Asté dotazy k elektromotorům | Technický pohon

Nejběžnější jsou asynchronní elektromotory s rotorem nakrátko. Mají relativně jednoduchý design a jsou relativně levné.

Pro provoz asynchronního motoru je potřeba třífázové napětí, které vytváří točivé magnetické pole na vinutí statoru. Toto pole pohání rotor motoru, který přenáší točivý moment na zátěž, jako je vrtule ventilátoru nebo převodovka dopravníku. Změnou konfigurace vinutí statoru můžete změnit hlavní charakteristiky pohonu – otáčky a výkon hřídele. Když asynchronní elektromotor pracuje v jednofázové síti, používají se kondenzátory pro fázový posun a rozběh.

V současné době také používán DC motory. Tyto pohony mají kartáče, které podléhají opotřebení a jiskření. Dále je zapotřebí předpětí (buzení) vinutí, na které je přivedeno konstantní napětí. Navzdory těmto nevýhodám se stejnosměrné motory používají tam, kde jsou vyžadovány rychlé změny otáček a řízení točivého momentu, a také pro výkony nad 100 kW.

V každodenním životě se také používají komutátorové (kartáčové) střídavé motory, které mají oproti asynchronním nízkou spolehlivost.

2. Jaké způsoby ovládání elektromotorů se v praxi používají?

Ovládání elektromotoru znamená schopnost měnit jeho rychlost a výkon. Takže, pokud je na asynchronní motor aplikováno napětí dané velikosti a frekvence, bude se otáčet jmenovitou rychlostí a bude schopen dodávat energii na hřídel ne více, než je jmenovitá hodnota. Pokud potřebujete snížit nebo zvýšit otáčky elektromotoru, používají se frekvenční měniče. Invertor dokáže poskytnout požadované režimy zrychlení a zpomalení a také vám umožní rychle řídit provozní frekvenci.

Pro zajištění požadovaného zrychlení a zpomalení bez změny pracovní frekvence je použito zařízení pro měkký start (SPD). Pokud potřebujete pouze ovládat zrychlení motoru, použijte propojovací obvod hvězda-trojúhelník.

Pro spouštění motorů bez invertorů a softstartérů se hojně používají stykače, které umožňují dálkové ovládání startu, zastavení a zpětného chodu.

3. Jak zazvonit elektromotor a určit jeho odpor?

Asynchronní elektromotor má obvykle tři vinutí. Každé vinutí má dvě svorky, které musí být označeny ve svorkovnici motoru. Pokud jsou známy svorky vinutí, můžete snadno zazvonit každé z nich a porovnat hodnotu odporu s ostatními vinutími. Pokud se hodnoty odporu neliší o více než 1%, pak s největší pravděpodobností vinutí fungují.

Odpor vinutí motoru se měří pomocí ohmmetru, stejně jako odpor vinutí transformátoru. Čím větší je výkon motoru, tím menší je odpor jeho vinutí a naopak.

4. Jak určit výkon elektromotoru?

Nejjednodušší způsob, jak určit jmenovitý výkon elektromotoru, je pohled na typový štítek. Udává mechanický výkon (výkon hřídele), jehož hodnota je vždy menší než příkon v důsledku ztrát třením a ohřevem. Pokud však na skříni motoru není žádný typový štítek, můžete velmi zhruba odhadnout charakteristiku pohonu na základě jeho rozměrů. Při stejném výkonu bude mít motor s větším průměrem hřídele vyšší výkon na hřídeli a nižší otáčky.

Výkon může být také určen zátěží a nastavením ochranných zařízení, kterými je motor napájen (automatický motor, tepelné relé).

Dalším způsobem je zapnutí motoru na jmenovitý výkon, zajišťující požadované zatížení hřídele. Poté změříme proud pomocí proudové kleště, která by měla být ve všech vinutích stejná. Chcete-li zhruba odhadnout výkon asynchronního motoru zapojeného do hvězdy, musíte jmenovitý naměřený proud vydělit 2.

5. Jak zvýšit nebo snížit otáčky elektromotoru?

Řízení otáček motoru je nutné ve třech provozních režimech – při akceleraci, brzdění a v provozním režimu.

Nejuniverzálnějším způsobem regulace rychlosti je použití frekvenčního měniče. Úpravou nastavení měniče můžete dosáhnout libovolné rychlosti otáčení v rámci technických limitů. Současně můžete ovládat další parametry elektromotoru, stejně jako sledovat jeho stav během provozu. Frekvenci lze měnit plynule nebo postupně.

Řízení otáček motoru v režimech zrychlení a zpomalení je možné pomocí softstartéru. Toto zařízení umožňuje výrazně snížit startovací proud díky hladké akceleraci s pomalým nárůstem rychlosti.

