Val av motor

Allmänna aspekter gällande valet av motor

asynkronmotor synkronmotor växelströmsmotor frekvensomriktare
Tabellen visar växelströmsmotorer som är användara för frekvensomriktardrift
Märkplåten beskriver motorns konstruktion och egenskaper, den är klassificerad som en handling. De viktigaste posterna i uppgifterna på märkplåten är:
  • Märkspänning Un
  • Märkström IN
  • Angiven uteffekt PN
  • Nominellt varvtal nN
  • Märkmoment (vanligen endast för servomotorer) MN
  • Effektfaktor cos φ
  • Märkfrekvens fN

Vid val av motorer måste följande aspekter beaktas:

  • 1. Inverkan av omgivningstemperaturen
  • 2. Inverkan av installationshöjd
  • 3. Högsta tillåtna vridmoment
  • 4. Termiska egenskaper hos motorn

1. Inverkan av omgivningstemperaturen

motor termisk data
Tabell över maximalt tillåten motortemperatur, viktig vid dimensionering av motorer
Data på märkskylten gäller vid en omgivningstemperatur av 40°C. Som en tumregel gäller att motoreffekten ska reduceras med 7% för varje 10-tal grader över 40°C. För servomotorer sker ofta en väsentlig del av kylningen genom värmeledning via motorns montagefläns. Om värmeledningen är dålig eller helt saknas, t ex om ingen växel monteras mot motorns fläns, måste detta beaktas vid dimensioneringen av motorn. Den maximalt tillåtna motortemperaturen beror på främst på kvaliteten på isoleringsmaterialet i motorns statorlindning. Isolationsmaterial och impregneringsmedel väljs enligt termiska egenskaper i klass B, F eller H. Klass B medger en högsta lindningstemperatur av 130°C, för klass F är temperaturen 155°C och för klass H är den 180°C.

2. Inverkan av installationshöjd

Data på märkskylten avser en uppställningshöjd av 1000 meter över havet. Vid en installationshöjd över 1000 meter, skall den tillåtna märkeffekt och vridmoment minskas. Typiska värden är: Ovanför en uppställningshöjd av 1000 meter över havet skall effekten minskas med 1 % per 100 meter. Den maximala installationshöjden är normalt 4000 meter över havsnivå.

3. Högsta tillåtna vridmoment

momentegenskaper asynkron växelströmsmotor
T.v.: Momentegenskaper för en trefas asynkron växelströmsmotor. T.h. Momentegenskaper för en synkron servomotor.
Det maximalt tillåtna kontinuerliga och intermittenta vridmomentet anges normalt inte på typskylten på en standard trefasmotor. Uppgiften finns i motordatabladet. Även motorns maximala lagerbelastning måste beaktas. Vid kuggremsdrift kommer motorns vridmoment ge upphov till en radialkraft på motoraxeln. Radialkraften blir högre ju mindre drivhjulets diameter är. Radialkraften är lika med motorns vridmoment (Nm) dividerat med drivhjulets radie (m). Man måste försäkra sig om att radialkraften inte överskrider max tillåtet värde enligt motorns datablad.

4. Termiska egenskaper hos motorn

moment effektivvärde
Diagram över motorns effektivmoment vid en intermittent drift
En annan begränsning är den termiska belastningen på motorn. Under varierande belastning, kan en ekvivalent medelbelastning beräknas som motorn kan avge utan att värmas upp mer än vad som är tillåtet. Den genomsnittliga ekvivalenta lasten beräknas som det kvadratiska effektivvärdet. Vid beräkning av det kvadratiska effektivvärdet, ska hastighets- och spänningsberoende tomgångsförlusterna antas vara konstant. Effektiva vridmomentet för motorer utan inre kylning I driftcykler där tillslagstiderna är korta i förhållande till den termiska tidskonstanten för motorn, kan den termiska belastningen för motorn uppskattas med hjälp av det effektiva vridmomentet.

Exempel: Att välja motor, Steg 1

Omgivningstemperatur, montagesätt och installationshöjd

Bestäm reduktionsfaktor för motorn. Faktorn är produkten av reduktionsfaktorerna för omgivningstemperatur, montagesätt, installationshöjd. Minska märkdata enligt den beräknade reduktionsfaktorn. Exempel: Omgivningstemperaturen är 60°C och installationshöjden är 2000m.ö.h. Reduktionsfaktorn för höjden blir 1-10*0,01=0,90 (1%=0,01 per 100m) och för temperaturen 1-2*0,07=0,86. Den totala reduktionsfaktorn blir 0,90*0,86=0,774.

Steg 2

Beräkning av nyckelapplikationsdata

De viktigaste posterna i applikationsdata är:
  • Maximalt motorvarvtal
  • Maximalt förekommande vridmoment
  • Effektivt motormoment
  • Medel motorhastighet