1. Определите профиль нагрузки. Запишите постоянный или переменный крутящий момент, момент трогания, инерцию и пусковую частоту.
  2. Рассчитайте рабочие точки. Определите крутящий момент и скорость при запуске, при продолжительной работе и при пиковой нагрузке.
  3. Подтвердите конверт поставки. Проверьте напряжение, частоту, фазу и метод запуска (прямой, устройство плавного пуска или ЧРП).
  4. Выберите корпус и охлаждение. Выберите степень защиты IP, тип охлаждения, температуру окружающей среды и снижение характеристик на высоте.
  5. Сравните эффективность с фактическими часами работы. Двигатель IE4 быстрее всего окупается при длительной работе с высокими нагрузками.
  6. Аудит цепочки поставок компонентов. Перед массовым производством проверьте качество ламинирования, метод укладки сердечников, допуски на размеры, сертификаты и поддержку образцов.

Пример рентабельности инвестиций: двигатель мощностью 30 кВт, работающий 6000 часов в год при средней нагрузке 75 процентов. Повышение эффективности с IE3 (94 процентов) до IE4 (96 процентов) экономит примерно 3000 кВтч в год на каждый двигатель. При цене 0,12 доллара США за кВтч это около 360 долларов США в год, поэтому надбавка к цене IE4 обычно окупается в течение одного-трех лет для приложений с непрерывной работой.

Вопросы обслуживания и соответствия требованиям

Серия стандартов IEC 60034 охватывает основные правила: номинальные характеристики, классы эффективности, пределы вибрации и звуковую мощность. Класс изоляции F (155 C) или H (180 C) определяет допустимое превышение температуры, а номинальный режим работы, указанный на заводской табличке, должен соответствовать фактическому режиму работы. Для двигателей с ЧРП убедитесь, что система изоляции рассчитана на работу с инвертором, чтобы избежать преждевременного выхода из строя обмотки.

Не менее важно качество монтажа. Плоскостность основания, выравнивание муфты и жесткость рамы определяют срок службы подшипников и уровни вибрации. В ветровой, морской и высоковольтной промышленности сварной корпус двигателя является конструктивной частью, поэтому качество сварки имеет значение; Производство, контролируемое стандартом ISO 3834, является важным показателем надежности рамы.

Во время эксплуатации соблюдайте плановый план технического обслуживания: интервалы смазки подшипников, проверки сопротивления изоляции, а также мониторинг температуры и вибрации в соответствии с ISO 10816. Что касается закупок, запросите у поставщиков сертификаты на материалы, отчеты о размерах сердечника и утверждение образцов. Быстрый способ сузить список кандидатов — просмотреть список поставщиков. производственные возможности и сертификация процессов Перед отправкой чертежей для предложения.

Мотор легко купить, но ошибиться дорого. Составьте карту нагрузки, подтвердите источник питания и окружающую среду, сравните эффективность с фактическими часами работы, а затем проверьте компоненты, которые не указаны в каталоге: класс ламинирования, пакет сердечников, каркас и стоящую за ними систему качества. Эти инженерные детали определяют, будет ли двигатель работать прохладно в течение десяти лет или выйдет из строя в течение первого года эксплуатации.


Свяжитесь с нами

Ваш адрес электронной почты не будет опубликован. Обязательные поля отмечены *

Новые продукты руичи
Продукты Цайлян