Naprostá většina dřevoobráběcích a kovoobráběcích strojů, čerpadel, dopravních pásů, kladkostrojů, mostových jeřábů a dalších zdvihacích a výrobních zařízení je poháněna střídavými elektromotory.
Pro bezproblémový chod každého mechanismu je nutný správně zvolený hnací výkon a optimální rychlost otáčení hřídele motoru.
Synchronní a asynchronní otáčky motoru
Třífázové napětí přiváděné do vinutí statoru v něm generuje pohybující se magnetické pole, rotující konstantní rychlostí. Tato hodnota se nazývá „synchronní rychlost otáčení“, protože závisí na frekvenci napájecího napětí a také na počtu pólových párů. Vypočítá se pomocí vzorce:
Nс=f*60/p, kde:
Nc je počet otáček magnetického pole statoru za minutu (rpm)
f – frekvence proudu v napájecí síti (Hz)
60 je počet sekund za minutu
p- počet pólových párů elektromotoru
V napájecích sítích s proudovou frekvencí 50 Hz nesmí maximální rychlost synchronního otáčení magnetického pole statoru u asynchronních motorů překročit 3000 ot/min. Takové vlastnosti jsou vlastní elektromotorům s jedním párem pólů, to znamená těm, ve kterých má každé ze tří vinutí pouze jeden pár pólů: „N“ – sever a „S“ – jih. Například AIMUR 90 L2 IM1081; AIR 112 M2 IM2001; 5AI 71 B2 IM3001 a další.
To je způsobeno skutečností, že jedna celá otáčka magnetického toku statoru v každém z vinutí je dokončena během jedné periody změny směru pohybu proudu, tj. za 1/50 s. To znamená, že dosáhneme stejných 3000 otáček za minutu. S přibývajícími póly se synchronní otáčky snižují.Takže synchronní frekvence motorů 5AI 80 A4 IM1081 a 1MA6183-4BC je 1500 ot/min a motorů 5AI 355 L10 nebo AIR 250 S10 IM2001 pouze 600 ot/min.
Skutečné (asynchronní) otáčky hřídele motoru jsou vždy menší než jeho synchronní hodnota. To se vysvětluje nejen ztrátami v důsledku odporu vzduchu a tření v ložiskách, ale samotným principem činnosti asynchronních elektrických strojů.
Rozdíl mezi těmito hodnotami se nazývá skluz, vyjádřený v procentech a vypočtený podle vzorce:
s=((Nс-Nф)/Nc)*100), kde
s – skluz
Nс – synchronní rychlost otáčení magnetického toku statoru
Nf – aktuální (asynchronní) frekvence
Proč potřebujete znát rychlost otáčení hřídele elektromotoru?
V procesu výběru pohonu byste měli zajistit nejen to, že vybraný model odpovídá specifikům použití a provozním podmínkám, ale také to, že rychlost otáčení asynchronního motoru odpovídá výkonu potřebnému pro normální provoz mechanismu.
Pro zdvihací mechanismy (nosníkové jeřáby, kladkostroje, navijáky, různé typy jeřábů) tak není potřeba vysokých otáček rotoru motoru. Taková zařízení používají modely se synchronními rychlostmi od 600 do 1000 ot./min.
Provozní vlastnosti ventilačních systémů přitom vyžadují vyšší otáčky rotoru asynchronního motoru. K jejich kompletaci se proto používají rychloběžné elektrické stroje.
V závislosti na požadované tlakové charakteristice a požadovaném objemovém průtoku je čerpací zařízení vybaveno motory se synchronními otáčkami 1500 nebo 3000 ot./min.
Jak určit otáčky motoru
Tento parametr musí být uveden na typovém štítku elektrického stroje, dále jeho výkon, účinnost, schéma zapojení vinutí, odběr proudu, účiník (cos φ). Jsou však situace, kdy informační štítek chybí nebo jeho stav neumožňuje přečíst požadovaná data.
Ideální možností pro určení asynchronní rychlosti je měření pomocí mechanického nebo laserového otáčkoměru. Taková zařízení se však zřídka vyskytují i v podnicích. Je možné určit, jaké otáčky motoru jsou otáčky za minutu bez drahého vybavení. K tomu si stačí zapamatovat, co je to synchronní rychlost a na čem závisí.
Chcete-li najít požadovaný parametr, musíte zjistit, kolik pólů je v motoru. To lze provést pomocí jednoduchého analogového miliampérmetru v režimu měření proudu. S motorem bez napětí a odpojeným od hnaného mechanismu sejměte kryt svorkovnice. Najdeme začátek a konec jednoho ze statorů vinutí a připojíme k nim sondy zařízení.
Na hřídeli uděláme značku a začneme ji otáčet v libovolném směru, pozorujeme miliampérmetrovou jehlu a počítáme počet jejích odchylek od výchozí polohy. Výsledná hodnota bude udávat, kolik pólů je v testovaném motoru. Dále vypočteme synchronní frekvenci Nc pomocí výše uvedeného vzorce.
Ovládání otáček motoru
Někdy je nutné změnit rychlost otáčení hřídele elektrického stroje. To může být nutné, pokud motor startuje pod zatížením nebo je během provozu nutné krátce zvýšit otáčky. Za nejoptimálnější možnost lze považovat zařazení elektromotoru s frekvenčním měničem do napájecí sítě.
