Hva er en 3-fase elektrisk motor? Hvordan det fungerer, starter og blir størrelse

Hva en 3-fase elektrisk motor er, i enkle vilkår

En 3-fase elektrisk motor er en roterende maskin som konverterer trefaset elektrisk energi til mekanisk energi ved hjelp av tre statorviklinger og en rotor som enten er indusert eller magnetisk låst. Ingenting eksternt sekvenserer disse viklingene. Tilførselen selv produserer rotasjonen.

På et 50 Hz-system når hver fase sin positive topp 6,67 millisekunder etter den før den. De tre feltene kombineres til ett magnetfelt som sveiper rundt statorboringen med synkron hastighet, beregnet som 120 ganger tilførselsfrekvensen delt på antall poler. Frekvens og poltall setter den hastigheten, ikke motorstørrelse og ikke belastning.

Poltall endrer også rammestørrelse og dreiemoment per ampere. En 8-polet motor med samme effekt gir mer dreiemoment ved lavere hastighet, så den er større, tyngre og dyrere enn en 4-polet enhet med lik karakter. Denne avveiningen driver de fleste valgbeslutninger lenge før effektivitetsklassen kommer inn i diskusjonen.

Hvordan rotasjonsfeltet snur rotoren: Slip, dreiemoment og rotortyper

Rotoren snur fordi det roterende statorfeltet induserer strøm i rotorlederne, og kraften mellom den strømmen og feltet produserer dreiemoment. Rotoren klarer aldri helt å fange feltet, og hastighetsforskjellen mellom de to kalles slip.

Slip uttrykkes som en prosentandel av synkron hastighet. En 4-polet motor på 50 Hz har en felthastighet på 1500 rpm; hvis den går med 1455 o/min under belastning, er slip 3 prosent. Standard industrimotorer sitter mellom 1 og 5 prosent ved full belastning, med store maskiner i den lave enden og små i den høye enden. Slip er også det som gjør en induksjonsmotor selvregulerende: legg til belastning, rotoren bremser litt, mer fluks kutter rotorlederne, og dreiemomentet stiger til de to balanserer igjen.

Hvis du vil ha mer dybde på mekanikken, hvordan en ekornburmotor bygger dreiemoment går gjennom strømstiene trinn for trinn.

IE4-serien trefaset høyeffektiv induksjonsmotor For lesere som sammenligner erstatningsmotorer, dekker denne IE4-serien H80–355 mm rammer og vanlige industrielle vifte-, pumpe- og kompressoroppgaver. Se produkt →

Lese navneskiltet før du bestiller en erstatning

Hver verdi som er nødvendig for å matche en erstatningsmotor er stemplet på navneskiltet, og å hoppe over en av dem er den vanligste årsaken til at en teknisk korrekt motor ikke fungerer i løpet av noen få måneder.

Når platen er uleselig, avgjør tre målinger det meste:

• Mål akseldiameteren og avstanden mellom festehullene for å identifisere rammestørrelsen.
• Tell forsyningslederne, fordi en trefasemotor har tre linjeledninger pluss jord og ingen kondensator.
• Les av strømmen med en klemmemåler ved en kjent belastning og sammenlign den med forventet verdi for den vurderingen.

Hvordan en 3-fase elektrisk motor starter og hva den trekker fra nettet

Startet direkte på nettet trekker en trefase induksjonsmotor 6 til 8 ganger fulllaststrømmen til den når hastighet. Den overspenningen, ikke løpestrømmen, bestemmer vanligvis kabelstørrelsen, beskyttelsesinnstillingene og startmetoden.

Ved stillstand oppfører rotoren seg som en kortsluttet transformator sekundær, så impedansbegrensningsstrømmen er svært lav. Når hastigheten øker, faller slipp, rotorfrekvensen faller og strømmen faller tilbake mot merkeskiltverdien.

En omformer med variabel frekvens kutter startstrømmen til omtrent 100 til 150 prosent av fulllaststrømmen og leverer fullt dreiemoment fra null hastighet. Denne plikten er vanskeligere for isolasjon og kjøling enn en start med fast hastighet, så invertermatede applikasjoner hører hjemme på en motor bygget for det i stedet for på en standardramme med en drivenhet boltet på.

YPT-serien trefase induksjonsmotor med variabel frekvens Denne YPT-serien er bygget for invertermatede industrielle stasjoner, og tilbyr H80-355 mm rammer, IC416 eller IC411 kjøling og 5-100 Hz drift. Se produkt →

Effektivitetsklasser: Hva IE3 og IE4 endrer i praksis

IE3 og IE4 er minimumseffektivitetsnivåer definert av IEC 60034-30-1, og gapet mellom dem ser prosentvis lite ut til motoren går tusenvis av timer i året.

