Επιλογή της Σωστής Ασύγχρονης Μηχανής Μετάδοσης: Οδηγός Μεγέθους & Ισχύος

Πηγαίνετε σε οποιοδήποτε blog για επαγωγικούς μοτέρ μετάδοσης AC και θα ακούσετε για τους επαγωγικούς μοτέρ μετάδοσης και θα αγνοήσετε την πιο σημαντική χρήση αυτών των μοτέρ. Εδώ δεν θα επικεντρωθούμε στους μοτέρ, αντίθετα θα επικεντρωθούμε στη χρήση των μοτέρ στο σύστημα κλιματισμού. Αυτοί οι μοτέρ αποτελούν τον πυρήνα του συστήματος AC. Το καλύτερο είναι ότι έρχονται στο βέλτιστο μέγεθος και ισχύ που χρειάζεται για τη διατήρηση της ενεργειακής κατανάλωσης με υψηλή αποτελεσματικότητα και επεκτεταμένη διάρκεια ζωής της μηχανής. Να θυμάστε ότι όλες οι μονάδες λειτουργούν βάσει των ίδιων αρχών. Αν οι μοτέρ μετάδοσης δεν ταιριάζουν με τις μονάδες ή είναι κακώς επιλεγμένες, μπορεί να οδηγήσει σε υψηλά έξοδα ενέργειας, υψηλή συχνότητα βλαβών της μονάδας καθώς επίσης και σε κάτι ακόμη χειρότερο, υπερθέρμανση.

Αυτό είναι ακριβώς το θέμα συζήτησης σε αυτόν τον οδηγό. Θα εξερευνήσουμε λεπτομερώς τα στοιχεία του μεγέθους και της ισχύος για να καθορίσουμε ποια είναι η καλύτερη επιλογή για τις ανάγκες σας σε κλιματισμό. Για τους περισσότερους ανθρώπους που αναζητούν κλιματιστικά ή συστήματα κλιματισμού, δεν είναι απαραίτητο να ασχοληθούν σε βάθος με τους ηλεκτροκινητήρες, ωστόσο ένας στους δέκα μπορεί να ανησυχεί πολύ για την ενέργεια και να αναζητά αυτές τις πληροφορίες.

Αρχικά, όταν επιλέγετε επαγωγικούς κινητήρες AC, είναι σημαντικό να προσδιορίσετε σε ποιό σύστημα AC θα λειτουργούν. Κάθε σύστημα AC έχει κινητήρες που εκτελούν συγκεκριμένες εργασίες. Ορισμένοι κινητήρες κινούν ανεμιστήρες προσαγωγής για την κυκλοφορία του αέρα, ορισμένοι κινούν ανεμιστήρες συμπυκνωτή για τη διαρροή θερμότητας, ορισμένοι κινούν εξαεριστήρες για τον έλεγχο της ροής αέρα ή κινούν κινητήρες συμπιεστών σε ορισμένα μοντέλα. Καθένας από αυτούς έχει τις δικές του απαιτήσεις. Οι ανεμιστήρες προσαγωγής απαιτούν σταθερή ροπή και ταχύτητα, ενώ οι ανεμιστήρες συμπυκνωτή πρέπει να λειτουργούν σε ακραίες εξωτερικές θερμοκρασίες. Υπάρχουν επίσης συνθήκες λειτουργίας που πρέπει να ληφθούν υπόψη. Οι εσωτερικοί κινητήρες δεν εκτίθενται τόσο στις καιρικές συνθήκες, ενώ οι εξωτερικοί κινητήρες πρέπει να είναι ανθεκτικοί στην υγρασία, στη σκόνη και στις ακραίες θερμοκρασίες. Η γνώση αυτών των λεπτομερειών διευκολύνει τις απαιτήσεις σε ισχύ και μέγεθος.

Η ροπή είναι το πόση περιστροφική δύναμη χρειάζεται να παράγει ο κινητήρας για να περιστρέφει τη μονάδα ΚΑ και αποτελεί έναν από τους πιο κρίσιμους παράγοντες στη διαστασιολόγηση. Ένας κινητήρας θα σταματήσει αν δεν υπάρχει επαρκής ροπή, ενώ, αντιστρόφως, πολύ μεγάλη ροπή θα σημαίνει χαμένη ενέργεια. Για να υπολογιστεί η ροπή, πρέπει να γνωρίζετε τη δύναμη του φορτίου, η οποία είναι η αντίθετη δύναμη του εξαρτήματος (στην περίπτωση του ανεμιστήρα, η αντίσταση) και η ακτίνα του άξονα του κινητήρα από την οποία ασκείται το φορτίο. Ροπή = Δύναμη Φορτίου X Ακτίνα Άξονα. Για παράδειγμα, αν ο ανεμιστήρας έχει άξονα ακτίνας 2 ίντσες και δύναμη φορτίου 10 λίβρες, τότε η ροπή είναι 20 λίβρες-ίντσες (lb-in). Πιο προηγμένα εξαρτήματα, όπως οι αεροστρόφιλοι, θα πρέπει να μελετηθούν μέσω του τεχνικού φύλλου δεδομένων του εξαρτήματος για να προσδιοριστεί η συνιστώμενη ροπή.

