Växelströmsmotorer, asynkrona motorer

Vårt modulära system för växelströmsmotorer erbjuder miljontals möjliga drivsystemkombinationer. Över hela världen medför detta: Växelströmsmotorerna klarar varje energieffektivitetsklass upp till IE4 och täcker ett effektområde från 0,09 kW till 225 kW. Den modulära konstruktionen med ett brett sortiment av bromsar, givare, kontakter, kylfläktar, specialmålning och ytskydd ger dig möjlighet att välja din perfekta motor.

Vad är en asynkronmotor?

Asynkronmotor
Asynkronmotor

Denna grupp induktionsmaskiner innefattar elektriska maskiner vars driftsätt är baserat på ett roterande magnetfält i luftgapet mellan stator och rotor. Den viktigaste och mest använda maskinen i denna grupp är den asynkrona AC induktionsmotorn med en kortsluten rotor. Den kännetecknas av följande egenskaper:

  • En enkel och robust design
  • Hög driftsäkerhet
  • Lågt underhållsbehov
  • Kostnadseffektiv

Inom elektrisk drivteknik används i allmänhet följande elmotorer:

  • Asynkrona växelströmsmotorer (kortsluten rotor, släpringade-rotorer, momentmotorer)
  • Asynkrona enfasiga växelströmsmotorer
  • Asynkrona eller synkrona servomotorer
  • Likströmsmotorer

Eftersom växelströmsmotorer med frekvensomriktare ger bättre och enklare hastighetsreglering blir likströmsmotorer och växelströmsmotorer med släpringar mindre och mindre relevanta. Andra typer av asynkronmotorer är endast av marginell betydelse inom drivsystemtekniken. Därför kommer vi inte att behandla dem i detalj här.

Om du kombinerar en elektrisk motor, till exempel en växelströmsmotor med en växel får du en växelmotor. Oavsett motorns elektriska princip blir sättet som det monteras på en växellåda speciellt viktigt när det gäller motorns mekaniska konstruktion. SEW-EURODRIVE använder speciellt anpassade motorer vid montage ihop med en växel.

Hur fungerar en växelströmsmotor?

Rotor

I slitsarna på den laminerade rotorkärnan finns en insatt lindning (tillverkad av aluminium och / eller koppar, till exempel). Denna lindning är kortsluten i båda ändar av ringar gjorda av samma material. Stavarna med kortslutningsringarna påminner om en bur. Det är härifrån uttrycket ”ekorre-burmotor” kommer. Vanligare är dock att säga: ”kortsluten motor”.

Stator

Lindningen, som är inkapslad med syntetiskt harts, sätts in i den halvslutna slitsen på den laminerade statorkärnan. Spolarnas antal och bredd varieras för att uppnå olika antal poler (= hastigheter). Tillsammans med motorhuset bildar den laminerade kärnan statorn.

Lagersköldar

Sköldarna är gjorda av stål, grått gjutjärn eller gjuten aluminium och förseglar motorns insida på A-sidan och B-sidan. Den valda konstruktionen vid övergång till statorn bestämmer IP-skyddsgraden för motorn.

Rotoraxel

Rotorsidans laminerade kärna är fäst på en stålaxel. De båda axeländarna passerar genom sköldarna på A-sidan och B-sidan. Utgångsaxelns ände är monterad på A-sidan (utformad som en drivaxelände för växelmotorn); Fläkten och/eller kompletterande system så som mekaniska bromsar, givare etc. är installerade på B-sidan.

Motorhus

Motorhuset kan tillverkas av gjuten aluminium när effektvärdet är lågt till medelstort. Huset för alla effektklasser ovanför dessa är emellertid tillverkat av stål. En terminallåda, i vilken statorlindningsändarna är anslutna till ett plint för den elektriska anslutningen på kundsidan, är fastsatt på huset. Kylflänsar förstorar höljets yta och ökar också utstrålningen av spillvärme till omgivningen.

Fläkt, fläktskydd

En fläkt på B-sidans axelände är täckt av en perforerad kåpa. Oberoende av rotorns rotationsriktning styr denna kåpa luftflödet, som under rotation genereras, genom flänsarna på huset,. Vid vertikal byggform kan, om så önskas, en skyddskåpa monteras för att hindra mindre partiklar från att falla in igenom fläktkåpan.

Lager

Lagren i A-sidans och B-sidans sköldar kopplar mekaniskt de roterande delarna till de stationära delarna. Vanligtvis används djupa spårkullager. Cylindriska rullager används sällan. Lagerstorleken beror på de krafter och hastigheter som aktuellt lager måste absorbera. Olika typer av tätningssystem säkerställer att de önskade smörjegenskaperna bibehålls i lagren och att olja och/eller fett inte försvinner.

