نحوه انتخاب الکتروموتور مناسب

نحوه انتخاب الکتروموتور یا موتور الکتریکی وسیله ای الکترومکانیکی است که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند. در بیشتر موارد، حرکت چرخشی است و انرژی مکانیکی با سرعت چرخش و گشتاور موتور مشخص می شود. این راهنمای خرید فقط این نوع موتورها را پوشش می دهد. موتورهای خطی در مقاله ای دیگر معرفی خواهند شد. تخمین زده می شود که سیستم های موتور الکتریکی 46 درصد از مصرف برق جهانی را تشکیل می دهند. در زمینه صنعتی، موتورهای الکتریکی همه جا هستند. موتورهای الکتریکی می توانند پمپ ها را راه اندازی کنند، کمپرسورها و نوار نقاله ها را به حرکت درآورند و فن ها، دمنده ها، مته ها یا میکسرها را کار کنند. موتور الکتریکی را می توان ماشین کار صنعت نامید.

مشاهده موتورهای الکتریکی بیشتر

معیارهای انتخاب الکتروموتور چیست؟

• الکتروموتورهای صنعتیموتورهای الکتریکی انواع مختلفی از حرکت را امکان پذیر می کنند: سریع، دقیق، پیوسته، با یا بدون تعویض دنده…همه این کاربردها به فناوری موتور خاص خود نیاز دارند.
  1. وجود دارد سه سری اصلی موتور را انتخاب کنید:
     • موتور آسنکرون AC (تک فاز یا سه فاز).
     • موتور سنکرون : موتور جریان مستقیم (DC)، موتور بدون جاروبک.
     • موتور پله ای
  2. سپس باید نوع کاربرد را تعیین کنید ، زیرا این کلید هدایت انتخاب موتورهای این سه سری است.
     • اگر می خواهید موتور شما به طور مداوم کار کند و سرعت تغییر چندانی نداشته باشد، موتور آسنکرون انتخاب کنید.
     • برای کاربردهای دینامیکی، موتورهای سنکرون انتخاب مناسبی هستند.
     • در نهایت، برای تعیین موقعیت دقیق، یک موتور پله ای را انتخاب کنید.
  3. با توجه به حرکت مورد نیاز، شما همچنین نیاز به تعیین مشخصات فنی و ابعاد موتور .
     • برای مشخصات فنی باید قدرت، گشتاور و سرعت موتور نیز مشخص شود.
     • برای انتخاب باید به ردپای (اندازه موتور) و نوع نصب (نحوه ثابت شدن موتور در سیستم) توجه شود.
  4. انتخاب اندازه و ویژگی های قدرت موتور نیز به محیط صنعتی که موتور در آن قرار دارد بستگی دارد .
     • سازه ای مناسب برای هر نوع محیط خاص (محیط انفجاری، مرطوب، خورنده، دمای بالا…) وجود دارد.
     • برای محیط های خشن ، موتورهایی با محفظه های تقویت شده، مهر و موم شده، مقاوم در برابر ضربه یا مقاوم در برابر خاک وجود دارد.
  5. در سال های اخیر، بهره وری انرژی به یک معیار مهم در انتخاب موتور تبدیل شده است .
     • موتوری که انرژی کمتری مصرف می کند تاثیر انرژی کمتری خواهد داشت و در نتیجه هزینه های انرژی را کاهش می دهد .
• چگونه بین موتورهای AC و DC یکی را انتخاب کنیم؟ساخت این دو نوع موتور متفاوت است.
  • اساسی ترین تفاوت منبع تغذیه است : جریان متناوب (تک فاز یا سه فاز) و جریان مستقیم (DC/DC)، به عنوان مثال برای باتری ها.
  • سرعت یکی دیگر از نشانه های تمایز است. سرعت یک موتور DC با تغییر ولتاژ در موتور کنترل می شود، در حالی که سرعت یک موتور AC با تغییر فرکانس کنترل می شود. رایج ترین آنها استفاده از درایو فرکانس متغیر است.1. موتور AC :موتورهای AC به دلیل چندین مزیت، محبوب ترین موتورها در صنعت هستند:
  • ساختار موتور AC بسیار ساده است
  • چون هنگام راه اندازی مصرف کمتری دارد، مقرون به صرفه تر است.
  • همچنین قوی تر است و بنابراین معمولاً عمر طولانی تری دارد.
  • تقریباً بدون تعمیر و نگهداریاز آنجایی که عملکرد آن شامل همگام سازی چرخش روتور با فرکانس جریان است، سرعت موتور AC بدون تغییر باقی می ماند. این باعث می شود آنها به ویژه برای برنامه هایی که نیاز به حرکت مداوم و تعویض دنده کمی دارند مناسب باشند. پمپ ها ، نوار نقاله ها و فن ها کاربردهای ایده آلی برای این نوع موتورها هستند.در صورت استفاده با گیربکس، می توان آنها را در سیستم هایی که به دقت بالایی نیاز ندارند نیز ادغام کرد.با این حال، عملکرد کنترل سرعت آنها را گرانتر از سایر موتورها می کند.موتورهای AC به دو سری موتورهای تک فاز و سه فاز تقسیم می شوند .

