Trang chủ / Tin tức / Tin tức ngành / Động cơ không đồng bộ công nghiệp: IE3 và IE4, Hướng dẫn lựa chọn số cực và nhiệm vụ

Động cơ không đồng bộ công nghiệp: IE3 và IE4, Hướng dẫn lựa chọn số cực và nhiệm vụ

Động cơ máy bơm 22 kW ngắt rơ-le quá tải vào mỗi buổi chiều trong tháng 8 hiếm khi là lỗi động cơ. Đó là một lỗi lựa chọn. Động cơ chỉ được mua theo công suất kilowatt, trong khi thông số tải thực, nhiệt độ môi trường xung quanh và mô-men xoắn khởi động chưa bao giờ được ghi lại. Sai lầm tương tự cũng xuất hiện khi băng tải ngừng hoạt động khi khởi động, dây chuyền dệt bị giảm tốc độ khi tải và máy trộn làm cháy cuộn dây trong một mùa.

Động cơ không đồng bộ công nghiệp vẫn là bộ truyền động mặc định cho những nhiệm vụ đó vì chúng đơn giản, mạnh mẽ và không tốn kém để duy trì hoạt động. Để có được đúng thông số kỹ thuật cần phải đưa ra bốn quyết định trước khi viết đơn đặt hàng: cấp hiệu suất, số cực, vỏ và loại nhiệm vụ. Kích thước khung, cách lắp đặt, điện áp và vị trí hộp đầu cuối đều tuân theo bốn điều đó. Hướng dẫn này giải thích những thay đổi thực sự của mỗi quyết định trong nhà máy.

Điều gì khiến động cơ không đồng bộ trở thành động cơ công nghiệp mặc định

Động cơ không đồng bộ công nghiệp, còn gọi là động cơ cảm ứng, có stato mang cuộn dây ba pha và một rôto hoàn toàn không có kết nối điện. Từ trường quay tạo ra dòng điện trong các thanh rôto, sự tương tác giữa dòng điện đó và từ trường tạo ra mô-men xoắn và rôto ổn định ở tốc độ thấp hơn tốc độ đồng bộ một chút. Sự khác biệt đó là độ trượt, thường là 1% đến 5% khi đầy tải.

Ba hệ quả xuất phát từ thiết kế đó và chúng giải thích tại sao động cơ không đồng bộ vẫn điều khiển phần lớn máy bơm, quạt, máy nén, băng tải, máy trộn và máy công cụ trong các nhà máy công nghiệp:

  • Không có chổi than, không có cổ góp và không có cuộn dây rôto để hao mòn hoặc thay thế.
  • Trực tuyến bắt đầu từ nguồn cung cấp tiêu chuẩn, không cần bộ điều khiển cho các nhiệm vụ tốc độ không đổi.
  • Dữ liệu hiệu suất được ghi chép rõ ràng, giúp việc lập kế hoạch định cỡ, thay thế và phụ tùng thay thế trở nên đơn giản.
Các bộ phận chính của động cơ không đồng bộ TEFC Hộp thiết bị đầu cuối Lá chắn cuối trục Khung Stator

Chi tiết xây dựng thay đổi theo kích thước khung. Vỏ nhôm tản nhiệt hiệu quả và phù hợp với các nhiệm vụ nhẹ hơn khi trọng lượng là quan trọng. Khung gang giữ hình dạng tốt hơn khi rung và là lựa chọn thông thường cho việc lắp đặt nặng, nhiều bụi hoặc ngoài trời.

Các lớp hiệu quả: IE2, IE3 và IE4 thực sự thay đổi những gì

Hiệu quả là quyết định đầu tiên vì đó là quyết định bạn không thể thay đổi một khi động cơ đã được bắt chặt. IEC 60034-30-1 đặt ra các mức tối thiểu quốc tế cho IE1, IE2 và IE3, trong khi IEC TS 60034-30-2 bao gồm IE4. Đối với động cơ 15 kW, 4 cực, 50 Hz, hiệu suất đầy tải tối thiểu được đảm bảo là khoảng 91,0% đối với IE2, 92,1% đối với IE3 và 93,4% đối với IE4.

