Find hurtigt det produkt, du har brug for.
A trefaset asynkronmotor er en AC-maskine, der omdanner trefaset elektrisk strøm til roterende mekanisk kraft gennem elektromagnetisk induktion i stedet for gennem en direkte elektrisk forbindelse til rotoren. Et roterende magnetfelt dannes i statorviklingerne, og dette felt inducerer strøm i rotorstængerne, som igen genererer drejningsmoment. Rotorhastigheden følger altid hastigheden af det roterende felt med en lille margen kaldet slip, hvilket netop er grunden til, at denne maskine også er kendt som en trefaset induktionsmotor .
Fordi den ikke behøver nogen børster, ingen ekstern rotor excitation og ingen kondensator feller at starte, er den trefasede asynkronmotor blevet standarden trefaset elmotor til fabrikker, værksteder og brugsværker. Typiske produktområder spænder fra små fraktioneret enheder omkring 0,09 kW op til store rammestørrelser omkring 375 kW, med 2, 4, 6 og 8-polettde viklingsmuligheder, der dækker alt fra højhastighedsblæsere med let belastning til lavhastigheds tunge belastningstransportører. Huse er almindeligvis bygget af højstyrke støbejern eller letvægtsaluminiumslegering, parret med klasse F isolering og en IP55 beskyttelsesklassificering for støv og let vandpåvirkning.
Kort sagt, når nogen søger efter en 3-faset induktionsmotor or a trefaset AC motor , de beskriver næsten altid den samme familie af maskiner. De resterende afsnit nedenfor gennemgår, hvordan den fungerer, hvad den er lavet af, hvordan man læser dens dataplade, og hvordan man dimensionerer en korrekt til et givent job.
Tre separate viklingsgrupper er placeret 120 elektriske grader fra hinanden inde i statoren. Når trefaset strøm løber gennem dem i rækkefølge, forbliver det kombinerede magnetfelt ikke fast på ét sted - det roterer rundt om indersiden af statorboringen med en hastighed kendt som synkron hastighed. Synkronhastighed afhænger kun af forsyningsfrekvensen og antallet af poler, der er viklet ind i statoren, efter forholdet Ns = 120 x f / P, hvor f er frekvensen i hertz og P er polantallet.
Rotorstængerne sidder inde i dette roterende felt, men er ikke fysisk forbundet til strømforsyningen. Når feltet fejer forbi rotoren, inducerer det en spænding og strøm i rotorstængerne, og den inducerede strøm producerer sit eget magnetfelt. Samspillet mellem statorfeltet og det inducerede rotorfelt skaber drejningsmoment, der trækker rotoren rundt, men rotoren kan aldrig helt indhente feltet - hvis den gjorde det, ville der ikke være nogen relativ bevægelse tilbage for at inducere strøm i første omgang. Dette hastighedsgab, typisk en lille procentdel af synkron hastighed under normal belastning, er den slip, der definerer en asynkron (induktion) maskine.
I modsætning til et enkeltfaset design producerer en trefaset asynkronmotor et ægte roterende felt fra det øjeblik, der tilføres strøm, så den er i sagens natur selvstartende og ikke afhængig af en startkondensator eller hjælpevikling. Dette er en af grundene til, at en trefaset induktionsmotor generelt foretrækkes, når belastningsstørrelsen eller driftscyklussen vokser ud over, hvad en lille enfaset enhed kan håndtere komfortabelt.
Hver trefaset asynkronmotor er bygget af et lille sæt dele, der gentager sig på tværs af rammestørrelser, fra en kompakt aluminiumshuset enhed til en stor industriel trefasemotor i støbejern. Illustrationen nedenfor angiver hovedafsnittene, der henvises til i de følgende beskrivelser.
