Elektromotory – Elektroprevodovky – Frekvenčné meniče

ELEKTROMOTORY (indukčné)

ČO JE TO INDUKČNÝ ELEKTROMOTOR?

Indukčný elektromotor pracuje na princípe indukcie, kde sa do rotora indukuje elektro-magnetické pole, keď rotujúce magnetické pole statora pretne stacionárny rotor. Indukčné stroje sú zďaleka najbežnejším typom elektromotorov používaných v priemyselných, obchodných alebo obytných zariadeniach. Inak povedané je to trojfázový striedavý elektromotor.

Trojfázové elektromotory sú charakteristické:

– Jednoduchou a robustnou konštrukciou
– Nízkou cenou a minimálnou údržbou
– Vysokou spoľahlivosťou a dostatočne vysokou odbornosťou
– Nevyžadujú žiadny ďalší štartovací motor
– Aké sú základné časti trojfázového elektromotora?

Elektromotor má v podstate dve časti:

– Stator
– Rotor

STATOR elektromotora:

Stator sa skladá z rôznych výliskov so štrbinami na uloženie trojfázových vinutí. Stator elektromotora je navinutý na rozdielny počet pólov. Vinutia sú geometricky rozdelené na 120 stupňov.

ROTOR elektromotora:

Rotor je rotujúca časť elektromagnetického obvodu. Rotor obsahuje valcové laminované jadro s axiálne umiestnenými rovnobežnými štrbinami na prenášanie vodičov. Každá štrbina nesie tyč z medi, hliníka alebo zliatiny.

DVA TYPY INDUKČNÝCH ELEKTROMOTOROV

Aplikácie jednofázového indukčného elektromotora

Používajú sa v nízkoenergetických aplikáciách a často sa používajú v domácich aplikáciách, ako aj v priemyselných podnikoch.

Niektoré z nich sú uvedené nižšie:

– kompresory
– ventilátory
– vŕtacie stroje

APLIKÁCIE TROJFÁZOVÉHO INDUKČNÉHO ELEKTROMOTORA

– výťahy
– žeriavy
– kladkostroje
– veľkokapacitné odsávacie ventilátory
– obrábacie stroje
– drviče
– mlyny na ťažbu ropy

VÝHODY INDUKČNÉHO ELEKTROMOTORA

Konštrukcia elektromotora a spôsob dodávky elektrickej energie dávajú indukčnému elektromotoru niekoľko výhod. Stručne sa sa na výhody elektromotorov pozrime.

VÝHODY ELEKTROMOTOROV

Nízke náklady: Indukčné elektromotory sú v porovnaní so synchrónnymi a DC elektromotormi veľmi lacné. Je to spôsobené konštrukciou indukčného elektromotora. Preto sú tieto motory prevažne preferované pre aplikácie s pevnými otáčkami v priemyselných aplikáciách a pre komerčné a domáce aplikácie, kde je možné ľahko pripojiť sieťové napájanie.

Nízke náklady na údržbu: Indukčné elektromotory sú na rozdiel od jednosmerných elektromotorov a synchrónnych elektromotorov bez údržbové elektromotory. Konštrukcia indukčného elektromotora je veľmi jednoduchá, a preto je aj údržba elektromotora jednoduchá, čo má za následok nízke náklady na údržbu.
Jednoduchá obsluha: Prevádzka asynchrónneho elektromotora je veľmi jednoduchá. Indukčné elektromotory sú elektromotory s vlastným štartom. To môže viesť k zníženiu úsilia potrebného na údržbu.

Variácia rýchlosti: Zmena rýchlosti indukčného elektromotora je takmer konštantná. Rýchlosť sa zvyčajne líši len o niekoľko percent, od žiadneho zaťaženia po menovité zaťaženie.

Vysoký krútiaci moment pri štartovaní: Moment indukčného elektromotora je veľmi vysoký, čo robí elektromotor užitočným pre operácie, kde je zaťaženie aplikované pred spustením elektromotorov.

Trvanlivosť: Ďalšou veľkou výhodou indukčného elektromotora je jeho trvanlivosť. To z neho robí ideálny stroj pre mnoho použití. To vedie k tomu, že elektromotor beží mnoho rokov bez nákladov a údržby.

