电机选择见解

在决定工业应用的通用和逆变器额定电机之间,看看出现的因素。

虽然软件和其他先进技术经常捕捉自动化技术聚焦,但事实仍然存在在没有电动机的制造或加工行业中的情况。从简单的应用,如供电输送机,风扇和泵到更复杂的系统,电机是无数生产操作的核心。

尽管所有的马达都有类似的功能,但也有许多不同类型的马达可供选择。越来越多的驱动器用于更高水平的电机控制和能源效率的目的,提供了另一个方面的考虑时,选择电机为特定的任务。对于这样一项核心技术,有如此多的选择要考虑,所以终端用户对电机的选择有很多疑问也就不足为奇了。最近提交给《自动化世界》的一个问题是:标准负载和逆变负载的电机有什么区别?

洲际系统集成商的布伦特·库曼。洲际系统集成商的布伦特·库曼。为了帮助回答这个问题,我们联系了系统集成商Interstates的Brent Kooiman“自动化世界回答你的问题”播客系列的最新一集。

Kooiman首先解释了制造应用中常用的不同类型的电机。“在工业领域,我们通常专注于三相电机,”他说。“但也有很多单相电机。单相电机使用单相线和中性线——这在较小的电机中是最常见的。三相电机在电气系统中使用三个不同的相,它们彼此相差120度。这使得电机比单相电机运行更平稳,效率更高。”

通用电机和逆变占空比电机的关键区别是,逆变占空比电机是专门由一个变频驱动器(VFD)运行的。Kooiman说:“VFD可以让电机以不同的速度运行。“通用电机上的一个典型电机启动器只能让电机全速运转。”

在选择电机类型时,一个重要的考虑是,由于电机并不总是以全速运行,电机的冷却是至关重要的。Kooiman说:“大多数电机是由一个直接连接到电机轴的风扇冷却的。”“所以,如果风扇的转速低于电机,那么通过电机的空气就会减少,电机也不会冷却。这在分类区域(例如,1级,2级)尤其重要,因为电机的温度需要保持在分类区域的点火点以下。变频器额定功率的电机通常会有更多的冷却能力,以确保电机不会过热。”

Kooiman注意到VFDS在驱动器的电气系统中具有高频尖峰 - 由驱动器中的晶体管切换来调节电机的速度。这就是为什么逆变器额定电动机在电机绕组上具有更厚的绝缘,因此它们可以随着时间的推移而长达这些尖峰。这就是为什么逆变器额定电机在VFD上运行时往往具有更长的寿命。

灰熊的单相标准电动机。灰熊的单相标准电动机。他补充说,您可以在VFD上运行标准电机,但您应该意识到它可能会过热电机(因为标准电动机不会有额外的绝缘。随着时间的推移,通过在VFD上操作它将缩短标准占空比电机的寿命。

RPM,占空比和成本
每分钟转数(RPM),当然是一个重要的电机特性,在特定的应用中发挥作用。Kooiman解释说,RPM是“你想让电机旋转多快的标准,这是由电机本身的设计决定的。逆变负荷和标准负荷电机可在许多不同的RPM配置。当你有一个变频器,不同的是,你可以操作电机从零到100%的转速。在转速方面,这是标准和逆变电机之间的主要区别——使用变频器控制转速,或者使用标准负载电机以100%的转速运行。”

Kooiman解释说,电机的占空比是指电机启动和停止的频率以及电机运行的时间。“它通常被定义为发动机每小时启动和停止的次数,”他说。“在大多数应用中,你会需要一个连续额定负载的电机,因为该电机通常会一次运行几个小时。标准和反向额定负载的电机都将具有连续额定负载,而占空比电机只能运行很短的时间。”

Kooiman说,考虑到逆变电机更高的绝缘和灵活的设计,这些电机往往比相同马力的标准负载电机贵约15%。

应用注意事项
It’s common when selecting a motor to focus primarily on the motor’s capability as well as the drive (if using an inverter duty rated motor).但Kooiman注意到没有忽视布线。“使用优质的VFD电缆将VFD连接到电机至关重要,以确保系统按预期执行,”他说。“它真的有助于最大限度地减少可以泄漏到电气系统其余部分的谐波,并影响仪器和其他敏感电子器件。”

来自西门子的通用变频器额定电机。来自西门子的通用变频器额定电机。接地是另一个需要考虑的因素。“我在使用VFD和电机时遇到的大多数问题都与电机、VFD和电缆的接地不当有关。如果系统按照设计安装,那么通过VFD可以缓解谐波,我们就不会看到太多电机过热或对电子和仪表造成干扰的问题。”

Kooiman还注意到VFD允许电机在反向运行,而无需添加额外的硬件。在速度较慢的速度下运行电机的能力也有助于节能。

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