Hiệu suất đầy tải tối thiểu, 15 kW 4 cực 50 Hz (trục ngang bắt đầu ở mức 85%)
IE2
91,0%
IE3
92,1%
IE4
93,4%

Tỷ lệ phần trăm trông có vẻ nhỏ và xét về mặt tuyệt đối thì đúng như vậy. Điều quan trọng là sự chênh lệch tổn thất sẽ tăng lên sau mỗi giờ động cơ chạy. Lấy cùng một động cơ 15 kW chạy 4.000 giờ một năm ở mức tải 75%: bộ IE3 tiêu thụ khoảng 12,22 kW tại trục trong khi bộ IE2 tiêu thụ khoảng 12,36 kW. Khoảng cách 0,14 kW trở thành khoảng 590 kWh mỗi năm, với mức 0,15 USD mỗi kWh là khoảng 88 USD chi phí vận hành hàng năm tránh được.

Giá trị hiệu suất tối thiểu tuân theo IEC 60034-30-1 đối với IE2 và IE3, và IEC TS 60034-30-2 đối với IE4; số liệu thực tế thay đổi tùy theo kích thước khung và nhà sản xuất.
Lớp hiệu quả Hiệu quả tối thiểu Lựa chọn đầu tiên điển hình cho Giá mua tương đối
IE2 91,0% Giờ chạy thấp, thay thế cũ Thấp nhất
IE3 92,1% Hầu hết các cơ sở công nghiệp mới Trung bình
IE4 93,4% Nhiệm vụ liên tục, giá năng lượng cao Cao nhất

Nếu bạn muốn xem xét kỹ hơn cách so sánh hai loại hàng đầu về thông số kỹ thuật thực tế, bảng phân tích này Động cơ IE3 so với IE4 bao gồm sự đánh đổi về kích thước khung, chi phí và khả năng trang bị thêm.

YE3/IE3 High-Efficiency Motors Factory Nhà máy sản xuất động cơ hiệu suất cao YE3/IE3 Xem thêm Động cơ cảm ứng hiệu suất cao tiêu chuẩn YE3/IE3 Xem sản phẩm →

Một quy tắc thực tế: nếu động cơ chạy hơn 2.000 giờ một năm, hãy định giá tùy chọn IE3 hoặc IE4 theo hóa đơn năng lượng thay vì theo giá niêm yết của IE2. Dưới ngưỡng đó, phí bảo hiểm thường mất nhiều thời gian để phục hồi hơn thời gian sử dụng còn lại của tài sản.

Số cực quyết định tốc độ, mô-men xoắn và hành vi khởi động

Số cực là nguyên nhân phổ biến nhất gây ra lỗi đặc tả vì nó thay đổi hai thứ cùng một lúc. Tốc độ đồng bộ phụ thuộc vào số cực và tần số nguồn. Ở tần số 50 Hz, động cơ 2 cực chạy gần 3.000 vòng/phút, động cơ 4 cực gần 1.500 vòng/phút, động cơ 6 cực gần 1.000 vòng/phút và động cơ 8 cực gần 750 vòng/phút. Với cùng một công suất đầu ra, ít cực hơn có nghĩa là tốc độ cao hơn và mô-men xoắn thấp hơn; nhiều cực hơn có nghĩa là tốc độ thấp hơn và mô-men xoắn cao hơn trong khung vật lý lớn hơn.

Tốc độ đồng bộ ở 50 Hz theo số cực
3.000 vòng/phút 2 cực
1.500 vòng/phút 4 cực
1.000 vòng/phút 6 cực
750 vòng/phút 8 cực

Nếu máy được dẫn động đã quay ở tốc độ phù hợp mà không cần giảm hộp số hoặc dây đai, hãy khớp trực tiếp số cực với nó. Truyền động trực tiếp loại bỏ tổn thất ở dây đai, giảm bảo trì và loại bỏ chi tiết bị mòn, đó là lý do tại sao động cơ truyền động trực tiếp tốc độ thấp đã trở nên phổ biến trên các quạt và máy đùn lớn.