Η ισχύς καταγράφεται σε βατ (W) ή σε ίππους (HP) και αφορά την ποσότητα ενέργειας που πρέπει να καταναλώσει ο κινητήρας για να επιτευχθεί η δεδομένη ροπή σε καθορισμένη ταχύτητα. Η αλληλεπίδραση της ισχύος με τη ροπή και την ταχύτητα (σ.α.λ.) είναι η σχέση που έχει σημασία. Η ισχύς της πτερωτής σε βατ για έναν κινητήρα μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο. Ισχύς Πτερωτής (W) = (Ροπή (N·m) x Ταχύτητα (RPM) x π) ÷ 60. Αφήνοντας κατά μέρος τα αστεία, στις αγγλοσαξονικές μονάδες 1 HP είναι 746 W. Για παράδειγμα, ένας κινητήρας που χρειάζεται να παρέχει 1500 RPM σε ροπή 10 N·m χρειάζεται περίπου 2,1 HP ή 1570 W ισχύος. Αυτοί οι υπολογισμοί ισχύουν για κινητήρες με παράλληλη διάταξη. Κανείς δεν θέλει να βρεθεί απροετοίμαστος για την εμφάνιση απρόβλεπτων περιστατικών. Για τον λόγο αυτό, μια λογική απόκλιση 10 - 15% επιπλέον ισχύος είναι χρήσιμη για απρόσμενες αυξήσεις φορτίου, όπως προσωρινές κορυφές αντίστασης ή σκόνη στις πτερωτές.

Το μέγεθος του κινητήρα υποδεικνύει το φυσικό μέγεθος του κινητήρα, όπως το μήκος και η διάμετρος καθώς και το μέγεθος του άξονα του κινητήρα, καθώς και τα σχετικά ηλεκτρικά μεγέθη, όπως ο αριθμός του πλαισίου, τα οποία καθορίζονται σύμφωνα με βιομηχανικά πρότυπα, όπως το NEMA στη Βόρεια Αμερική και το IEC στον υπόλοιπο κόσμο. Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, το φυσικό μέγεθος πρέπει να συμμορφώνεται με τον διαθέσιμο χώρο στη μονάδα Α/Κ. Τα προτεινόμενα μεγέθη του κινητήρα καθώς και η διάμετρος του άξονα πρέπει να επαληθευτούν με βάση τις προδιαγραφές σχεδίασης του συστήματος Α/Κ. Αυτά είναι τα μεγέθη στα οποία το σύστημα θα ήθελε η διάμετρος του άξονα και τα μεγέθη του κινητήρα να αντιστοιχούν. Επίσης, οι κινητήρες μεγαλύτερου μεγέθους αποτελούν επίσης ένα θέμα προσοχής. Ο αριθμός πλαισίου, όπως το NEMA 56, IEC 112, είναι συμβατός με τις βάσεις στερέωσης και τις ενώσεις. Δηλαδή, ένας κινητήρας τύπου NEMA 56 είναι εξοπλισμένος με ορισμένο ύψος άξονα και διάταξη πειρών, που αποτελεί τυποποιημένη πρακτική στερέωσης κινητήρα σε αμέτρητα οικιακά συστήματα εξαερισμού Α/Κ. Εάν η απόσταση δεν ελεγχθεί, πιθανόν θα προκύψουν παραμορφώσεις πλαισίου και ελλείψεις στη διάταξη, με αποτέλεσμα την αστάθεια.

Η χρήση ενός επαγωγικού κινητήρα (AC) σε κινητήρες μειωτήρα έχει σκοπό την εμπλουτισμό του κινητήρα με ένα κιβώτιο ταχυτήτων με στόχο την αλλαγή των συναρτήσεων του κινητήρα, δηλαδή της ταχύτητας και της ροπής. Χρησιμοποιώντας τη μεταφορά της ταχύτητας εισόδου προς την ταχύτητα εξόδου, μπορεί να προκύψει η συνολική μείωση της ταχύτητας ενός δεδομένου κινητήρα και η ενίσχυση της ροπής. Εάν η σχέση μεταφοράς είναι 10:1, η ταχύτητα εξόδου είναι 180 RPM με πολλαπλασιασμένη ροπή 10 φορές, ενώ ο κινητήρας λειτουργεί στις 1800 RPM. Μια μεγαλύτερη τιμή λόγου θα παράγει χαμηλότερες ταχύτητες εξόδου και επομένως μεγαλύτερη ροπή, κάτι που είναι ιδανικό για εφαρμογές με βαριά φορτία, όπως οι μεγάλοι ανεμιστήρες συμπυκνωτή. Από την άλλη πλευρά, μια μικρότερη τιμή λόγου θα είναι κατάλληλη για εφαρμογές υψηλής ταχύτητας και χαμηλής ροπής, για παράδειγμα, μικροί ανεμιστήρες. Όλα αυτά δείχνουν γιατί η σχέση μεταφοράς πρέπει να ταιριάζει με την ταχύτητα που απαιτείται για ένα συγκεκριμένο εξάρτημα. Για να αποσαφηνιστεί οποιαδήποτε αμφιβολία, μπορεί να μελετηθεί το φύλλο προδιαγραφών του AC κομπονέντ και να χρησιμοποιηθούν οι προτεινόμενες ταχύτητες λειτουργίας για την εύρεση της βέλτιστης τιμής.