معیارهای انتخاب الکتروموتور تکفاز چیست؟

• تفاوت موتورهای تک فاز :
  • • توان الکتریکی (واحد: کیلووات)، گشتاور را تعیین می کند
    • تعداد قطب ها سرعت چرخش را نشان می دهد
    • روش نصب: فلنج (B14، B5) یا پدال (B3)
    • کارآمد
    • صنعت به دلیل قدرت ضعیف تر ضعیف تر است
    • ممکن است در شبکه برق خانگی استفاده شود .

معیارهای انتخاب الکتروموتور سه فاز چیست؟

• تفاوت موتورهای سه فاز :
  • • ساختاری که می تواند توان الکتریکی بسیار بالاتری نسبت به موتورهای ولتاژ تک فاز ارائه کند
    • استفاده در محیط های صنعتی (تقریباً 80%)
    • مورد استفاده در زیرساخت ها و تجهیزات برای توان الکتریکی بالا.2. موتور DC :موتورهای DC نیز به طور گسترده در کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند زیرا بسته به ساختار دارای مزایای قابل توجهی هستند (به موضوع موتورهای براشلس مراجعه کنید).
  • بسیار دقیق و سرعت بالا
  • با تغییر ولتاژ منبع تغذیه می توان سرعت موتور را کنترل کرد
  • نصب آسان، موجود در سیستم های تلفن همراه (کار با باتری)
  • گشتاور راه اندازی بالا
  • شروع، توقف، شتاب گیری یا معکوس کردن همه به سرعت انجام می شودکاربردهای موتوری که در کاربردهای دینامیکی به دقت بسیار بالایی نیاز دارند ، به ویژه از نظر سرعت، مانند آسانسور ، یا مکان، مانند ربات یا دستگاه های دیگر. ابزار و ماشین آلات . آنها همچنین برای برنامه های کاربردی که نیاز به قدرت بالا (مانند 10000 کیلووات) مفید است.
    با این حال، در مقایسه با موتورهای AC، بسته به ساختار آن، معایبی وجود دارد:
  • کمتر رایج هستند زیرا برای کاربردهای با قدرت بالا مناسب نیستند
  • بسیاری از قطعات فرسوده می شوند و تعویض آن گران است3. روند امروز بازار چگونه است؟
  • موتورهای DC برس خورده به طور فزاینده ای در کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. برای توان کم، به جای آن از موتورهای AC استفاده می شود، زیرا برای همین منظور به تعمیر و نگهداری بسیار کمی نیاز دارند.
  • از آنجایی که هزینه تعویض قطعات موتور DC بسیار زیاد است، برخی از تولیدکنندگان موتورهای AC را انتخاب می کنند که یک کنترل کننده الکتریکی را یکپارچه می کنند.
    • برای اکثر برنامه هایی که نیاز به تغییر سرعت دارند، ترکیب موتورهای AC و مبدل های فرکانس به یک راه حل مقرون به صرفه تبدیل شده است.
      • چرا موتورهای براشلس یا برس دار را انتخاب کنیم؟موتور برس BODINE DCدو نوع متداول موتورهای DC، موتورهای براشلس و براش هستند.1. موتور برس خوردهموتور براشلس ساده ترین و پرکاربردترین موتورها به خصوص برای تجهیزات اولیه صنعتی و کاربردهای کم هزینه است.
• موتورهای برس دار مزایایی دارند:
• کنترل بسیار آسان
• گشتاور پایین بسیار خوب
• قیمت پایینبسته به کاربرد، چهار نوع موتور برس دار وجود دارد.

