1. Forståelse af lasttype
Det første trin i enhver motorudvælgelsesproces er at karakterisere den drevne belastning. Dette definerer kravene til moment og hastighed på tværs af hele driftsområdet, hvilket igen bestemmer den nødvendige motortype, effekt, poltal og om en frekvensomformer eller gearkasse er nødvendig. Der er tre grundlæggende belastningskategorier.
Momentet forbliver nogenlunde konstant uanset hastigheden. Den nødvendige motoreffekt stiger derfor proportionalt med hastigheden. Eksempler: transportbånd, fortrængningspumper, kompressorer, blandere og hejseværker. Motoren skal dimensioneres til at yde tilstrækkeligt moment ved den laveste driftshastighed, også under start under fuld belastning.
Momentet stiger med kvadratet af hastigheden; effekten stiger med kubikhastigheden. Eksempler: centrifugalpumper, ventilatorer og blæsere. Ved 50 procent af nominel hastighed kræver belastningen kun 25 procent af nominel moment og 12,5 procent af nominel effekt. Denne egenskab gør variable momentbelastninger ideelle til VFD-hastighedsstyring, hvor store energibesparelser kan opnås ved reducerede flowkrav.
Effekten forbliver konstant, mens drejningsmomentet falder, når hastigheden stiger. Eksempler: metalbearbejdningsmaskiner (spindeldrev), viklingsmaskiner og nogle valseværksdrev. Motorvalg til konstante effektbelastninger skal sikre, at motoren kan yde fuld nominel effekt ved den højeste krævede hastighed og tilstrækkeligt drejningsmoment til skære- eller viklingskraft ved den laveste hastighed i driftsområdet.
Ved først at identificere belastningstypen forhindres den mest almindelige fejl ved motoroverdimensionering: at vælge en motor, der er dimensioneret til startmoment på en centrifugalbelastning, der kun kræver 12,5 procent af det nominelle moment ved halv hastighed. En overdimensioneret motor kører med lav effektfaktor og reduceret effektivitet i det meste af sit driftsområde, hvilket øger både energiomkostninger og reaktive effektladninger.
2. Beregning af motoreffekt
Når belastningens drejningsmoment-hastighedskarakteristik er kendt, kan den nødvendige motorakseleffekt beregnes. Den nødvendige effekt skal være tilstrækkelig til den værst tænkelige driftstilstand - typisk maksimal belastning ved maksimal hastighed - med en driftsfaktor anvendt for startforhold og belastningsvariationer.
| Anvendelse | Startende servicefaktor | Løbende servicefaktor | Noter |
|---|---|---|---|
| Centrifugalpumpe / ventilator | 1.0 | 1,0–1,15 | Lavt startmoment; størrelse til maksimalt driftspunkt |
| Båndtransportør (belastet start) | 1.5 | 1,15–1,25 | Høj inerti eller belastet start kræver startmomentmargen |
| Skruekompressor | 1,5–2,0 | 1.25 | Mulighed for ubelastet start; brug softstarter eller stjerne-trekantstarter |
| Omrører / mixer | 2,0–2,5 | 1,25–1,5 | Højviskositetsbatchstart er den værst tænkelige situation |
| Hejseværk / kran | 2,0–3,0 | 1.5 | Start under fuld ophængt last; brug bremsemotor |
Efter beregning af den nødvendige motoreffekt rundes op til den næste standard IEC-effektklassificering i serien (0,18, 0,25, 0,37, 0,55, 0,75, 1,1, 1,5, 2,2, 3,0, 4,0, 5,5, 7,5, 11, 15, 18,5, 22, 30, 37, 45, 55, 75, 90, 110, 132, 160, 200 kW). Undgå at vælge en motor med mere end én standardstørrelse over det beregnede krav, da dette øger kapitalomkostningerne og reducerer dellasteffektiviteten og effektfaktoren.
3. Hastighed, poler og gearing
Motorhastigheden i omdrejninger pr. minut bestemmes af antallet af magnetiske poler og forsyningsfrekvensen. Ved 50 Hz producerer de fire standardpolkonfigurationer disse synkrone hastigheder og omtrentlige fuldlasthastigheder:
Når den krævede udgangshastighed ikke matcher en standard motorhastighed, bruges en gearkasse til at reducere (eller lejlighedsvis øge) forholdet mellem motor og last. Det krævede gearforhold er simpelthen motorhastigheden divideret med den krævede udgangshastighed. For eksempel har et transportbånd, der kræver 28 o/min fra en 4-polet motor ved 1.450 o/min, brug for et gearforhold på cirka 52:1. Dette ville typisk opnås med et snekkegear til moderate momenter eller et spiralgear til kontinuerlig tung belastning ved høj effekt.
Valgtip: Når den nødvendige udgangshastighed er mellem 50 og 300 o/min, skal den samlede pris for en 4-polet motor med en totrins gearkasse sammenlignes med en 6-polet eller 8-polet motor med en et-trins gearkasse. Sidstnævnte mulighed reducerer ofte drivlinjens kompleksitet, vedligeholdelsespunkter og de samlede installationsomkostninger for omrører- og transportbåndsapplikationer. Korea Ever-Powers gearmotorkombinationer Dæk alle fire polkonfigurationer matchet med snekke-, spiral- og konisk-spiralformede reduktionsgear.
4. Driftscyklus og servicefaktor
IEC 60034-1 definerer ni standard driftstyper (S1 til S9), der beskriver, hvordan en motors belastnings- og hvileperioder veksler over tid. Driftscyklussen bestemmer den termiske belastning af motoren og påvirker direkte den nødvendige effekt.