Tốc độ định mức là giá trị gần đúng khi đầy tải; tốc độ thực tế phụ thuộc vào độ trượt, tăng theo tải.
Số cực Tốc độ ở 50 Hz Tốc độ ở 60 Hz Thiết bị dẫn động điển hình
2 cực ~2.900 vòng/phút ~3.500 vòng/phút Bơm ly tâm, quạt, máy nén
4 cực ~1.450 vòng/phút ~1.750 vòng/phút Máy móc tổng hợp, băng tải, máy trộn
6 cực ~960 vòng/phút ~1.160 vòng/phút Máy nghiền, máy nghiền, băng tải nặng
8 cực ~720 vòng/phút ~870 vòng/phút Quạt truyền động trực tiếp, máy đùn, tời

Kiểm tra mômen khởi động cũng như mômen chạy. Một băng tải có tải hoặc máy bơm chuyển vị dương có thể cần mô-men xoắn toàn tải gấp hai đến ba lần khi đứng yên và động cơ 4 cực tiêu chuẩn trên khung nhẹ sẽ gặp khó khăn trong khi khung hạng nặng 6 cực hoặc 8 cực sẽ không hoạt động.

Yêu cầu về vỏ bọc, môi trường và chống cháy nổ

Hai câu hỏi quyết định vỏ bọc: bao nhiêu bụi và nước có thể lọt vào động cơ và có bầu không khí dễ cháy không? Động cơ làm mát bằng quạt (TEFC) hoàn toàn khép kín có xếp hạng IP55 xử lý các điều kiện bình thường trong nhà và giảm thiểu ánh sáng. Việc lắp đặt ngoài trời, ven biển hoặc có độ ẩm cao thường cần bịt kín tốt hơn, ốc vít chống ăn mòn và cống thoát nước ngưng tụ hoặc lò sưởi chống ngưng tụ.

Khi tồn tại khí dễ cháy hoặc bầu không khí bụi dễ cháy, động cơ tiêu chuẩn không phải là một lựa chọn dù bằng bất cứ giá nào. Động cơ chống cháy nổ được chế tạo và chứng nhận theo khuôn khổ IEC 60079, với vỏ Ex d chống cháy được thiết kế sao cho bộ phận đánh lửa bên trong không thể thoát ra ngoài và có các nhóm khí, cấp nhiệt độ và vùng phù hợp được xác định. Việc hiểu sai điều này là do không tuân thủ chứ không phải là thiếu hụt hiệu suất và nó thường xuất hiện trong quá trình kiểm tra an toàn thay vì khi vận hành thử.

YBX3 Explosion-Proof Motors Factory Nhà máy sản xuất động cơ chống cháy nổ YBX3 Xem Thêm Động Cơ Cảm Ứng Chống Cháy Nổ Tốc Độ Cao YBX3 (2 Cực) Xem sản phẩm →

Nhiệt độ môi trường xung quanh và độ cao cũng quan trọng. Một động cơ được định mức cho môi trường xung quanh 40°C sẽ mất công suất có thể sử dụng cao hơn mức đó và xếp hạng tiêu chuẩn giả định việc lắp đặt dưới 1.000 m. Nếu nhà máy của bạn nằm ở độ cao 1.500 m hoặc khu vực xử lý của bạn hoạt động ở nhiệt độ 55°C, hãy nói như vậy ở giai đoạn tìm hiểu thay vì sau khi giao hàng.

Loại nhiệm vụ: Tần số thay đổi, phanh và nhiệm vụ đa tốc độ

Động cơ không đồng bộ tiêu chuẩn được kết nối với bộ điều khiển tần số thay đổi không tự động là sự kết hợp an toàn. Chế độ làm việc của biến tần gây thêm áp lực lên lớp cách điện của cuộn dây và có thể gây ra dòng điện mang, đồng thời quạt gắn trên trục ngừng làm mát hiệu quả ở mức dưới khoảng 30 Hz. Động cơ biến tần có lớp cách điện F hoặc H, quạt làm mát độc lập và nối đất trục sẽ giải quyết được cả ba vấn đề.