Τα λειτουργικά έξοδα για τους ηλεκτροκινητήρες AC κατηγοριοποιούνται σύμφωνα με το βαθμό απόδοσης που υιοθετούν ως βασικά εξαρτήματα, ενώ οι ηλεκτροκινητήρες E-κατηγορίας χωρίζονται σε πρότυπα IE1, IE2, IE3 και IE4, επιτυγχάνοντας έτσι 1 τυπική, 2 υψηλή, 3 premium και 4 υπερ-προηγμένη απόδοση, αντίστοιχα, για τους ηλεκτροκινητήρες τους. Οι ηλεκτροκινητήρες που είναι ρυθμισμένοι στο IE3 καταναλώνουν πιθανόν 10% λιγότερο από ό,τι καταναλώνουν συνήθως οι ηλεκτροκινητήρες τυπικής απόδοσης, εξοικονομώντας έτσι περισσότερη ενέργεια για μεγαλύτερες αποδόσεις. Οι υψηλής απόδοσης ηλεκτροκινητήρες είναι σημαντικά πιο οικονομικοί, καθώς το αρχικό κόστος τους αποπληρώνεται μέσω των συστημάτων AC με την πάροδο του χρόνου, ιδιαίτερα όταν χρησιμοποιούνται σε εμπορικές εγκαταστάσεις. Οι κανονιστικές διατάξεις των χωρών καθορίζουν τη χρήση ηλεκτροκινητήρων που εγκρίνονται από το σύστημα ENERGY και παρόμοιες ομάδες εξοικονόμησης ενέργειας.

Η ηλεκτρική παροχή του συστήματος AC πρέπει να είναι συμβατή με το σύστημα της ηλεκτρομαγνητικής μηχανής. Επομένως, βεβαιωθείτε ότι η τάση της μηχανής (110, 220, 380) και η απαιτούμενη φάση (οικιακή είναι μονοφασική και επαγγελματική είναι τριφασική) ταιριάζει με τη διαθέσιμη παροχή ηλεκτρικής ενέργειας. Η χρήση ηλεκτροκινητήρα με λανθασμένη τάση, αν δεν ταιριάζει, θα καταστρέψει αμέσως τη μηχανή ή θα μειώσει την απόδοση. Παράγοντες Αξιοπιστίας μηχανής περιλαμβάνουν κλάση μόνωσης (B, F, H) και κλάση της μηχανής που καθορίζει τη δυνατότητα της μηχανής να αντέχει τη θερμότητα. Η κλάση F μόνωσης είναι η πιο δημοφιλής για εφαρμογές AC, με άνω όριο 155°C. Επιπλέον, υπάρχει η εγγύηση της μηχανής η οποία σχετίζεται με τη φήμη, μεγαλύτερες εγγυήσεις (δύο έως πέντε χρόνια) και καλύτερη μεταπωλητική υποστήριξη, μειώνοντας τον κίνδυνο απρόσμενης βλάβης που προσφέρουν οι αξιόπιστες μάρκες.

Όπως πάντα, ελέγξτε τις προδιαγραφές του κατασκευαστή, εξισορροπήστε το φορτίο του εξοπλισμού που κινείται και ελέγξτε τα χαρακτηριστικά ελέγχου ταχύτητας του κινητήρα. Τα συστήματα που υπερτερούν των διαδικασιών και συστημάτων απαιτούν προσεκτική εξισορρόπηση της υδραυλικής ή πνευματικής πίεσης με τον τοροειδή μηχανισμό. Το κόστος και ο χρόνος παράδοσης που προσφέρει ο κατασκευαστής στον τομέα Συναρμολόγησης και Διάθεσης Κινητήρων βοηθά στην επιλογή κινητήρα με υψηλή διαθεσιμότητα. Σε διαμόρφωση όπου ο κινητήρας πρέπει να ενσωματωθεί με ασύγχρονους διπλά τροφοδοτούμενους γεννήτριες, συνιστάται η βοήθεια ειδικού προκειμένου να επιτευχθεί απρόσκοπτη συγχρονισμένη λειτουργία με τον περιστρεφόμενο εξοπλισμό.