Rôzne typy motorov: Sprievodca pre kupujúceho k dizajnom AC, DC, Servo a Stepper

Čerpadlo OEM pošle rovnaký 15 kW prevádzkový bod trom výrobcom motorov a dostane späť tri rôzne stroje: 4-pólový indukčný motor, synchrónny motor s permanentným magnetom a bezkomutátorovú jednosmernú jednotku s integrovaným pohonom. Všetci traja zasiahli požadovaný prietok a hlavu. Len jedna zostane najlacnejšou možnosťou, keď k tomu pridáte pohon, rám, plán náhradných dielov a osem rokov elektriny.

Nižšie uvedené rodiny sú zoskupené tak, ako ich v skutočnosti vidí dodávateľ komponentov: podľa toho, čo robí rotor a čo okolo neho musí byť postavené.

Päť rodín motorov, ktoré pokrývajú väčšinu priemyselných špecifikácií

Univerzálne (sériovo vinuté) motory sa stále vyskytujú v elektrickom náradí a lineárne motory odstraňujú rotačnú konverziu na lineárnu v niektorých obrábacích strojoch a manipulačných systémoch. Ani to nemení vyššie uvedenú logiku výberu; jednoducho dodajú tvar.

Indukčné motory zostávajú objemovým produktom a takmer celý tento objem sa nachádza v jadre statora a rotora. Hrúbka laminácie, trieda kremíkovej ocele a stohovací tlak rozhodujú o tom, koľko vstupnej energie odíde ako teplo namiesto krútiaceho momentu, a preto sa špecifikácia jadra uvádza vedľa typu motora a nie za ním.

Laminácie statora a rotora striedavého motora Presne lisované neorientované plechy z kremíkovej ocele pre jadrá statora a rotora striedavého motora, kde hrúbka, geometria štrbín a otrepy riadia stratu jadra a krútiaci moment. Zobraziť produkt →

Ako každý typ skutočne produkuje krútiaci moment

• Najprv otočné pole. Trojfázové vinutia vzdialené 120 elektrických stupňov vytvárajú pole, ktoré sa pohybuje synchrónnou rýchlosťou. Všetko ostatné v stroji je odpoveďou na toto pole.
• Sklz definuje indukčné správanie. Pri plnom zaťažení malé a stredné indukčné motory zvyčajne bežia pri sklze 1–5 %. Zatlačte cez moment poruchy a rotor sa zastaví namiesto elegantného zastavenia.
• Magnety odstraňujú sklz, ale pridávajú strop. PMSM vytvára krútiaci moment, kým sa spätné EMF nepriblíži k napätiu jednosmernej zbernice meniča; nad základnou rýchlosťou musí pohon zámerne oslabiť pole.
• Deliacou čiarou je komutácia. Kefy a komutátor mechanicky spínajú prúd rotora; Pohony BLDC a PMSM to spínajú elektronicky. Fyzika je podobná, mechanizmus opotrebovania nie.
• Polohovanie potrebuje spätnú väzbu. Servo uzatvorí slučku na kódovači a zotaví sa z preťaženia. Stepper beží s otvorenou slučkou, takže zaseknutá os ticho stráca kroky a stroj pokračuje od nesprávnej referencie.

Rozdiel v správaní medzi dvoma najväčšími rodinami sa oplatí prečítať samostatne: rozdiely medzi indukciou a synchrónnym motorom pokrýva rozbehový moment, správanie pri vyťahovaní a kde každý typ prestáva byť ekonomický.

Porovnanie vedľa seba

Pásma účinnosti sú orientačné pre 15 kW, 4-pólové stroje a radenie s veľkosťou rámu, štandardom a kvalitou vyhotovenia; použite ich na porovnanie rodín, nie na nahradenie hodnoty na štítku.