For en 7,5 kW motor reduserer flytting fra IE3 til IE4 inngangseffekten fra omtrent 8,30 kW til omtrent 8,12 kW, en besparelse på omtrent 0,18 kW. Over 4000 driftstimer det vil si om lag 720 kWh i året, som normalt tilbakebetaler prispåslaget innen to til fire år der strømmen koster mer enn 0,10 USD per kWh. Over noen hundre kilowatt endrer beregningen karakter, fordi frekvensomformeren beveger seg til middels spenning og designbegrensningene skifter mot isolasjon, kjøling og startstrøm. Høyspentmaskiner i Y-, YKK-, YR- og YKS-familiene eksisterer nettopp for det båndet, og deres utvalgsdata er publisert i høyspenningsmotorkatalog .

Hvor en 3-fase elektrisk motor passer, og hvor den ikke gjør det

Trefasemotorer dekker nesten alle industrielle belastninger over omtrent 0,75 kW, og enfasedesign forblir vanlig bare under det eller der ingen trefasetilførsel eksisterer.

Typisk bruk inkluderer pumper, vifter, kompressorer, transportører, blandere, knusere og maskinverktøyspindler på tvers av gruvedrift, metallurgi, sement, petroleum, kjemikalier, kraft, vannbehandling og marine anlegg. I eksplosjonsfarlige områder må den samme trefasede utformingen bygges etter et sertifisert beskyttelseskonsept, enten flammesikker Ex d med kontrollerte flammeveier eller økt sikkerhet Ex e med forsterket isolasjon og terminalklaringer. Shanghai Pinxing Explosion-proof Motor Co., Ltd., basert i Shanghai, produserer YBX3 og YBX4 lavspente eksplosjonssikre motorer sammen med høyspent flammesikre serier for kull, petrokjemisk og marine tjenester, med eksport til mer enn 40 land.

YBX4-serien lavspent eksplosjonssikker motor For eksplosjonsfarlige områder dekker denne flammesikre motoren H80-355 mm rammer og 0,75-355 kW, med IP55-beskyttelse for pumper, vifter, kompressorer, knusere. Se produkt →

De virkelige grensene for teknologien er verdt å si tydelig:

• En trefasemotor kan ikke kjøre fra en enfaset strømforsyning uten en faseomformer eller en frekvensomformer som er klassifisert for enfaseinngang, og den må reduseres når den gjør det.
• Hastigheten er fastsatt av frekvens og poltall med mindre en drivenhet eller en to-hastighets vikling er lagt til.
• Inverter-plikt legger til spenningsbelastning på viklingen, så en standardmotor kan trenge inverter-isolasjon.

Gjennomgang applikasjonscasestudier fra sammenlignbare bransjer er en rask måte å bekrefte en rammestørrelse og beskyttelsesnivå før en innkjøpsordre foretas.

Ofte stilte spørsmål om 3-fase elektriske motorer

Kan en 3-faset elektrisk motor kjøre på en enfaset strømforsyning?

Ikke direkte. En statisk eller roterende faseomformer, eller en frekvensomformer med enfaseinngang, kan kjøre den, men motoren må reduseres fordi det tredje benet er syntetisert i stedet for tilført. Forvent brukbar effekt på omtrent 50 til 60 prosent av navneskiltets effekt på en statisk omformer, og sjekk stasjonens manual før du bestiller.

Hva er forskjellen mellom en 2-polet og en 4-polet 3-fase motor?

Poltelling setter synkron hastighet: 3000 rpm ved 50 Hz for to poler mot 1500 rpm for fire. En 2-polet motor med samme effekt er mindre og billigere, men produserer mindre dreiemoment og spinner raskere, så den passer til pumper og vifter. Den 4-polede designen dominerer generell industriell bruk for akkurat den balansen.

Hvordan kan jeg finne ut om en motor er trefaset?

Se på ledningene og navneskiltet. En trefasemotor har tre linjeledere pluss jord og ingen kondensator, mens en enfasemotor har en kondensator og en start- eller kjørevikling. Spenningsinngangen avgjør vanligvis det også, siden en trefaset industriklassifisering leser 400 V eller 690 V i stedet for 230 V.

Hva betyr slip på en 3-fase elektrisk motor?

Slip er forskjellen mellom synkron hastighet og faktisk rotorhastighet, uttrykt som en prosentandel av synkron hastighet. En 4-polet motor som går med 1450 rpm på en 50 Hz forsyning har omtrent 3,3 prosent slip ved full belastning. En plutselig stigning godt over 5 prosent tyder vanligvis på overbelastning, et sviktende lager eller et viklingsproblem.