Finn raskt produktet du trenger.
A trefase asynkronmotor er en AC-maskin som gjør trefaset elektrisk kraft til roterende mekanisk kraft gjennom elektromagnetisk induksjon i stedet for gjennom en direkte elektrisk forbindelse til rotoren. Et roterende magnetfelt produseres i statorviklingene, og dette feltet induserer strøm i rotorstavene, som igjen genererer dreiemoment. Rotorhastigheten følger alltid hastigheten til det roterende feltet med en liten margin kalt slip, og det er nettopp derfor denne maskinen også er kjent som en trefase induksjonsmotor .
Fordi den trenger ingen børster, ingen ekstern rotoreksitasjon og ingen kondensator for å starte, har den trefasede asynkronmotoren blitt standarden trefase elektrisk motor for fabrikker, verksteder og bruksanlegg. Typiske produktområder spenner fra små fraksjonelle enheter rundt 0,09 kW opp til store rammestørrelser rundt 375 kW, med 2, 4, 6 og 8-polettde viklingsalternativer som dekker alt fra høyhastighets lettlastevifter til lavhastighets tunglasttransportører. Husene er vanligvis bygget av høystyrke støpejern eller lett aluminiumslegering, sammen med klasse F isolasjon og en IP55 beskyttelsesklassifisering for støv og lett vanneksponering.
Kort sagt, når noen søker etter en 3 fase induksjonsmotor eller a trefase AC motor , de beskriver nesten alltid den samme familien av maskiner. De resterende delene nedenfor går gjennom hvordan den fungerer, hva den er laget av, hvordan man leser dataplaten, og hvordan man kan dimensjonere en riktig for en gitt jobb.
Tre separate viklingsgrupper er plassert 120 elektriske grader fra hverandre inne i statoren. Når trefasestrøm flyter gjennom dem i rekkefølge, forblir det kombinerte magnetfeltet ikke fast på ett sted - det roterer rundt innsiden av statorboringen med en hastighet kjent som synkron hastighet. Synkronhastighet avhenger kun av tilførselsfrekvensen og antall poler viklet inn i statoren, etter forholdet Ns = 120 x f / P, hvor f er frekvensen i hertz og P er poltellingen.
Rotorstengene sitter inne i dette roterende feltet, men er ikke fysisk koblet til strømforsyningen. Når feltet sveiper forbi rotoren, induserer det en spenning og strøm i rotorstengene, og den induserte strømmen produserer sitt eget magnetfelt. Samspillet mellom statorfeltet og det induserte rotorfeltet skaper dreiemoment som drar rotoren rundt, men rotoren kan aldri nå helt opp til feltet - hvis den gjorde det, ville det ikke gjenstå noen relativ bevegelse for å indusere strøm i utgangspunktet. Dette hastighetsgapet, typisk en liten prosentandel av synkron hastighet under normal belastning, er slipen som definerer en asynkron (induksjons) maskin.
I motsetning til en enfasedesign, produserer en trefaset asynkronmotor et genuint roterende felt fra det øyeblikket strømmen tilføres, så den er iboende selvstartende og er ikke avhengig av en startkondensator eller hjelpevikling. Dette er en grunn til at en trefaset induksjonsmotor generelt foretrekkes når laststørrelsen eller driftssyklusen vokser utover det en liten enfaset enhet kan håndtere komfortabelt.
Hver tre-fase asynkronmotor er bygget av et lite sett med deler som gjentar seg på tvers av rammestørrelser, fra en kompakt aluminiumshus til en stor industriell trefasemotor i støpejern. Illustrasjonen nedenfor merker hoveddelene som det refereres til i beskrivelsene som følger.
Forenklet strukturell utforming av en typisk trefaset asynkron motorramme
Statoren er en stabel med tynne silisium-stål-lamineringer presset inn i en ramme av støpejern eller aluminiumslegering, med kobberviklingsspoler satt inn i spor rundt den indre boringen. Lamineringsstabelen begrenser virvelstrømstap, mens selve rammen gir motoren dens mekaniske styrke og monteringsflaten.
