Ce este un motor electric trifazat? Cum funcționează, pornește și se dimensionează

Ce este un motor electric trifazat, în termeni simpli

Un motor electric trifazat este o mașină rotativă care transformă energia electrică trifazată în energie mecanică folosind trei înfășurări statorice și un rotor care este fie indus, fie blocat magnetic. Nimic extern nu secvențiază acele înfășurări. Furnizarea în sine produce rotația.

Pe un sistem de 50 Hz, fiecare fază atinge vârful pozitiv la 6,67 milisecunde după cea anterioară. Cele trei câmpuri se combină într-un singur câmp magnetic care mătură în jurul orificiului statorului la viteză sincronă, calculată ca de 120 de ori frecvența de alimentare împărțită la numărul de poli. Frecvența și numărul de poli setează acea viteză, nu dimensiunea motorului și nu sarcina.

Numărul de poli schimbă, de asemenea, dimensiunea cadrului și cuplul pe amper. Un motor cu 8 poli de aceeași putere produce mai mult cuplu la turație mai mică, deci este mai mare, mai greu și mai scump decât o unitate cu 4 poli de egalitate. Acest compromis determină majoritatea deciziilor de selecție cu mult înainte ca clasa de eficiență să intre în discuție.

Cum se rotește câmpul rotativ rotorul: tipurile de alunecare, cuplu și rotor

Rotorul se rotește deoarece câmpul rotativ al statorului induce curent în conductorii rotorului, iar forța dintre acel curent și câmp produce cuplu. Rotorul nu poate prinde niciodată câmpul, iar diferența de viteză dintre cele două se numește alunecare.

Alunecarea este exprimată ca procent din viteza sincronă. Un motor cu 4 poli pe 50 Hz are o viteză de câmp de 1.500 rpm; dacă rulează la 1.455 rpm sub sarcină, alunecarea este de 3 procente. Motoarele industriale standard stau între 1 și 5 la sută la sarcină maximă, cu mașini mari la nivelul de jos și cele mici la nivelul superior. Alunecarea este, de asemenea, ceea ce face ca un motor cu inducție să se autoregleze: adăugați sarcină, rotorul încetinește puțin, mai mult flux taie conductorii rotorului și cuplul urcă până când cei doi se echilibrează din nou.

Dacă vrei mecanica mai aprofundată, cum un motor cu cușcă de veveriță construiește cuplul umblă pas cu pas pe căile actuale.

Motor cu inducție trifazat de înaltă eficiență seria IE4 Pentru cititorii care compară motoare de schimb, această serie IE4 acoperă cadrele H80–355 mm și sarcinile industriale comune ale ventilatoarelor, pompelor și compresoarelor. Vizualizare produs →

Citirea plăcuței de identificare înainte de a comanda o înlocuire

Fiecare valoare necesară pentru a se potrivi cu un motor de schimb este ștampilată pe plăcuța de identificare, iar omiterea uneia dintre ele este cel mai frecvent motiv pentru care un motor corect din punct de vedere tehnic nu funcționează în câteva luni.

Când placa este ilizibilă, trei măsurători stabilesc cea mai mare parte:

• Măsurați diametrul arborelui și distanța dintre găurile de fixare pentru a identifica dimensiunea cadrului.
• Numărați conductoarele de alimentare, deoarece un motor trifazat are trei fire de linie plus pământ și fără condensator.
• Citiți curentul cu o clemă de măsurare la o sarcină cunoscută și comparați-l cu valoarea așteptată pentru acel rating.

Cum pornește un motor electric trifazat și ce trage din rețea

Pornit direct on-line, un motor cu inducție trifazat consumă de 6 până la 8 ori curentul său la sarcină completă până când atinge viteza. Această supratensiune, nu curentul de funcționare, decide de obicei dimensiunea cablului, setările de protecție și metoda de pornire.

La oprire, rotorul se comportă ca un secundar de transformator scurtcircuitat, astfel încât curentul de limitare a impedanței este foarte scăzut. Pe măsură ce viteza crește, alunecarea scade, frecvența rotorului scade și curentul scade înapoi spre valoarea de pe plăcuța de identificare.

Un variator de frecvență reduce curentul de pornire la aproximativ 100 până la 150 la sută din curentul la sarcină maximă și furnizează un cuplu complet de la viteza zero. Această sarcină este mai grea pentru izolație și răcire decât o pornire cu viteză fixă, astfel încât aplicațiile alimentate cu invertor aparțin unui motor construit pentru aceasta, mai degrabă decât unui cadru standard cu o unitate înșurubat.

Seria YPT Motor cu inducție trifazat cu frecvență variabilă Construită pentru unități industriale alimentate cu invertor, această serie YPT oferă cadre H80-355 mm, răcire IC416 sau IC411 și funcționare la 5-100 Hz. Vizualizare produs →

Clasele de eficiență: Ce se schimbă IE3 și IE4 în practică

IE3 și IE4 sunt niveluri de eficiență minimă definite de IEC 60034-30-1, iar diferența dintre ele pare mică în termeni procentuali până când motorul funcționează mii de ore pe an.