Motoren kører kontinuerligt ved konstant belastning i tilstrækkelig lang tid til at nå termisk ligevægt. Den mest almindelige driftstype — pumper, ventilatorer, kompressorer, transportbånd. Motoren er klassificeret til kontinuerlig drift ved den nominelle effekt.
Motoren kører ved konstant belastning i en kort, defineret periode (10, 30, 60 eller 90 minutter) og stopper derefter længe nok til fuld afkøling til omgivelsestemperatur. Ventil- og sluseportaktuatorer, intermitterende værktøjsmaskiner. Korttidsmotorer kan klassificeres over S1 kontinuerlig effekt i deres definerede driftsperiode.
Motoren skifter mellem belastning og hvileperioder i en fast cyklus og når aldrig termisk ligevægt i nogen af faserne. Cyklisk driftsfaktor (CDF) er forholdet mellem tændt tid og samlet cyklustid. Pakkemaskiner, presser og elevatordrev kører ofte på S3-drift med en CDF på 25 til 60 procent.
S4 omfatter den termiske effekt af start. S5 omfatter bremsecyklusser. S6 dækker kontinuerlig drift med intermitterende overbelastninger. S7 og S8 dækker motorbremsning og hastighedsændringer. Disse driftstyper er relevante for kran-, hejse- og valseværksapplikationer, hvor hyppige accelerations-decelerationscyklusser påfører motorviklingen yderligere termisk belastning.
5. Driftsmiljø og IP-klasse
Installationsmiljøet bestemmer den krævede IP-kapslingsklasse, isoleringsklasse og i nogle tilfælde motorens konstruktionsmateriale. En motor installeret i et rent, tørt indendørsmiljø kan bruge IP44. Den samme motor i et udendørs område på en kemisk fabrik, der er udsat for regn og støv, kræver IP55 eller IP65. Fødevareforarbejdningslinjer, der udsættes for daglig højtryksrensning med kaustisk ætsning, kræver IP69K med konstruktion i rustfrit stål.
For klassificerede eksplosionsfarlige områder, der indeholder brandfarlige gasser eller brændbart støv, er standardmotorer ikke tilladt uanset IP-klassificering. Certificerede eksplosionssikre motorer (Ex d IIB T4 for gasområder i zone 1 eller Ex t IIIB for støvområder i zone 21) er obligatoriske. Korea Ever-Powers YB2-seriens eksplosionssikre motorer Dæk gasområder i Zone 1 og Zone 2 fra 0,55 til 200 kW i alle firepolede konfigurationer.
| Miljø | Min. IP-adresse |
|---|---|
| Rengør indendørs, tørt | IP44 |
| Generel industri, støvet | IP54 |
| Udendørs eller vandstråler | IP55 |
| Afvaskningsområder | IP65 |
| Opvask af fødevarer/farmaceutiske produkter | IP69K |
| Område med farlig gas (zone 1) | Eks. d IIB |
6. Valgmatrix for motortype
Når belastningstype, effekt, hastighed, driftscyklus og miljø er defineret, kan motortypen vælges. Denne matrix matcher de mest almindelige applikationskrav med den relevante motorserie fra Korea Ever-Power.
| Krav | Korea Ever-Power-serien | Nøglefunktion |
|---|---|---|
| Standard S1 kontinuerlig drift, ren indendørs | Y2-serien | IE3, IP54, 0,18–200 kW, alle 4-polede konfigurationer |
| Variabel hastighed med VFD | YVF2-serien | IC416 ekstern blæser, klasse H, PTC-termistorer, 0,75–200 kW |
| To faste hastigheder nødvendige (ingen VFD) | YD-serien | Dahlander / separat vikling, 4/2P til 12/6P polkombinationer |
| Lastholdende / positioneringspligt | Y2EJ-serien | Integreret fjederpåvirket DC-bremse, stoptid < 0,1–0,4 s |
| Farligt område Zone 1 / Zone 2 | YB2-serien | Ex d IIB T4, IP55, 0,55–200 kW, IECEx/ATEX-certificeret |
| IP69K daglig afvaskning (fødevarer/farmaceutiske produkter) | BXG-serien | 316L rustfrit stål, IP69K, FDA-tætninger, Ra 0,8 um, Klasse H |
| Lille effekt (< 1 kW), aluminiumsramme | YS-serien | 25 W–750 W, aluminiumsramme, IP44, mulighed for kondensatorstart |
Fuldstændige produktspecifikationer, modeltabeller og applikationsvejledninger for hver serie findes i produktsektion for trefaset motor.
7. Effektivitetsklasse og livscyklusomkostninger
For de fleste industrimotorer overstiger energiomkostningerne over en 10-årig levetid langt den oprindelige købspris. En 22 kW motor købt for 600 USD vil forbruge cirka 480.000 kWh over 10 år ved fuld belastning (4.800 timer om året). Med en pris på 0,12 USD/kWh svarer dette til 57.600 USD i elomkostninger – 96 gange motorens købspris. En forbedring af effektiviteten fra IE2 (90,9%) til IE3 (91,6%) ved 22 kW sparer cirka 410 kWh om året pr. motor eller 4.100 kWh og 492 USD over 10 år ved 0,12 USD/kWh.
For faciliteter med store motorpopulationer kan den akkumulerede energibesparelse ved opgradering fra IE2 til IE3 på tværs af 50 til 100 motorer repræsentere en betydelig årlig reduktion af driftsomkostningerne. EU-forordning 2019/1781 kræver IE3 som minimumseffektivitetsklasse for motorer fra 0,75 til 200 kW på det europæiske marked, og mange andre markeder indfører tilsvarende regler. At specificere IE3 som minimum for alle nye motorkøb er både overholdelse af reglerne og forsvarlig driftsøkonomi.
8. Ofte stillede spørgsmål
Redigeret af Cxm