De fleste industrielle enheter bruker en ekorn-burrotor, hvor aluminium- eller kobberstenger støpes inn i en laminert rotorkjerne og kortsluttes i begge ender av enderinger. Denne utformingen har ingen viklinger å isolere og ingen sleperinger å vedlikeholde, noe som er en hovedårsak til at en trefase induksjonsmotor anses som enkel å holde i gang i lange perioder.
En ekstern vifte montert på den ikke-drevne enden trekker luft over ribber på rammeoverflaten, og holder viklingstemperaturen innenfor klasse F-isolasjonsgrensen. Endeskjermer holder lagrene på plass og holder rotoren sentrert inne i statorboringen, mens koblingsboksen gir et forseglet koblingspunkt for de innkommende forsyningskablene.
Poltelling er et av de første valgene du må ta når du sammenligner en trefaset elektrisk motor for en gitt applikasjon, fordi den fikser grunnhastigheten før noen girkasse eller drivenhet legges til. Ved en 50 Hz forsyning er synkronhastigheten for felles poltelling vist nedenfor.
Synkron hastighet etter poltelling ved 50 hertz tilførselsfrekvens
| Poltelling | Synkron hastighet | Typisk plikt |
|---|---|---|
| 2-polett | 3000 rpm | Pumper, høyhastighetsvifter, kompressorer |
| 4-polett | 1500 rpm | Generelle verktøymaskiner, transportører |
| 6-polett | 1000 rpm | Større vifter, miksere, lavhastighetsdrev |
| 8-pole | 750 rpm | Tunglast, lavhastighets girkasse |
Effektivitetsklasseetiketter beskriver hvor mye elektrisk inngang en motor mister som varme i stedet for å konvertere til akselkraft. Navneskalaen går fra IE1 til IE4, hvor hvert trinn representerer en ytterligere reduksjon i tap gjennom bedre lamineringsstål, tykkere kobberledere og tettere luftspalter. An IE3 trefase motor sitter i premium-båndet på denne skalaen, mens en IE4 trefase motor sitter et skritt over det, rettet mot kontinuerlige applikasjoner der driftstimer er høye nok til at lavere tap kan føre til en meningsfull reduksjon i bortkastet energi over maskinens levetid.
Illustrativ sammenligning av relativ effektivitetsprogresjon på tvers av klasser; faktiske tall varierer med utgangseffekt og poltall
I praksis avhenger klassen som trengs av løpemønster. En motor som går bare noen få timer i uken rettferdiggjør vanligvis ikke å jage den høyeste klassen som er tilgjengelig, mens en motor som går kontinuerlig i en vifte, pumpe eller kompressorlinje er en sterk kandidat for IE3- eller IE4-båndet fordi de akkumulerte timene forsterker selv en liten prosentvis forskjell i tap.
Effektivitet og effektfaktor for en trefase induksjonsmotor er ikke faste tall; de beveger seg med hvor tungt motoren er belastet i forhold til dens nominelle ytelse. Den generelle formen på dette forholdet er konsistent på tvers av produktfamilien, selv om de nøyaktige tallene skifter med rammestørrelsen.
Typisk effektivitetskurveform mot belastningsprosent av nominell effekt
Effektiviteten stiger vanligvis raskt når lasten stiger fra en lett dellast, når en bred topp et sted mellom omtrent syttifem og hundre prosent av nominell ytelse, og deretter reduseres litt igjen under overbelastning. Dette er grunnen til at dimensjonering av en motor til å kjøre nær det nominelle punktet, i stedet for dypt underbelastet, har en tendens til å gi jevnere effektivitet og kraftfaktor over et skift.