• موتور تحریک سری  :
  • در این نوع موتورها استاتور به صورت سری به روتور متصل می شود و ولتاژ منبع تغذیه برای کنترل سرعت تغییر می کند.
  • با این حال، این کنترل سرعت بسیار ضعیف است: به محض افزایش گشتاور موتور، سرعت کاهش می یابد.
  • این نوع موتور در کاربردهایی که نیاز به گشتاور راه اندازی بالا دارند، مانند خودروها یا جرثقیل ها مفید است.
• موتور تحریک موازی  :
  • در این نوع موتورها استاتور به صورت موازی با روتور متصل می شود و با افزایش جریان موتور می توان بدون کاهش سرعت گشتاور بیشتری به دست آورد.
  • این نوع موتور برای کاربردهایی با سرعت ثابت مانند جاروبرقی یا نوار نقاله مناسب است.
• موتور تحریک مرکب  :
  • این نوع موتور ترکیبی از ساختار موتورهای تحریک سری و تحریک موازی است.
  • بنابراین، گشتاور راه اندازی بالا و تغییر سرعت بالاتر را فراهم می کند.
  • این گزینه عالی برای پرس های دوار، آسانسور، تسمه نقاله چمدان، پمپ های گریز از مرکز یا کمپرسور است.
• موتور آهنربای دائمی  :
  • این نوع موتور حاوی یک آهنربای دائمی است و می تواند گشتاور کمی را به دست آورد.
  • موتورها به برنامه هایی مربوط می شوند که نیاز به کنترل دقیق دارند، مانند روبات ها یا سیستم های سروو.با این حال، تمام موتورهای برس دار دارای معایب آشکاری هستند.
• راندمان موتور کمتر از موتور براشلس (75-80٪) است در حالی که موتور براشلس 85-90٪ است.
• عمر مفید بسیار کوتاه است، زیرا برس در طول زمان به دلیل اصطکاک مکرر سریعتر فرسوده می شود (بسته به فرکانس اعمال، قدرت، سرعت، لرزش و سایر عوامل، زمان سرویس بین 1000 تا 10000 ساعت است).
• قوس برس ها و کموتاتور نویز الکترومغناطیسی تولید می کند که ممکن است باعث آتش سوزی شود.
• به طور مشابه، خطر جرقه ناشی از اصطکاک آن را برای استفاده در محیط های انفجاری نامطلوب می کند.
• به دلیل گرم شدن برس، سرعت معمولاً محدود است.
• گرد و غبار تولید شده توسط برس های ساخته شده از گرافیت ممکن است به تجهیزات دیگر، به ویژه تجهیزات نوری آسیب برساند.
• موتورها نیاز به روغن کاری دارند که باعث می شود در جاروبرقی غیر قابل استفاده باشند.2. موتور براشلسموتورهای براشلس برخی از نقاط ضعف موتورهای براش به خصوص وجود برس را برطرف می کند . اما این نوع موتور مزایای دیگری نیز دارد:
• می تواند در سرعت های بالاتر (تا 100000 دور در دقیقه در مقایسه با 20000 دور در دقیقه برای موتورهای برس خورده) کار کند.
• طول عمر بیشتری داشته باشد (بیش از 10000 ساعت کارکرد).
• قابل اعتمادتر و کارآمدتر.