6. Jak vypočítat proud a výkon elektromotoru?

Stává se, že proud asynchronního motoru je znám (z měření ve jmenovitém režimu nebo z typového štítku), ale jeho výkon je neznámý. Jak v tomto případě vypočítat výkon? Obvykle se používá následující vzorec:

P = I (1,73 U cosφ η)

kde:
P – jmenovitý čistý výkon na hřídeli motoru ve W (uveden na typovém štítku),
I – proud motoru, A,
U – napájecí napětí vinutí (380 V při zapojení do „hvězdy“, 220 V při zapojení do „trojúhelníku“),
cosφ, η – faktory výkonu a účinnosti pro zohlednění ztrát (obvykle 0,7. 0,8).

Pro výpočet proudu na základě známého výkonu použijte inverzní vzorec:

I = P/(1,73 U cosφ η)

Pro motory o výkonu 1,5 kW a více, jejichž vinutí jsou zapojena do hvězdy (toto zapojení se používá nejčastěji), platí jednoduché pravidlo – pro přibližný odhad proudu motoru je potřeba jeho výkon vynásobit do 2.

7. Jak zvýšit výkon elektromotoru?

Jmenovitý výkon hřídele, který je uveden na typovém štítku motoru, je obvykle omezen přípustným proudem, a tedy ohřevem skříně pohonu. Proto je při zvyšování výkonu nutné provést dodatečná opatření pro chlazení elektromotoru instalací samostatného ventilátoru.

Při použití frekvenčního měniče ke zvýšení výkonu můžete změnit nosnou frekvenci PWM, ale měli byste se vyhnout přehřátí střídače. Výkon lze také zvýšit pomocí převodovky nebo řemenového pohonu, obětovat počet otáček, pokud je to přijatelné.

Pokud výše uvedené tipy nejsou použitelné, budete muset změnit motor na výkonnější.

8. Jaké jsou výkonové ztráty při připojení třífázového motoru do jednofázové sítě (380 x 220)?

Při tomto zapojení se používají spouštěcí a provozní kondenzátory s fázovým posunem. V tomto případě nebude možné získat jmenovitý výkon na hřídeli a ztráta výkonu bude 20-30% jmenovité hodnoty. K tomu dochází kvůli neschopnosti zajistit, aby při změně zátěže nedocházelo k nevyváženosti fází.

9. Jaké typy motorů existují?

V závislosti na konstrukci jsou elektromotory klasifikovány podle způsobu instalace, třídy ochrany a klimatického provedení. Existují dva hlavní způsoby montáže asynchronních elektromotorů – na patky a přes přírubu. Obě možnosti v různých kombinacích jsou uvedeny v tabulce níže.

Typy klimatických úprav vyžadují použití motoru v určitých klimatických pásmech: mírné klima (U), studené klima (CL), mírně chladné klima (UCHL), tropické klima (T), obecná klimatická verze (O), obecná klimatická námořní verze (OM), celoklimatická verze (B). Existují také kategorie umístění (venku, pod přístřeškem nebo uvnitř atd.).

Třída ochrany udává povahu ochrany motoru proti prachu a vlhkosti. Nejběžnější disky jsou IP55 a IP55.

10. Proč potřebuje elektromotor brzdu?

U některých zařízení (výtahy, elektrické kladkostroje, navijáky) je při zastavení motoru nutné zafixovat jeho hřídel v nehybném stavu. K tomu slouží elektromagnetická mechanická brzda, která je součástí konstrukce motoru a je umístěna v jeho zadní části. Brzda je ovládána pomocí frekvenčního měniče nebo stykačového obvodu.

11. Jak je motor označen na elektrických schématech?

Elektromotor je ve schématech označen písmenem „M“ vepsaným do kruhu. Diagramy mohou také udávat sériové číslo motoru, počet fází (1 nebo 3), typ proudu (AC nebo DC), způsob připojení vinutí (hvězda nebo trojúhelník) a výkon. Příklady notace jsou uvedeny níže.

12. Proč se elektromotor zahřívá?

Motor se může zahřát z jednoho z následujících důvodů:

• opotřebení ložisek a zvýšené mechanické tření
• zvýšení zatížení hřídele
• nesymetrie napájecího napětí
• ztráta fáze
• zkrat ve vinutí
• problém s prouděním vzduchu (chlazení)

Zahřívání motoru prudce snižuje jeho životnost a účinnost a může také vést k selhání pohonu.

13. Typické poruchy elektromotorů

Existují dva typy poruch elektromotoru: elektrické a mechanické.

Mezi elektrické poruchy patří poruchy související s vinutím:

• mezizpětný zkrat
• zkrat vinutí k pouzdru
• zlom vinutí

K odstranění těchto poruch je třeba motor převinout.

• opotřebení a tření v ložiskách
• otáčení rotoru na hřídeli
• poškození skříně motoru
• rotaci nebo poškození oběžného kola dmychadla

Ložiska by se měla pravidelně vyměňovat s ohledem na jejich opotřebení a životnost. V případě poškození se oběžné kolo také vymění. Zbývající závady prakticky nelze odstranit a jediným řešením je výměna motoru.

Pokud máte otázky, které nebyly zodpovězeny v tomto článku, napište nám. Rádi vám pomůžeme!