Upp

Funktionsprincip

Statorns symmetriska, trefaslindningssystem är anslutet till ett trefassystem med lämplig spänning och frekvens. Sinusformiga strömmar med samma amplitud flödar i var och en av de tre lindningsfaserna. Var och en av strömmarna är temporärt förskjuten från varandra med 120 °. Eftersom faserna också är förskjutna med 120 ° bygger statorn upp ett magnetfält som roterar med frekvensen av den påtryckta spänningen.

Detta roterande magnetfält - eller roterande fält inducerar en elektrisk spänning i rotorlindningen eller rotorstavarna. En kortslutningsström flyter nu eftersom lindningen är kortsluten av ringen. Tillsammans med det roterande fältet skapar dessa strömmar krafter och ger ett vridmoment över rotorns radie som accelererar rotorn i riktning mot det roterande fältet. Frekvensen hos spänningen som genereras i rotorn faller när rotorns hastighet ökar. Detta beror på att skillnaden mellan rotationsfältets hastighet i statorn och rotorhastigheten blir mindre.

De inducerade spänningarna, som nu är lägre, resulterar i lägre strömmar i rotorkorgen (stavarna) och därmed lägre krafter och vridmoment. Om rotorn skulle vridas med samma hastighet som det roterande fältet, skulle det rotera synkront, varvid ingen spänning skulle induceras och motorn skulle inte kunna utveckla något vridmoment. Lastmomentet och friktionsmomentet i lagren leder emellertid till en skillnad mellan rotorns varvtal och rotationsfältets hastighet och detta resulterar i en jämnvikt mellan accelerationsmomentet och belastningsmomentet. Motorn går asynkront..

Storleken på denna skillnad ökar eller minskar beroende på motorbelastningen men är aldrig noll, eftersom friktionen alltid är närvarande, även vid obefintlig drift. Om belastningsmomentet överskrider det maximala accelerationsmoment som kan produceras av motorn "stallar" motorn mot ett otillåtet driftläge som kan leda till värmeskador.

Den relativa rörelsen mellan den roterande fälthastigheten och den mekaniska hastigheten som krävs för funktionen definieras som ”eftersläpning” s och anges som en procentandel av den roterande fälthastigheten. Motorer i det lägre effektområdet kan ha en eftersläpning på 10 till 15 procent. Växelströmsmotorer i det högre effektområdet har ca. 2 till 5 procent eftersläpning.

Upp

Driftsprestanda

Asynkronmotorn tar ström från spänningsförsörjningssystemet och omvandlar den till mekanisk kraft - det vill säga i hastighet och vridmoment. Om motorn skulle fungera utan förluster skulle den utgående mekaniska effekten Put motsvara den inmatade effekten Pin.

Dock uppstår förluster även i växelströmsmotorer, vilket är oundvikligt när energi omvandlas: Kopparförlusterna PCu och ledningsförluster PZ beror på värmeuppbyggnaden i en strömförande ledare. Järnförluster PFe beror på värmeuppbyggnaden, under remagnetiseringen av den laminerade kärnan, med nätfrekvens. Friktionsförluster PRb beror på friktion i lagren och luftförluster beror på att luft används för kylning. Maskinens effektivitetdefinieras som förhållandet mellan utgående effekt genom ingående effekt.

Upp

Effektivitet blir allt viktigare.

På grund av lagar och bestämmelser har under de senaste åren mer och mer fokus lagts på att använda motorer med högre effektivitetsnivåer. Energieffektivitetsklasserna har definierats i motsvarande normgivande avtal. Tillverkare har tagit till sig dessa klasser i sina tekniska data. För att minska de signifikanta förluster som orsakas av maskinen har detta medfört följande för elmotorns konstruktion:

  • Ökad användning av koppar i motorlindningen ( PCu)
  • Bättre plåtmaterial (PFe)
  • En optimerad fläktgeometri (PRb)
  • Energioptimerade lager

Genom att registrera vridmoment och ström mot varvtalet får du växelströmsmotorns karakteristiskavarvtal - momentegenskaper. Motorn följer denna karakteristiska kurva varje gång den startas tills den når sin stabila driftspunkt. De karakteristiska kurvorna påverkas av antalet poler såväl som rotorlindningens konstruktion och material. Kunskap om dessa karakteristiska kurvor är särskilt viktigt för drivsystem som arbetar i applikationer med motmoment (t ex lyftar, hissar).