Všetky tieto výhody umožňujú použitie indukčného elektromotora v mnohých aplikáciách, ako sú priemysel, domácnosť a mnoho iných aplikácii.

Jednoducho povedané, frekvenčné meniče sú zariadenia na konverziu výkonu. Frekvenčný menič prevádza základný výkon s pevnou frekvenciou a s pevným napätím (sieťový výkon) na výstup s premenlivou frekvenciou a s premenlivým napätím, ktorý sa používa na riadenie rýchlosti indukčných elektromotorov.

PREČO POUŽÍVAŤ FREKVENČNÝ MENIČ?

Primárnou funkciou frekvenčného meniča v rôznych aplikáciách je zabezpečiť úspory energie. Regulovaním rýchlosti čerpadla namiesto regulácie prietoku pomocou škrtiacich ventilov môže byť značná úspora energie. Napríklad zníženie rýchlosti o 20% môže priniesť úspory energie vo výške 50%. Okrem úspor energie sa výrazne zlepšila životnosť obežného kolesa, ložiska a tesnenia.

Frekvenčné meniče, ktoré sú k dispozícii v mnohých rôznych typoch, ponúkajú optimálnu metódu na zosúladenie prietokov čerpadiel a ventilátorov s požiadavkami systému. Najčastejšie sa používa menič frekvencie. Konvertuje štandardný výkon zariadenia (230 V alebo 400 V, 50 Hz) na nastaviteľné napätie a frekvenciu na napájanie trojfázového elektromotora. Frekvencia aplikovaná na trojfázový elektromotor určuje otáčky motora. AC elektromotory sú zvyčajne rovnaké štandardné elektromotory, ktoré môžu byť pripojené cez sieť AC. Začlenením štartovacích bypassov sa môže prevádzka udržiavať aj v prípade zlyhania meniča.

VÝHODA FREKVENČNÝCH MENIČOV

Frekvenčné meniče ponúkajú aj ďalšiu výhodu – zvýšenú životnosť ložiska a tesnenia čerpadla. Udržiavaním potrebného tlaku v čerpadle na uspokojenie systémových požiadaviek nie je čerpadlo vystavené vyšším tlakom, než je potrebné. Preto komponenty vydržia dlhšie.

Rovnaké výhody – ale v menšej miere – platia aj pre ventilátory prevádzkované frekvenčnými meničmi.

Aby sa dosiahla optimálna efektívnosť a spoľahlivosť, mnohí špecialisti získajú podrobné informácie od výrobcov o účinnosti meniča frekvencie, požadovanej údržbe, diagnostických schopnostiach v rámci frekvenčného meniča a všeobecných prevádzkových vlastnostiach. Potom urobia podrobnú analýzu, aby určili, ktorý systém poskytne najlepšiu návratnosť investícií. Spoločnosť VYBOELECTRIC a.s. Vám ochotne pomôže pri výbere správneho frekvenčného meniča.

ĎALŠIE VÝHODY FREKVENČNÝCH MENIČOV

Okrem úspor energie a lepšej kontroly procesu môžu frekvenčné meniče poskytovať ďalšie výhody:

• Frekvenčný menič môže byť použitý na riadenie procesnej teploty, tlaku alebo prietoku bez použitia samostatného regulátora. Vhodné snímače a elektronika sa používajú na prepojenie riadených zariadení s frekvenčným meničom.
• Náklady na údržbu sa dajú znížiť, pretože nižšie prevádzkové rýchlosti majú za následok dlhšiu životnosť ložísk a motorov.
• Odstránenie škrtiacich ventilov a tlmičov tiež odstraňuje údržbu týchto zariadení a všetkých súvisiacich ovládacích prvkov.
• Štartér už nie je potrebný pre elektromotor.
• Riadená rýchlosť nábehu v kvapalnom systéme môže eliminovať problémy s vodným rázom.
• Schopnosť meniča frekvencie obmedziť krútiaci moment na úroveň zvolenú používateľom môže chrániť poháňané zariadenia, ktoré nemôžu tolerovať nadmerný krútiaci moment.