• هیچ بخش سایش دیگری به جز یاتاقان ها وجود ندارد که باعث کاهش تعمیر و نگهداری می شود.این موتورها می توانند با سرعت بسیار بالا کار کنند و به خصوص برای آسیاب، پنکه یا اره مناسب هستند .موتورهای براشلس همیشه مجهز به رمزگذار هستند، سنسوری که امکان تعویض الکترونیکی و تعیین موقعیت روتور را فراهم می کند. بنابراین، این نوع موتور برای موتورهای سروو برای کاربردهای دقیق در شرایط زیر گزینه ایده آلی است .با این حال، برخی از معایب وجود دارد:
• هزینه اولیه بسیار زیاد است، زیرا یک تابلوی برق (کنترل کننده) ویژه باید یکپارچه شود.
• معمولاً در برنامه های درایو به گیربکس نیاز است.آیا این بدان معناست که نیازی به موتورهای براشلس نیست؟ هنوز فرصت استفاده داریدمردم فکر می کنند که در رقابت بین موتورهای براش و موتورهای براشلس، برس ها شکست خواهند خورد و چاره ای نیست. اینطور نیست، زیرا موتورهای برس خورده هنوز هم در صنعت و حتی در فضا بسیار محبوب هستند. Maxon ، سازنده موتورهای الکتریکی سوئیسی، به توسعه فناوری جدید موتورهای برس دار ادامه می دهد. این موتور برس خورده آنها مجهز به مریخ نوردی است که ناسا در سال 2003 به مریخ فرستاد.Opportunity مجهز به 34 موتور DC بدون جاروبک است که می تواند با موفقیت در شرایط شدید با تغییرات دما زیاد کار کند. انتخاب ناسا ساده است: آن را از سادگی کنترل موتور brushless سود، پس از آن ممکن است به کنترل همه 34 موتور  از یک کنترل. موتور بدون جاروبک یک کنترل برای هر موتور، که ممکن است هزینه و عارضه است.
• چرا موتور پله ای را انتخاب کنید؟موتور پله ای دوفاز SANYO DENKIموتور پله ای پالس های الکتریکی را به حرکت زاویه ای تبدیل می کند. برای برنامه هایی که نیاز به کنترل موقعیت حلقه باز دارند مفید است.سه نوع استپر موتور وجود دارد:
  • موتور رلوکتانس متغیر موتور رلوکتانس  متغیر: تحت همان مشخصات الکتریکی، قدرت این موتور کوچکتر است، اما سریعتر از موتور آهنربای دائم است.
  • موتور آهنربای دائمی  : این موتور ارزان قیمت با وضوح بالا است.
    میانگین (حداکثر 100 قدم در چرخش)
  • موتور هیبریدی  : این موتور ترکیبی از دو فناوری قبلی است اما
    گرانتر است. از مزایای آن گشتاور بهتر و سرعت بالاتر است. رزولوشن 100 تا 400 گام/انقلاب است.موتورهای آهنربای دائم و موتورهای هیبریدی متداول ترین موتورهای مورد استفاده هستند زیرا دارای مزایای خاصی هستند:
  • بسیار دقیق
  • قیمت پایین
  • بادوام
  • ساختار موتور بسیار ساده است
  • گشتاور بالا در شروع و سرعت پایینبا این حال، آنها بدون معایب نیستند:
  • سرعت و گشتاور نسبتا کم است
  • با افزایش سرعت، گشتاور به شدت کاهش می یابد
  • ارتعاش حاصل می تواند مشکلات رزونانس ایجاد کند
  • خطر گرم شدن بیش از حد وجود داردبرای انتخاب استپر موتور باید موارد زیر را در نظر بگیرید:
  • گشتاور و بار
  • تعداد مراحل
  • اندازه موتور (وزن، فلنج نصب موتور و غیره)
  • هزینه