Om arbetsmaskinens motmoment är högre än sadelmomentet, blir rotorvarvtalet "fast i dippet". Motorn når inte längre sin nominella driftspunkt (det vill säga den stabila, termiskt säkra driftspunkten). Motorn stannar till och med om drivobjektets motmoment är större än startmomentet. Om en motor under drift blir överbelastad (t ex ett överbelastat transportband) sjunker hastigheten eftersom belastningen ökar. Om drivobjektets motmoment överstiger motorns maxmoment , minskar motorns hastighet till sadelmomenthastigheten eller till och med till noll. Alla dessa scenarier leder till extremt höga strömmar i rotorn och statorn, vilket innebär att båda värms upp mycket snabbt. Denna effekt kan leda till oåterkallelig värmeskada på motorn - eller "brand" - om inga lämpliga skyddsfunktioner finns installerade.

Upp

Temperaturklasser

Värmen som alstras i en elektrisk strömbärande ledare beror på ledarens resistans och storleken på strömmen som flyter. Frekventa tillslag med start mot ett motmoment ger en mycket stor värmebelastning på växelströmsmotorn. The Den tillåtna uppvärmningen av motorn beror på temperaturen hos det omgivande kylmediet (t ex luft) och lindningsisolationens värmebeständighet.

Motorerna indelas i termiska klasser (som tidigare kallades "isolationsklasser") som reglerar de maximalt tillåtna övertemperaturerna i motorerna (IEC 60034). En motor måste kunna tåla långvarig drift vid förhöjd temperatur, utgående från dess nominella effekt enligt den termiska klass för vilken den konstruerades, utan att skadas. Med en maximal kylmedietemperatur på 40 ° C är till exempel max tillåten övertemperatur i termisk klass H 180 (H) ³ = 125 ° C.

Upp

Tillgängliga driftsarter

  • Den enklaste driftsarten innebär att man använder ett konstant lastmoment. Efter en viss tid når motorn sitt stabila värmeläge som ett resultat av den långvariga belastningen i driftstationen. Denna operation kallas kontinuerlig drift S1.
  • Vid korttidsdrift S2, arbetar motorn med konstant belastning under en viss tidsperiod (tB). Motorn når inte nödvändigtvis sitt termiska tillstånd under denna tid. Detta följs av en tomgångstid som måste vara tillräckligt lång så att motorn termiskt kan återhämta sig.
  • Vid intermittent drift S3, arbetar motorn med konstant belastning under en viss tidsperiod (tB). Starten får inte påverka temperaturen i motorn i detta fall. Detta följs av en specifik tomgångstid (tSt). Den relativa cykliska varaktighetsfaktorn (cdf) anges i detta driftläge. Enligt IEC 60034-1 specificeras cdf som summan av alla driftstider genom cykeltiden (cykeltid = alla driftstider + alla tomgångstider). Ett typiskt värde på cykeltid är 10 minuter.

Exempel: Driftläge S3 / 40% gäller om motorn växlar mellan fyra minuters körning och sex minuter avstängd.

Upp

Vad är startfrekvens?

Den tillåtna startfrekvensen anger hur ofta en motor kan slås på under en timme utan att den termiskt överbelastas. Den är beroende av följande:

  • Massmomentet som skall accelereras
  • Varaktigheten av uppstarten
  • Omgivningstemperaturen
  • Den cykliska varaktighetsfaktorn

Den tillåtna startfrekvensen för en motor kan ökas med följande åtgärder:

  • Ökning av temperarurklass
  • Välj nästa större motor
  • Forcerad kylning av motorn.
  • Ändra utväxling [i] och därmed tröghetsförhållandena.
Upp

Vad är polomkopplingsmotorer?

Asynkronmotorer kan köras med olika hastigheter genom att skifta antalet poler. Olika antal poler är resultatet av att flera lindningar läggs in i statorspåren eller genom att vända riktningen av strömflödet i enskilda lindningar. Vid separata lindningar är effekten för varje poltal mindre än hälften av effekten hos en enhastighetsmotor av samma storlek.

Polomkopplingsbara asynkronmotorer används ofta som åkväxlar. Körhastigheten är hög under drift vid lågt polantal. Omkoppling till låghastighetslindningen sker vid positionering. På grund av masströghet fortsätter motorn till en början med hög hastighet under övergången. Asynkronmotorn fungerar under en kort tid som en generator och saktar ner. Den kinetiska energin omvandlas till elektrisk energi och matas tillbaka till nätet. Det stora vridmomentsteget som orsakas av övergången är en nackdel. Lämpliga åtgärder i den elektriska kretsen kan emellertid vidtas för att minska detta.