Rammemateriale påvirker vekt, varmeavledning og monteringsstivhet. Både støpejerns- og aluminiumslegeringshus er fortsatt vanlige i det industrielle trefasemotormarkedet, og det riktige valget kommer vanligvis ned til balansen mellom vekt og termisk masse som en gitt installasjon krever.
| Attributt | Støpejernshus | Hus av aluminiumslegering |
|---|---|---|
| Relativ vekt | Tyngre | Lettere |
| Varmespredning | Høy termisk masse | Raskere overflatekjøling |
| Typisk rammeutvalg | Mellomstore til store rammestørrelser | Små til mellomstore rammestørrelser |
| Felles setting | Kontinuerlig tung industriplikt | Generell bruk og mobilt utstyr |
Uavhengig av husmateriale er selve viklingssystemet normalt bygget til klasse F-isolasjon, noe som gir margin mot temperaturøkning under start og kortvarig overbelastning, mens en IP55-klassifisering holder støv og rettet vannstråler borte fra interne viklinger i verksted og utendørs tilstøtende omgivelser.
Mange kjøpere som forsker på en trefaset asynkronmotor, sammenligner den faktisk med et enfasealternativ for en grenseapplikasjon. Radarsammenligningen nedenfor viser seks praktiske attributter side om side.
Blått område representerer en trefaset asynkronmotor, oransje område representerer en sammenlignbar enfasemotor, i en illustrerende relativ skala
Fordi den starter med et ekte roterende felt, har en trefaset asynkronmotor en tendens til å levere sterkere startmoment per enhet av rammestørrelse, sammen med jevnere kjøreeffektivitet ved nominell belastning. En enfasemotor kan fortsatt være en rimelig passform for lette boligverktøy eller små verksteder der trefasetilførsel ikke er tilgjengelig, men når belastningen, driftssyklusen eller dreiemomentbehovet stiger, er en trefaset AC-motor generelt den mer praktiske ruten for kontinuerlig industriell service.
Kombinasjonen av et bredt effektområde, alternativer med flere poler og robust konstruksjon er grunnen til at en trefaset induksjonsmotor dukker opp over et så bredt spekter av utstyrstyper.
På tvers av produksjon, energi, gruvedrift, konstruksjon, tekstiler, trykking og havnemaskineri er det underliggende kravet stort sett det samme: en pålitelig industriell trefasemotor som kan kjøre i lange strekninger med forutsigbare vedlikeholdsbehov i stedet for hyppige uplanlagte stopp.
Noen applikasjoner trenger mer enn én fast hastighet fra en enkelt ramme. Flertrinns hastighetsviklinger gjør at en motor kan kobles til mellom to eller flere poltellinger, noe som gir en grov, men pålitelig måte å skifte hastighet uten en separat frekvensomformer.
Der en last må stoppe og holde posisjon raskt, for eksempel på taljer eller indekseringsbord, klemmer en integrert elektromagnetisk brems akselen i det øyeblikket strømmen fjernes, noe som forkorter frikjøringstiden og forbedrer posisjoneringsnøyaktigheten.
Sammenkobling av en trefaset asynkronmotor med en frekvensomformer gjør at hastigheten kan justeres jevnt over et bredt område, noe som er vanlig på vifter, pumper og transportører der strømning eller gjennomstrømning må spore et skiftende prosessbehov i stedet for å kjøre med en enkelt fast hastighet.
For kullgruvedrift, petrokjemiske og andre installasjoner i eksplosjonsfarlige områder inneholder eksplosjonssikre innkapslinger eventuelle indre lysbuer eller gnister, slik at de ikke kan antenne omkringliggende brennbar gass eller støv, noe som gjør at en trefaset elektrisk motor kan fungere trygt i soner der en standard åpen innkapsling ikke ville være hensiktsmessig.
Å jobbe gjennom den følgende rekkefølgen innsnevrer generelt feltet raskt, enten målet er en liten aluminiumsenhet eller en stor industriell trefasemotor i støpejern.