Đối với các tải có mô-men xoắn thay đổi chẳng hạn như máy bơm ly tâm và quạt, công suất giảm gần như theo lập phương của tốc độ, do đó, bộ truyền động sẽ tự thanh toán nhanh chóng trên ứng dụng được điều tiết. các máy bơm và HVAC hồ sơ nhiệm vụ là trường hợp cổ điển: giảm 20% tốc độ sẽ cắt giảm gần một nửa công suất hấp thụ.

YVF2 Variable-Frequency Motors Factory Nhà máy Động cơ biến tần YVF2 Xem thêm Động cơ biến tần đa năng YVF2 (4 cực) Xem sản phẩm →

Khi tải phải giữ nguyên vị trí, động cơ phanh sẽ thay thế phanh ngoài trên trục dẫn động. Phanh nhả bằng lò xo, điện từ sẽ giữ lại khi mất điện, đây là chế độ mặc định an toàn cho tời, bảng chỉ mục và dây chuyền đóng gói. Việc dừng xe thường xuyên đòi hỏi phải chú ý đến chu kỳ làm việc của phanh, vì hệ thống sưởi phanh chứ không phải hệ thống sưởi động cơ sẽ trở thành yếu tố hạn chế. Và đối với các máy công cụ hoặc quạt hai tốc độ chỉ cần hai tốc độ cố định, động cơ nhiều tốc độ thường rẻ hơn và đơn giản hơn một bộ truyền động.

Danh sách kiểm tra thông số kỹ thuật trước khi bạn phát hành đơn đặt hàng

Hầu hết các tranh chấp về lựa chọn đều bắt nguồn từ một dòng còn thiếu trong câu hỏi. Hãy thu thập tám mục này trước khi yêu cầu được gửi đi và báo giá bạn nhận được sẽ có thể so sánh được giữa các nhà cung cấp:

  1. Công suất đầu ra và nhiệm vụ: kW, S1 liên tục hoặc gián đoạn, số giờ mỗi ngày và số lần khởi động mỗi giờ.
  2. Điều kiện cung cấp: điện áp, tần số, pha, dung sai cho phép và liệu có sử dụng VFD hay không.
  3. Tốc độ: vòng/phút yêu cầu tại trục dẫn động hoặc số cực nếu tốc độ cố định.
  4. Đặc tính tải: mô men khởi động, mô men xoắn, giới hạn quá tải và quán tính dẫn động.
  5. Giao diện lắp đặt và cơ khí: B3, B5 hoặc B35, đường kính trục, rãnh then và hướng quay.
  6. Môi trường: nhiệt độ môi trường, độ cao, độ ẩm, bụi, không khí ăn mòn hoặc dễ nổ, yêu cầu IP và Ex.
  7. Cấp độ hiệu quả và chứng nhận thị trường: CE, CCC hoặc chứng chỉ Ex tùy theo yêu cầu của điểm đến.
  8. Tài liệu: dữ liệu bảng tên, báo cáo kiểm tra định kỳ, bản vẽ kích thước và danh sách phụ tùng thay thế.

Một điểm kết thúc trong việc lựa chọn nhà cung cấp. Một nhà sản xuất làm việc theo hệ thống chất lượng ISO 9001, với quá trình dập, cuộn dây, gia công và thử nghiệm cuối cùng trong nhà, có thể tạo ra hồ sơ thử nghiệm cho động cơ cụ thể trên thùng thay vì đường cong danh mục chung. Yêu cầu hồ sơ đó trước khi đặt hàng, không phải sau khi thất bại.

Câu hỏi thường gặp về động cơ không đồng bộ công nghiệp

Q1. Sự khác biệt giữa động cơ không đồng bộ công nghiệp và động cơ cảm ứng ba pha là gì?