The Numbers Buyers Overlook

Účinnosť na štítku je viditeľné číslo. Skryté rozhodujú o tom, či stroj v šiestom roku ešte funguje. Rozpätie nárastu teploty je prvé: motor, ktorý beží blízko limitu svojej triedy izolácie, rýchlo stráca životnosť vinutia a jadro s nadmerným preložením krátkych dráh sa bude zahrievať viac, ako naznačuje technický list. Ozubený moment je druhý, najmä v konštrukciách PMSM a BLDC pre polohovanie pri nízkych otáčkach. Tlak zásobníka je tretí a ide skôr o výrobnú premennú než o konštrukčnú premennú.

Spôsob montáže jadra mení všetky tri. Vzájomne prepojené laminácie zabraňujú zvarovým mostíkom a udržujú magnetickú dráhu čistú, ale vzájomná väzba vytvára lokálne skraty medzi plechmi. Zvárané jadrá poskytujú najtuhší zväzok pre veľké rámy a vysoké vibrácie za cenu strát v oblasti zvaru. Jadrá spojené lepidlom poskytujú najlepšie stratové správanie a najtichší chod výmenou za pomalší proces citlivejší na teplotu. Nič z toho sa nezobrazuje na objednávke, ktorá uvádza iba typ motora.

Kde každý typ pristane v poli

Distribúcia vysvetľuje, prečo si dodávatelia ponechávajú nástroje s pevnou rýchlosťou aj s pohonom. Indukčné jadrá stále plnia vysokoobjemové linky, zatiaľ čo servo a krokové jadrá vyžadujú prísnejšiu kontrolu otrepov a tenšie meradlá. Po konštrukčnej stránke aplikácia určuje kryt oveľa viac ako elektrický typ: základňa generátora veternej turbíny potrebuje tuhosť a únavovú životnosť, námorná jednotka potrebuje upnutie hriadeľa a ochranu proti korózii a vysokonapäťový priemyselný rám potrebuje definovanú chladiacu dráhu.

Cesta výberu: Od pracovného cyklu po špecifikáciu laminácie

Zostava statora a jadra rotora servomotora Zostava laminovacieho statora a jadra rotora pre servomotory; optimalizovaná konštrukcia pólového slotu a magnetického obvodu znižuje zvlnenie krútiaceho momentu pre hladký a presný pohyb v prototypových zostavách. Zobraziť produkt →

Priemyselná zváraná skriňová motorová základňa Skriňová základňa zváraná z oceľového plechu pre veľké priemyselné motory s vyrovnávacími nožičkami, chladiacimi priechodmi a možnosťami utesneného krytu; kvalita zvaru a tuhosť rámu chránia uloženie ložísk. Zobraziť produkt →

Poznámky k údržbe, zhode a dodávateľskému reťazcu

Tvrdenia o účinnosti by mali byť vysledovateľné k triedam IEC 60034-30-1 a nie k titulku katalógu a v protokole o skúške by mala byť uvedená metóda. Pre zvárané rámy je riadenie kvality zvaru podľa ISO 3834 dôležité rovnako ako elektrická špecifikácia, pretože zdeformovaný rám narúša zarovnanie ložiska dlho predtým, ako zlyhá vinutie. Automobilové programy a programy pre nové energetické vozidlá zvyčajne vyžadujú pokrytie IATF 16949 od dodávateľa komponentov, zatiaľ čo všeobecní priemyselní nákupcovia zvyčajne pracujú v súlade s ISO 9001 a ISO 14001.

Na strane údržby sú praktické kontroly neočarujúce: trend teploty ložísk, podpis vibrácií, izolačný odpor a na strojoch s pohonom aj napätie na hriadeli. Ponechanie náhradného jadra alebo náhradného motora s rovnakým rámom na polici je lacnejšie ako urýchlenie výmeny po poruche, najmä pri zváraných krytoch s dlhým olovom. Keď je typ motora upevnený existujúcou inštaláciou, jadro a kryt sú jediné páky, ktoré zostali – a zvyčajne postačujú na obnovenie účinnosti bez zmeny pôdorysu.