En enkel startformel for trefaseeffekt er P (kW) = (rot tre x V x I x effektfaktor x virkningsgrad) / 1000, ved bruk av linjespenning V og linjestrøm I. For en kjent mekanisk belastning kan akseleffekten i kW også estimeres fra dreiemoment og hastighet som P = (Moment i Nm x Hastighet i o/min) / 95 avrundes deretter standard opp til 50. margin.
Hestekrefter og kilowatt beskriver samme effekt ved bruk av forskjellige enheter, relatert til omtrent 1 hk = 0,746 kW. I stedet for å velge en hestekrefter isolert, hjelper det å jobbe bakover fra det drevne utstyrets produsentdata eller målte kjørestrøm, siden en underdimensjonert motor vil gå varm under normal belastning mens en overdimensjonert bærer unødvendig vekt og en lavere driftseffektfaktor ved dellast.
En trefase induksjonsmotor er mekanisk enkel, men en kort rutine går fortsatt langt for å holde driftstimer forutsigbare.
Å følge en enkel plan som dette har en tendens til å forlenge den praktiske levetiden til en trefaset vekselstrømsmotor betraktelig mer enn å reagere først etter at en feil oppstår.
Q1. Hva er en trefaset asynkronmotorDet er en AC-motor som bruker et roterende magnetfelt i statoren for å indusere strøm i rotoren, og skaper dreiemoment uten noen direkte elektrisk forbindelse til selve rotoren. | Q2. Hvordan fungerer en trefase induksjonsmotorTrefasestrøm i statorviklingene produserer et roterende felt; dette feltet induserer strøm i rotorstengene, og samspillet mellom de to feltene snur akselen. |
Q3. Hva er forskjellen mellom en asynkronmotor og en induksjonsmotorDe beskriver den samme maskinen. Asynkron refererer til rotorhastigheten som ligger etter felthastigheten, mens induksjon refererer til hvordan strømmen når rotoren, gjennom induksjon i stedet for en direkte forbindelse. | Q4. Hva er fordelene med en trefase induksjonsmotorEnkel ekorn-burkonstruksjon, selvstartende uten kondensator, jevn kjørehastighet under varierende belastning, og et bredt tilgjengelig effektområde fra fraksjonerte kilowatt opp til hundrevis av kilowatt. |
Q5. Hva brukes trefasemotorer tilVifter, pumper, kompressorer, transportører, maskinverktøy og generelt industrielt utstyr på tvers av produksjon, energi, gruvedrift, tekstil og havnehåndtering. | Q6. Hvordan velger jeg en trefase induksjonsmotorStart fra den drevne lasttypen og nødvendig hastighet, dimensjoner akselkraft med en startmargin, og match deretter poltall, hus og beskyttelsesklassifisering til installasjonsmiljøet. |
Q7. Hvordan beregner jeg motorstørrelsen jeg trengerBeregn akselkraft fra belastningsmoment og hastighet ved å bruke P er lik dreiemoment ganger hastighet delt på 9550, rund deretter opp til nærmeste standardrammevurdering med en rimelig margin. | Q8. Hvordan velger jeg motorhestekrefterArbeid ut fra det drevne utstyrets faktiske effektbehov i stedet for å gjette, konvertering mellom hestekrefter og kilowatt ved bruk av omtrent 1 hk tilsvarer 0,746 kW. |
Q9. Hvor mange poler skal motoren min haVelg poltellingen hvis synkronhastighet er nærmest ønsket utgangshastighet, siden dette generelt reduserer størrelsen på eventuell ekstra girkasse eller reduksjon av remskiver. | Q10. Hvilket vedlikehold trenger en trefasemotorRutinemessig oppmerksomhet på kjøleluftstrøm, lagersmøring, vibrasjonsnivåer og koblingsboksforbindelser dekker det meste av det som holder en enhet i drift over tid. |