Den nuvarande utvecklingen av kostnadseffektivare frekvensomformare främjar, i många applikationer, användningen av enhastighetsmotorer med en frekvensomformare i stället för polomkopplingsbara motorer.

Upp

Enfasmotorer

Enfasmotorer är ett bra alternativ om dina applikationer inte kräver ett högt startmoment. De ansluts till ett enfas växelströmsnät och har en relativt låg effekt (<= 2,2 kW). Typiska applikationsexempel innefattar fläktar, pumpar och kompressorer. Det finns två grundläggande designskillnader här:

Å ena sidan har vi den klassiska asynkronmotorn som endast är ansluten till fas- och nolledaren. Den tredje fasen produceras genom en fasförskjutning med hjälp av en kondensator. Eftersom kondensatorn endast kan generera en 90 ° -fasförskjutning och inte en 120 °, klassificeras denna typ av enfasmotor vanligen med endast två tredjedelar av effekten hos en jämförbar asynkronmotor.

Det andra sättet att bygga en enfasmotor innebär tekniska anpassningar av lindningen. Istället för trefaslindningen implementeras endast två faser, en som huvudfas och en som hjälpfas. Spolarna, som är fysiskt förskjutna med 90 °, får också ström av en kondensator med en tidsmässig 90 ° -förskjutning, vilket ger det roterande fältet. De ojämlika strömförhållandena för huvudlindningen och hjälplindningen tillåter vanligtvis endast två tredjedelar av effekten hos en asynkronmotor av samma storlek. Typiska motorer för enfasdrift är kondensatormotorer, motorer med hjälplindning och startmotorer, som inte inkluderar kondensatorer.

SEW-EURODRIVE-serien omfattar båda typerna av enfasmotordesign - DRK.. motorn. Båda levereras med en integrerad driftskondensator. Eftersom denna kondensator är inrymd direkt i terminalboxen undviks yttre påbyggnader. Med en driftskondensator är ca. 45 till 50 procent av det nominella vridmomentet tillgängligt för start.

Upp

Momentmotorer

Momentmotorer är specialdesignade asynkronmotorer med burrotorer. Konstruktionen är sådan att deras strömförbrukning inte är så hög att de förorsakar sig själv oåterkallelig värmeskada när hastigheten är 0. Den här funktionen är till hjälp, till exempel när du öppnar dörrar och vid punktinställningar eller i tryck- och hållapplikationer , när en position har uppnåtts och måste bibehållas säkert av en elektrisk motor.

Ett annat vanligt driftläge är motströmsbromsning: En yttre belastning kan rotera rotorn mot fältets rotationsriktning. Det roterande fältet "sänker" hastigheten och tar regenerativ energi från processen, och återmatar den till nätet i likhet med - rotationsbromsning utan mekaniskt bromsarbete.

SEW-EURODRIVE erbjuder DRM.. tillsammans med 12-poliga momentmotorer som är termiskt utformade för långvarig användning med nominellt vridmoment i viloläge. SEW-EUODRIVE:s momentmotorer klarar en stor mängd olika krav och hastigheter samt är tillgängliga i tre nominella vridmomentområden, beroende på driftsätt.

Upp

Explosionsskyddade asynkronmotorer

Explosionsskyddade asynkronmotorer
Explosionsskyddade asynkronmotorer

Om du använder elmotorer i miljöer där explosionsrisk förekommer (enligt EU-direktiv 2014/34 / EU, ATEX) måste särskilda förebyggande åtgärder vidtas på enheterna. SEW-EURODRIVE erbjuder ett antal olika utföranden beroende på aktuell miljö och övriga omständigheter.

Upp

Hybridmotorer: "asynkrona och synkrona i en och samma motor

SEW-EURODRIVE erbjuder LSPM-motorer för applikationer som drivs direkt från nätet och som dessutom kräver synkron hastighet. LSPM står för "Line Start Permanent Magnet." LSPM-motorn är en asynkronmotor med inbyggda permanentmagneter. Den startar asynkront, synkroniseras med nätfrekvensen och körs sedan i synkront läge. Detta är motorteknik som öppnar nya, flexibla applikationsmöjligheter inom drivsystemtekniken.

Dessa kompakta hybridmotorer har inga rotorförluster under drift och kännetecknas av mycket hög verkningsgrad. Storleken på en DR..J-motor med LSPM-teknik är två steg mindre jämfört med en standardmotor med samma effekt- och verkningsgradsklass.

Upp
Till kontektformulär

Vi hjälper dig gärna!

Har du en specifikt önskemål och behöver hjälp? Skicka oss ett meddelande med dina frågor!

Kontakta oss nu!
Snabblänkar

Senast besökta