Forenklet strukturelt layout af en typisk trefaset asynkron motorramme
Statoren er en stak af tynde silicium-stål lamineringer presset ind i en støbejerns- eller aluminiumslegeringsramme, med kobberviklingsspoler indsat i slidser rundt om den indre boring. Lamineringsstakken begrænser hvirvelstrømstab, mens selve rammen giver motoren dens mekaniske styrke og dens monteringsflade.
De fleste industrielle enheder bruger en egern-burrotor, hvor aluminium- eller kobberstænger støbes ind i en lamineret rotorkerne og kortsluttes i begge ender af enderinge. Dette design har ingen viklinger til at isolere og ingen slæberinge at vedligeholde, hvilket er en væsentlig årsag til, at en trefaset induktionsmotor anses for enkel at holde kørende i lange perioder.
En ekstern ventilator monteret på den ikke-drevne ende trækker luft hen over ribbede finner på rammeoverfladen og holder viklingstemperaturen inden for Klasse F-isoleringsgrænsen. Endeskærme holder lejerne på plads og holder rotoren centreret inde i statorboringen, mens klemkassen giver et forseglet forbindelsespunkt for de indgående forsyningskabler.
Poltal er et af de første valg, der skal træffes, når man sammenligner en trefaset elektrisk motor for en given applikation, fordi den fastsætter basiskørehastigheden, før en gearkasse eller drev tilføjes. Ved en 50 Hz forsyning er den synkrone hastighed for fælles poltælling vist nedenfor.
Synkron hastighed ved poltælling ved en 50 hertz forsyningsfrekvens
| Poltæller | Synkron hastighed | Typisk pligt |
|---|---|---|
| 2-polett | 3000 rpm | Pumper, højhastighedsventilatorer, kompressorer |
| 4-polett | 1500 rpm | Generelle værktøjsmaskiner, transportører |
| 6-polett | 1000 rpm | Større blæsere, mixere, lavhastighedsdrev |
| 8-pole | 750 rpm | Tung belastning, lav hastighed transmission |
Effektivitetsklasseetiketter beskriver, hvor meget elektrisk input en motor mister som varme i stedet for at konvertere til akselkraft. Navneskalaen går fra IE1 til IE4, hvor hvert trin repræsenterer en yderligere reduktion af tab gennem bedre lamineringsstål, tykkere kobberledere og snævrere luftspalter. An IE3 trefaset motor sidder i premium-båndet på denne skala, mens en IE4 trefaset motor sidder et trin over det, rettet mod kontinuerlige applikationer, hvor driftstimerne er høje nok til, at lavere tab udmønter sig i en meningsfuld reduktion af spildt energi i løbet af maskinens levetid.
Illustrativ sammenligning af relativ effektivitetsprogression på tværs af klasser; faktiske tal varierer efter udgangseffekt og polantal
I praksis afhænger den nødvendige klasse af løbemønster. En motor, der kun kører et par timer om ugen, retfærdiggør normalt ikke at jagte den højest tilgængelige klasse, mens en motor, der kører kontinuerligt i en ventilator, pumpe eller kompressorlinje, er en stærk kandidat til IE3- eller IE4-båndet, fordi de akkumulerede timer forstærker selv en lille procentvis forskel i tab.
Effektivitet og effektfaktor for en trefaset induktionsmotor er ikke faste tal; de bevæger sig med, hvor tungt motoren er belastet i forhold til dens nominelle ydelse. Den generelle form af dette forhold er konsistent på tværs af produktfamilien, selvom de nøjagtige tal skifter med rammestørrelsen.
Typisk effektivitetskurveform mod belastningsprocent af nominel udgang
Effektiviteten stiger generelt hurtigt, når belastningen stiger fra en let delvis belastning, når en bred top et sted mellem omkring 75 og 100 procent af den nominelle ydelse og derefter aftager en smule under overbelastning. Dette er grunden til, at dimensionering af en motor til at køre tæt på dets nominelle punkt, snarere end dybt underbelastet, har en tendens til at give mere stabil effektivitet og effektfaktor over et skift.