Pentru un motor de 7,5 kW, trecerea de la IE3 la IE4 reduce puterea de intrare de la aproximativ 8,30 kW la aproximativ 8,12 kW, o economie de aproximativ 0,18 kW. Peste 4.000 de ore de funcționare, adică aproximativ 720 kWh pe an, ceea ce în mod normal rambursează prima de preț în doi până la patru ani, atunci când electricitatea costă mai mult de 0,10 USD per kWh. Peste câteva sute de kilowați, calculul își schimbă caracterul, deoarece unitatea trece la tensiune medie și constrângerile de proiectare se deplasează către izolație, răcire și curent de pornire. Mașinile de înaltă tensiune din familiile Y, YKK, YR și YKS există tocmai pentru acea bandă, iar datele de selecție ale acestora sunt publicate în catalog motoare de înaltă tensiune .

Unde se potrivește un motor electric trifazat și unde nu

Motoarele trifazate acoperă aproape fiecare sarcină industrială peste aproximativ 0,75 kW, iar modelele monofazate rămân comune doar sub aceasta sau acolo unde nu există alimentare trifazată.

Sarcina tipică include pompe, ventilatoare, compresoare, transportoare, mixere, concasoare și axuri de mașini-unelte în minerit, metalurgie, ciment, petrol, produse chimice, energie, tratare a apei și instalații marine. În zonele periculoase, același proiect trifazat trebuie să fie construit conform unui concept de protecție certificat, fie ignifug Ex d cu căi controlate ale flăcării, fie siguranță sporită Ex e cu izolație întărită și distanțe la borne. Shanghai Pinxing Explosion-proof Motor Co., Ltd., cu sediul în Shanghai, produce motoare rezistente la explozie YBX3 și YBX4 de joasă tensiune, alături de game antideflagrante de înaltă tensiune pentru cărbune, petrochimie și servicii maritime, cu exporturi în peste 40 de țări.

Motor rezistent la explozie de joasă tensiune seria YBX4 Pentru zone periculoase, acest motor antideflagrant acopera cadre H80-355 mm si 0,75-355 kW, cu protectie IP55 pentru pompe, ventilatoare, compresoare, concasoare. Vizualizare produs →

Adevăratele limite ale tehnologiei merită menționate clar:

• Un motor trifazat nu poate funcționa de la o sursă monofazată fără un convertor de fază sau un variator nominal pentru intrare monofazată și trebuie să fie deratat atunci când o face.
• Viteza este fixată de frecvență și de numărul de poli, cu excepția cazului în care se adaugă o unitate sau o înfășurare cu două viteze.
• Sarcina invertorului adaugă stres de tensiune asupra înfășurării, astfel încât un motor standard poate avea nevoie de izolație de calitate a invertorului.

Revizuirea studii de caz aplicative din industrii comparabile este o modalitate rapidă de a confirma dimensiunea cadrului și nivelul de protecție înainte ca o comandă de achiziție să fie ridicată.

Întrebări frecvente despre motoarele electrice trifazate

Poate un motor electric trifazat să funcționeze cu o sursă monofazată?

Nu direct. Un convertor de fază static sau rotativ sau o unitate cu intrare monofazată îl poate rula, dar motorul trebuie să fie redus, deoarece al treilea picior este mai degrabă sintetizat decât furnizat. Așteptați-vă la o putere utilizabilă de aproximativ 50 până la 60 la sută din puterea de pe plăcuța de identificare a unui convertor static și verificați manualul unității înainte de a comanda.

Care este diferența dintre un motor cu 2 poli și un motor cu 3 faze cu 4 poli?

Numărul de poli setează viteza sincronă: 3.000 rpm la 50 Hz pentru doi poli față de 1.500 rpm pentru patru. Un motor cu 2 poli de aceeași putere este mai mic și mai ieftin, dar produce mai puțin cuplu și se rotește mai repede, așa că se potrivește pompelor și ventilatoarelor. Designul cu 4 poli domină sarcinile industriale generale pentru exact acest echilibru.

Cum pot spune dacă un motor este trifazat?

Uită-te la cabluri și plăcuța de identificare. Un motor trifazat are trei conductori de linie plus pământ și niciun condensator, în timp ce un motor monofazat poartă un condensator și o înfășurare de pornire sau de funcționare. De obicei, intrarea tensiunii o stabilește, deoarece o valoare industrială trifazată citește 400 V sau 690 V mai degrabă decât 230 V.

Ce înseamnă alunecare la un motor electric trifazat?

Alunecarea este diferența dintre viteza sincronă și viteza reală a rotorului, exprimată ca procent din viteza sincronă. Un motor cu 4 poli care funcționează la 1.450 rpm pe o sursă de 50 Hz are o alunecare de aproximativ 3,3% la sarcină maximă. O creștere bruscă cu mult peste 5 procente indică, de obicei, o suprasarcină, un rulment defect sau o problemă de înfășurare.