ANALYZUJTE SYSTÉM AKO CELOK

Pretože proces premeny prichádzajúceho výkonu z jednej frekvencie na druhú spôsobí určité straty, úspory energie musia vždy pochádzať z optimalizácie výkonu celého systému. Prvým krokom pri určovaní potenciálu úspor energie systému je dôkladná analýza prevádzky celého systému. Na zabezpečenie úspor energie sú potrebné podrobné znalosti o prevádzke zariadenia a požiadavkách procesu. Okrem toho je potrebné zvážiť typ frekvenčného meniča, ponúkané funkcie a celkovú vhodnosť použitia.

INTERNÁ KONFIGURÁCIA FREKVENČNÉHO MENIČA

Meniče frekvencie obsahujú tri základné časti:

• – Usmerňovací obvod – pozostáva z diód, SCR alebo izolovaných bipolárnych tranzistorov. Tieto zariadenia konvertujú AC na jednosmerný prúd.
• – DC Bus – pozostáva z kondenzátorov, ktoré filtrujú a ukladajú DC náboj.
• – Menič – pozostáva z vysokonapäťových vysokovýkonných tranzistorov, ktoré konvertujú jednosmerný prúd na striedavý striedavý výstup s premenlivým napätím, dodávaný do záťaže.

Frekvenčné meniče tiež obsahujú výkonný mikroprocesor, ktorý riadi obvod meniča a vytvára tak takmer čisté sínusové napätie s premenlivou frekvenciou, ktoré sa dodáva do záťaže. Mikroprocesor tiež riadi vstupné / výstupné konfigurácie, nastavenia frekvenčného meniča, poruchové stavy a komunikačné protokoly.

Elektro prevodovky

Ako funguje napr. elektroprevodovka- šneková?

Prevádzka šnekových elektroprevodoviek môže byť rozdelená do dvoch stupňov. V podstate elektrický motor poskytuje silu na otáčanie závitovky alebo skrutkového prevodu. Ako sa šnekové koleso otáča, tiež otáča hlavné ozubené koleso, čo umožňuje vytvorenie pohybu a krútiaceho momentu.

Prvou časťou šnekových prevodoviek je samotný šnekový prevod. Ten sa skladá z hriadeľa so závitom, ktorý je sám na hriadeli. Toto šnekové koleso je nastavené do drážok iného prevodového stupňa. . Druhá časť elektroprevodovky, ako už názov napovedá, je elektromotor. Elketromotor je pripevnený k šnekovému prevodu, otáčajúc ho pri rôznych rýchlostiach v závislosti od množstva krútiaceho momentu produkovaného hlavným prevodom.

Šnekové elektroprevodovky a štandardné elektromotory

Existuje niekoľko dôvodov, prečo elektromotory so šnekovým prevodom pracujú lepšie ako štandardný elektromotor. Dôvody sú nasledovné:

1. Redukčný pomer. Pri elektromotoroch so šnekovým prevodom je redukčný pomer pomerne veľký. To znamená, že malé otočenie šnekového prevodu môže otáčať hlavný prevodový stupeň celkom ďaleko. To umožňuje užívateľovi buď znížiť rýchlosť a súčasne zvýšiť krútiaci moment. Redukčný pomer vytvorený šnekovými prevodovými motormi je porovnateľný s niekoľkými stupňami redukcie bežných prevodov.

2. Reverzný výkon. Sila šnekových elektroprevodoviek spočíva v jej obmedzení pri reverznom výkone. Preto sa prevod vždy pohybuje len jedným smerom. Zjednodušuje to celé nastavenie bez potreby blokovania. Pri štandardnom nastavení prevodového stupňa by reverzácia výkonu vyžadovala blokovanie spätného chodu, čo si vyžaduje viac komponentov v stroji.

Šnekové prevodové elektromotory pracujú s použitím šnekovej elektroprevodovky pripojenej k elektromotoru na pohyb hlavného ozubeného kolesa. Toto nastavenie je ideálne pre stroj, ktorý vyžaduje masívny redukčný pomer, čo znamená väčší krútiaci moment pre menšie otáčky. Po druhé, jednoduchosť nastavenia zabraňuje potrebe nepotrebných prevodov v jeho prevádzke.

Šneková elektroprevodovka je najlacnejšie riešenie prevodu s elektromotorom.