Jednodušším řešením je instalace dvou nebo třírychlostních modelů a nastavení rychlosti otáčení připojením různých skupin vinutí. Tato metoda má ale dvě nevýhody. Změna rychlosti neprobíhá plynule, ale v krocích a nelze ji provést bez zastavení elektromotoru.
Pokud si nemůžete elektromotor vybrat sami nebo pochybujete o správnosti již provedené volby, můžete se obrátit na technické specialisty společnosti Kabel.RF ® . Po objasnění provozních podmínek a účelu motoru vyberou optimální značku a velikost.
Pro zadání objednávky zavolejte manažerům společnosti Kabel.RF ® na tel. +7 (495) 646-08-58 nebo zašlete žádost na zakaz@cable.ru s uvedením požadovaného modelu elektromotoru, účelu a provozních podmínek. Manažer vám pomůže vybrat správnou značku s ohledem na vaše přání a potřeby
Obrázek 1. Indukční motor Asynchronní motor (obrázek 1) má stacionární část nazývanou stator a rotační část nazývanou rotor. Magnetické pole se vytváří ve vinutí umístěném ve statoru. Tato konstrukce elektromotoru umožňuje různými způsoby regulovat jeho frekvenci otáčení.
Hlavní technické vlastnosti zohledněné při změně rychlosti otáčení
Při regulaci rychlosti otáčení asynchronních elektromotorů je třeba vzít v úvahu několik základních technických ukazatelů, které významně ovlivňují činnost motorů.
- Regulační rozsah D, tedy mez, do které je možné měnit rychlost otáčení. Tato charakteristika se vypočítá jako poměr minimální a maximální rychlosti otáčení.
- Plynulost regulace je dána minimálním skokem v rychlosti otáčení elektromotoru při přechodu z jedné mechanické charakteristiky na druhou.
- Směr změny otáček motoru (tzv. kontrolní zóna). Jmenovité provozní podmínky určují přirozené mechanické vlastnosti motoru. Po provedení procesu regulace otáček se tyto charakteristiky (napětí a frekvence napájecí sítě) začnou měnit. Výsledkem jsou umělé vlastnosti, které jsou obvykle nižší než přirozené.
Existuje několik způsobů, jak regulovat rychlost elektromotoru:
Regulace rychlosti otáčení změnou frekvence napájecí sítě
Regulace rychlosti otáčení změnou frekvence v napájecí síti je považována za jeden z nejekonomičtějších způsobů řízení, který umožňuje dosáhnout vynikajících mechanických vlastností elektrického pohonu. Při změně frekvence napájecí sítě se mění i frekvence rotace magnetického pole.
Ke konverzi standardní síťové frekvence, která je 50 Hz, dochází díky napájení. Současně se změnou frekvence dochází i ke změně napětí, která je nezbytná pro zajištění vysoké tuhosti mechanických charakteristik.
Regulace rychlosti otáčení umožňuje dosáhnout různých provozních režimů elektromotoru:
- s konstantním točivým momentem;
- s točivým momentem, který je úměrný druhé mocnině frekvence;
- s konstantním výkonem hřídele.
Jako zdroj energie pro regulaci lze použít rotační měniče elektrických strojů a také statické měniče frekvence, které pracují na polovodičových součástkách komerčně vyráběných průmyslem.
Nepochybnou výhodou frekvenční regulace je možnost plynule upravovat rychlost otáčení v obou směrech od přirozené charakteristiky. Při regulaci je dosaženo vysoké tuhosti a vynikající přetížitelnosti.
Ovládání rychlosti změnou počtu pólů
Regulace rychlosti otáčení změnou počtu pólů nastává změnou rychlosti otáčení magnetického pole statoru. Frekvence napájecí sítě zůstává nezměněna, přičemž se mění frekvence rotace magnetického pole a otáčky rotoru. Liší se nepřímo s počtem pólů. Například počet pólů je 2, 4, 6, 8, pak otáčky motoru při změně jejich počtu budou 3000, 1500, 1000, 750 ot./min.
Motory, které zajišťují spínání většího počtu pólových párů, mají obvykle rotor nakrátko s vinutím. Díky tomuto rotoru může motor pracovat bez dalších přepojování v okruhu.
Změna rychlosti otáčení připojením rotoru s reostatem k obvodu
Dalším způsobem změny otáček motoru je zařazení rotoru s reostatem do okruhu. Tato metoda má značné omezení, protože ji lze použít pouze u motorů s vinutým rotorem. Poskytuje plynulou změnu rychlosti otáčení ve velmi širokém rozsahu. Nevýhodou jsou velké energetické ztráty v regulačním reostatu.
Změna směru otáčení
Změnu směru otáčení motoru lze provést změnou směru otáčení magnetického pole, které je vytvářeno vinutím statoru. Změnu směru otáčení lze dosáhnout změnou řádu střídání proudu ve fázích vinutí statoru.
Chcete-li zadat objednávku, zavolejte manažerům společnosti Cable.RF ® telefonicky +7 (495) 646-08-58 nebo zašlete žádost na e-mail zakaz@cable.ru s uvedením požadovaného modelu elektromotoru, cílů a provozní podmínky. Manažer vám pomůže vybrat tu správnou značku podle vašich přání a potřeb.