• استانداردهای بهره وری انرژی برای موتورهای الکتریکی چیست؟تولید کنندگان توجه بیشتر و بیشتر به بهره وری انرژی . این مسائل. اقتصاد سبزتر و دوستدار محیط زیست در واقع یکی از اهداف قرن بیست و یکم است که بسیاری از کشورها وعده داده اند. اما عمدتاً برای محدود کردن مصرف و صرفه جویی، این صنعت در سال های اخیر تجهیزات صرفه جویی بیشتری در مصرف انرژی تجهیز کرده است. بر اساس مطالعه کمیسیون اروپا، موتورهای الکتریکی 65 درصد از مصرف انرژی صنعتی اروپا را تشکیل می دهند . بنابراین، اقدام در سطح موتور یک اهرم مهم برای کاهش انتشار دی اکسید کربن است. این کمیته حتی پیش‌بینی می‌کند که تا سال 2020 می‌توان بازده انرژی موتورهای ساخت اروپا را 20 تا 30 درصد افزایش داد. نتیجه کاهش از 63 میلیون تن دی اکسید کربن در جو است، صرفه جویی 135 میلیارد کیلووات ساعت.اگر می‌خواهید موتورهای صرفه‌جویی در انرژی را ادغام کنید و در عین حال برای کمک به کره زمین صرفه‌جویی کنید، باید به کشور یا منطقه جغرافیایی استانداردهای بهره‌وری انرژی موتور نگاهی بیندازید  . با این حال، این استانداردها برای همه موتورها اعمال نمی شود و فقط برای موتورهای AC ناهمزمان اعمال می شود . استاندارد بین المللی
  • کمیسیون بین المللی الکتروتکنیکی (IEC) کلاس بازده انرژی موتورهای الکتریکی موجود در بازار را به نام کد IE تعریف می کند و استاندارد بین المللی IEC است.
  • IEC چهار سطح بازده انرژی را تعیین کرده است که عملکرد انرژی موتورها را مشخص می کند.
    • IE1 به عملکرد سطح استاندارد اشاره دارد
    • IE2 به سطح بالایی از عملکرد اشاره دارد
    • IE3 معادل بالاترین سطح عملکرد است
    • IE4 هنوز در دست مطالعه است و می تواند عملکرد فوق العاده ای ارائه دهد
  • IEC همچنین برای تست موتور IEC 60034-2-1: 2014 معرفی شده است.انتخاب الکتروموتور بسیاری از کشورها از استانداردهای ملی تست استفاده می کنند و همچنین به استاندارد بین المللی IEC 60034-2-1 مراجعه می کنند. اروپااتحادیه اروپا دستورالعمل‌هایی را با هدف کاهش مصرف انرژی موتور تصویب کرده است، از جمله الزام تولیدکنندگان به عرضه موتورهای کم مصرف در بازار:
  • بنابراین، از سال 2011، همه موتورها باید سطح IE2 را اتخاذ کنند.
  • از ژانویه 2015، موتورهای با توان 7.5 تا 375 کیلووات باید به سطح IE3 برسند (اگر این موتورها اینورتر داشته باشند، سطح IE2 هستند).
  • از ژانویه 2017، موتورهای با توان 0.75 تا 375 کیلووات باید به سطح IE3 برسند (اگر این موتورها اینورتر داشته باشند، سطح IE2 هستند).آمریکادر ایالات متحده، استانداردهای تعریف شده توسط انجمن آمریکایی NEMA ( انجمن ملی تولیدکنندگان برق) معتبر هستند. از سال 2007، حداقل سطح مورد نیاز IE2 است.
    همین طبقه بندی در مورد استرالیا و نیوزلند نیز صدق می کند .آسیادر چین ، از سال 2002، MEPS کره جنوبی (استاندارد حداقل بازده انرژی) برای موتورهای سه فاز ناهمزمان کوچک و متوسط ​​(GB 18693) اعمال شده است. در سال 2012 استاندارد MEPS با استاندارد IEC از IE1 تا IE2 و اکنون IE3 هماهنگ شد.ژاپن مقررات ملی خود را با سطوح راندمان IEC هماهنگ کرده است و در سال 2014 موتورهای سطح IE2 و IE3 را در برنامه “بهترین اپراتور” خود گنجانده است. برنامه Top Runner که در سال 1998 راه اندازی شد، از تولیدکنندگان ژاپنی می خواهد که همیشه مدل های جدیدی را به بازار معرفی کنند که نسبت به نسل های قبلی از نظر انرژی کارآمدتر هستند، بنابراین مردم را مجبور به پیروی از این روش و انجام نوآوری های انرژی می کند.هند از سال 2009 دارای برچسب کارایی مقایسه ای بوده و از سال 2012 دارای استاندارد ملی سطح IE2 بوده است.