Rammemateriale påvirker vægt, varmeafledning og monteringsstivhed. Både støbejerns- og aluminiumslegeringshuse forbliver almindelige på tværs af det industrielle trefasede motormarked, og det rigtige valg afhænger normalt af balancen mellem vægt og termisk masse, som en given installation kræver.
| Attribut | Støbejernshus | Aluminiumslegeringshus |
|---|---|---|
| Relativ vægt | Tyngre | Lettere |
| Varmeafledning | Høj termisk masse | Hurtigere overfladekøling |
| Typisk rammeområde | Mellem til store rammestørrelser | Små til mellemstore størrelser |
| Fælles indstilling | Kontinuerlig tung industriel pligt | Generelle formål og mobilt udstyr |
Uanset husets materiale er selve viklingssystemet normalt bygget til klasse F-isolering, hvilket giver margin mod temperaturstigning under start og kortvarig overbelastning, mens en IP55-klassificering holder støv og rettede vandstråler væk fra indvendige viklinger i værksted og udendørs tilstødende omgivelser.
Mange købere, der undersøger en trefaset asynkronmotor, sammenligner den faktisk med et enkeltfaset alternativ til en grænseoverskridende applikation. Radarsammenligningen nedenfor opstiller seks praktiske egenskaber side om side.
Blåt område repræsenterer en trefaset asynkronmotor, orange område repræsenterer en sammenlignelig enfaset motor i en illustrativ relativ skala
Fordi den starter med et ægte roterende felt, har en trefaset asynkronmotor en tendens til at levere stærkere startmoment pr. enhed af rammestørrelse, sammen med mere stabil køreeffektivitet ved nominel belastning. En enfaset motor kan stadig være en rimelig pasform til lette boliger eller små værksteder, hvor trefaset forsyning ikke er tilgængelig, men når belastningen, driftscyklussen eller drejningsmomentbehovet stiger, er en trefaset vekselstrømsmotor generelt den mere praktiske vej til kontinuerlig industriel service.
Kombinationen af et bredt effektområde, flere poler og robust konstruktion er grunden til, at en trefaset induktionsmotor dukker op på tværs af et så bredt udvalg af udstyrstyper.
På tværs af produktion, energi, minedrift, byggeri, tekstiler, trykning og havnemaskiner er det underliggende krav stort set det samme: En pålidelig industriel trefaset motor, der kan køre i lange strækninger med forudsigelige vedligeholdelsesbehov frem for hyppige uplanlagte stop.
Nogle applikationer har brug for mere end én fast hastighed fra en enkelt frame. Flertrins hastighedsviklinger gør det muligt at genkoble en motor mellem to eller flere poltællinger, hvilket giver en grov, men pålidelig måde at skifte hastighed på uden et separat frekvensomformer.
Hvor en last skal stoppe og holde position hurtigt, såsom på hejseværker eller indekseringsborde, klemmer en integreret elektromagnetisk bremse akslen i det øjeblik, strømmen fjernes, hvilket forkorter friløbstiden og forbedrer positioneringsnøjagtigheden.
Parring af en trefaset asynkronmotor med et variabelt frekvensdrev gør det muligt at justere hastigheden jævnt over et bredt område, hvilket er almindeligt på ventilatorer, pumper og transportører, hvor flow eller gennemløb skal spore et skiftende procesbehov frem for at køre med en enkelt fast hastighed.
Til kulminedrift, petrokemiske installationer og andre installationer i farlige områder indeholder eksplosionssikre kabinetter enhver indre buedannelse eller gnistdannelse, så den ikke kan antænde omgivende brændbar gas eller støv, hvilket tillader en trefaset elektrisk motor at fungere sikkert i zoner, hvor en standard åben indeslutning ikke ville være passende.
At arbejde gennem den følgende rækkefølge indsnævrer generelt feltet hurtigt, uanset om målet er en lille aluminiumshuset enhed eller en stor støbejerns industriel trefaset motor.