Họ mô tả cùng một máy. "Không đồng bộ" đề cập đến thực tế là rôto quay chậm hơn một chút so với từ trường quay, điều này cho phép tạo ra mô-men xoắn. "Cảm ứng" dùng để chỉ dòng điện rôto được tạo ra thay vì được cấp điện bằng cuộn dây. Động cơ không đồng bộ công nghiệp đơn giản là thuật ngữ rộng hơn được sử dụng cho động cơ cảm ứng ba pha tiêu chuẩn được tìm thấy trong các nhà máy.

Q2. Tôi nên chọn IE3 hay IE4 để cài đặt mới?

Chọn IE3 cho hầu hết các nhiệm vụ chung và IE4 khi động cơ chạy hơn khoảng 2.000 giờ một năm ở mức tải cao hoặc khi giá điện cao. IE4 thường có khung lớn hơn hoặc đắt tiền hơn, vì vậy hãy kiểm tra giao diện lắp đặt trước khi cho rằng đó là một thiết bị thay thế dạng thả vào.

Q3. Làm cách nào để chọn giữa động cơ 2 cực, 4 cực, 6 cực và 8 cực?

Bắt đầu với tốc độ mà thiết bị dẫn động cần. Máy bơm và quạt ly tâm thường phù hợp với loại 2 cực hoặc 4 cực. Máy nghiền, máy nghiền và băng tải nặng thường cần 6 cực hoặc 8 cực để có mô-men xoắn cao hơn ở tốc độ thấp hơn. Nếu máy chạy chính xác mà không có đai hoặc hộp số, hãy khớp trực tiếp số cực và tránh tổn thất truyền động.

Q4. Động cơ không đồng bộ tiêu chuẩn có thể chạy trên VFD không?

Nó có thể ở phạm vi tốc độ vừa phải, nhưng nó không phải là sự lựa chọn tốt nhất. Chế độ làm việc của biến tần gây căng thẳng cho cách điện cuộn dây, có thể tạo ra dòng điện mang và mất khả năng làm mát dưới khoảng 30 Hz do quạt trục chạy chậm lại cùng với rôto. Chỉ định một động cơ hoạt động bằng biến tần có lớp cách điện thích hợp, quạt làm mát độc lập và nối đất trục khi bộ truyền động là một phần của thiết kế.

Q5. Khi nào cần sử dụng động cơ chống cháy nổ thay cho động cơ tiêu chuẩn?

Bất cứ khi nào có thể có khí dễ cháy, hơi hoặc không khí bụi dễ cháy, bao gồm buồng sơn, khu vực dung môi, xử lý ngũ cốc, bụi than và nhiều quá trình hóa học. Động cơ chống cháy nổ được chứng nhận theo vùng, nhóm khí và loại nhiệt độ, do đó phải biết phân loại địa điểm trước khi đặt hàng. Một động cơ tiêu chuẩn không thể được điều chỉnh tại chỗ để đáp ứng các yêu cầu này.

Q6. Tôi cần gửi thông tin gì để báo giá động cơ chính xác?

Gửi nguồn điện, điện áp, tần số, pha, số cực hoặc vòng/phút yêu cầu, kiểu lắp đặt, yêu cầu IP và Ex nếu có, chu kỳ hoạt động, nhiệt độ môi trường và thiết bị được dẫn động. Đối với các ứng dụng VFD hoặc phanh, cũng nêu rõ phạm vi tốc độ, mô men phanh và số lần khởi động mỗi giờ. Dữ liệu hoàn chỉnh thường tránh được vòng câu hỏi kỹ thuật thứ hai và rút ngắn thời gian thực hiện.


DỊCH VỤ TÙY CHỈNH  DỊCH VỤ TÙY CHỈNH  DỊCH VỤ TÙY CHỈNH  DỊCH VỤ TÙY CHỈNH 
DỊCH VỤ TÙY CHỈNH  DỊCH VỤ TÙY CHỈNH  DỊCH VỤ TÙY CHỈNH  DỊCH VỤ TÙY CHỈNH