En simpel startformel for trefaset effekt er P (kW) = (rod tre x V x I x effektfaktor x effektivitet) / 1000, ved brug af netspænding V og netstrøm I. For en kendt mekanisk belastning kan akseleffekten i kW også estimeres ud fra drejningsmoment og hastighed som P = (drejningsmoment i Nm x hastighed i omdr./min.) / 95, der kan afrundes med en standard op til 50. margen.
Hestekræfter og kilowatt beskriver den samme effekt ved brug af forskellige enheder, relateret til ca. 1 hk = 0,746 kW. I stedet for at vælge en hestekræfter isoleret, hjælper det at arbejde baglæns fra det drevne udstyrs producentdata eller målte kørestrøm, da en underdimensioneret motor vil køre varm under normal belastning, mens en overdimensioneret en bærer unødvendig vægt og en lavere driftseffektfaktor ved delvis belastning.
En trefaset induktionsmotor er mekanisk simpel, men en kort rutine går stadig langt hen imod at holde driftstimerne forudsigelige.
At følge et simpelt skema som dette har en tendens til at forlænge den praktiske levetid for en trefaset vekselstrømsmotor betydeligt mere end først at reagere efter en fejl.
Q1. Hvad er en trefaset asynkronmotorDet er en AC-motor, der bruger et roterende magnetfelt i statoren til at inducere strøm i rotoren, hvilket skaber drejningsmoment uden nogen direkte elektrisk forbindelse til selve rotoren. | Q2. Hvordan fungerer en trefaset induktionsmotorTrefasestrøm i statorviklingerne producerer et roterende felt; dette felt inducerer strøm i rotorstængerne, og samspillet mellem de to felter drejer akslen. |
Q3. Hvad er forskellen mellem en asynkronmotor og en induktionsmotorDe beskriver den samme maskine. Asynkron refererer til, at rotorhastigheden halter efter felthastigheden, mens induktion refererer til, hvordan strømmen når rotoren gennem induktion snarere end en direkte forbindelse. | Q4. Hvad er fordelene ved en trefaset induktionsmotorEnkel egern-burkonstruktion, selvstartende uden kondensator, konstant kørehastighed under varierende belastning og et bredt tilgængeligt effektområde fra fraktioneret kilowatt op til hundredvis af kilowatt. |
Q5. Hvad bruges trefasede motorer tilVentilatorer, pumper, kompressorer, transportører, værktøjsmaskiner og generelt industrielt udstyr på tværs af produktions-, energi-, minedrifts-, tekstil- og havnehåndteringsindstillinger. | Q6. Hvordan vælger jeg en trefaset induktionsmotorStart fra den drevne belastningstype og påkrævede hastighed, størrelse akselkraft med en startmargin, og afstem derefter polantal, hus og beskyttelsesklassificering til installationsmiljøet. |
Q7. Hvordan beregner jeg den motorstørrelse, jeg har brug forEstimer akseleffekt fra belastningsmoment og hastighed ved at bruge P er lig med drejningsmoment gange hastighed divideret med 9550, rund derefter op til nærmeste standardrammeværdi med en rimelig margin. | Q8. Hvordan vælger jeg motorhestekræfterArbejd ud fra det drevne udstyrs faktiske effektbehov i stedet for at gætte, ved at konvertere mellem hestekræfter og kilowatt ved brug af ca. 1 hk svarer til 0,746 kW. |
Q9. Hvor mange poler skal min motor haveVælg det polantal, hvis synkrone hastighed ligger tættest på den ønskede udgangshastighed, da dette generelt reducerer størrelsen af enhver yderligere nødvendig gearkasse eller remskivereduktion. | Q10. Hvilken vedligeholdelse har en trefaset motor brug forRutinemæssig opmærksomhed på køleluftstrøm, lejesmøring, vibrationsniveauer og klemkasseforbindelser dækker det meste af det, der holder en enhed kørende pålideligt over tid. |
