انتخاب موتور گیربکس AC مناسب: راهنمای اندازه و توان

به هر وبلاگی در مورد موتورهای گیربکس AC سر بزنید، در مورد موتورهای گیربکس AC صحبت خواهد شد و از مهم‌ترین کاربرد این موتورها صرف‌نظر خواهد شد. تمرکز این مطلب بر روی موتورها نخواهد بود، بلکه بر روی استفاده از موتورها در سیستم تهویه هوا خواهد بود. این موتورها هسته اصلی سیستم AC را تشکیل می‌دهند. بهتر از همه، این موتورها در اندازه و توان بهینه‌ای عرضه می‌شوند که برای حفظ مصرف انرژی با کارایی بالا و طول عمر زیاد دستگاه نیاز است. به یاد داشته باشید که تمام واحدها بر اساس همان اصول اساسی کار می‌کنند. اگر موتورهای گیربکس با واحدها مطابقت نداشته باشند یا به درستی نصب نشوند، می‌تواند منجر به هزینه‌های بالای انرژی، خرابی مکرر دستگاه و حتی گرم شدن بیش از حد آن شود.

این دقیقاً موضوع بحث در این راهنما است. ما به طور دقیق به بررسی اجزای مربوط به اندازه و توان می‌پردازیم تا بهترین گزینه را برای نیازهای شما از نظر دستگاه‌های تهویه مطبوع (AC) پیدا کنیم. برای اکثر افرادی که به دنبال خرید دستگاه‌های AC یا سیستم‌های تهویه هستند، لازم نیست تا به طور عمیق وارد جزئیات مربوط به موتورهای گیربکس شوند، اما یکی از هر ده نفر ممکن است بسیار به انرژی وابسته باشد و به دنبال جزئیات خاصی باشد.

در ابتدا، هنگام انتخاب موتورهای گیربکسی AC، مهم است که مشخص شود این موتورها در چه سیستم ACای عمل خواهند کرد. هر سیستم AC دارای موتورهایی است که وظایف خاصی را انجام می‌دهند. برخی از موتورها، فن‌های بلوور را برای گردش هوا، فن‌های کندانسور را برای دفع گرما، دریچه‌های دمپر را برای کنترل جریان هوا و یا در برخی مدل‌ها موتورهای کمپرسور را به حرکت درمی‌آورند. هر کدام از این موارد نیازمندی‌های خاص خود را دارند؛ فن‌های بلوور به گشتاور و سرعت ثابتی نیاز دارند، در حالی که فن‌های کندانسور باید در دمای بیرونی بسیار بالا کار کنند. همچنین شرایط عملیاتی نیز باید در نظر گرفته شوند؛ موتورهای داخلی کمتر تحت تأثیر شرایط جوی قرار می‌گیرند، در حالی که موتورهای خارجی باید در برابر رطوبت، گرد و غبار و دماهای بسیار زیاد مقاومت کنند. دانستن این جزئیات، نیازمندی‌های مربوط به توان و اندازه را مشخص می‌کند.

گشتاور نشان می‌دهد که موتور چقدر نیروی چرخشی باید تولید کند تا واحد AC را بچرخاند و یکی از مهم‌ترین جنبه‌ها در تعیین اندازه موتور است. اگر گشتاور کافی نباشد، موتور متوقف می‌شود و از سوی دیگر، گشتاور بیش از حد به معنای اتلاف انرژی است. برای محاسبه گشتاور، باید نیروی بار را که نیروی مقاوم مؤلفه است (در مورد یک فن، نیروی پسا) و شعاع محور موتور که از آن بار وارد می‌شود، دانست. فرمول گشتاور به صورت زیر است: گشتاور = نیروی بار × شعاع محور. به عنوان مثال، اگر شعاع محور فن بلوور ۲ اینچ و نیروی بار ۱۰ پوند باشد، گشتاور برابر با ۲۰ پوند-اینچ (lb-in) خواهد بود. برای مؤلفه‌های پیشرفته‌تر مانند دمپرها، باید از طریق دیتاشیت فنی مؤلفه مربوطه، گشتاور توصیه‌شده را بررسی کرد.

قدرت به وات (W) یا اسب بخار (HP) ثبت می‌شود و به مقدار انرژی مربوط می‌شود که موتور باید برای تولید گشتاور مشخص‌شده در سرعتی معین مصرف کند. تعامل قدرت با گشتاور و سرعت (RPM) رابطه‌ی مهم است. رابطه‌ی قدرت تیغه به وات برای یک موتور می‌تواند با استفاده از فرمول زیر محاسبه شود: قدرت تیغه (وات) = (گشتاور (نیوتون.متر) × سرعت (دور بر دقیقه) × π) ÷ ۶۰. فراموش نکنید، در واحدهای امپراتوری ۱ اسب بخار برابر ۷۴۶ وات است. به عنوان مثال، یک موتور که باید ۱۵۰۰ دور بر دقیقه با گشتاور ۱۰ نیوتون.متر تحویل دهد، به حدوداً ۲.۱ اسب بخار یا ۱۵۷۰ وات قدرت نیاز دارد. این محاسبات برای موتورهای دوار خطی به کار می‌روند. هیچ‌کس نمی‌خواهد از آمادگی کافی در برابر اتفاقات غیرمنتظره برخوردار نباشد. به همین دلیل، داشتن یک حاشیه معقول به میزان ۱۰ تا ۱۵ درصد قدرت اضافی برای افزایش‌های غیرمنتظره در بار مفید است، مانند افزایش موقت مقاومت یا گرد و غبار روی تیغه‌های فن.

اندازه موتور به اندازه فیزیکی موتور اشاره دارد، از جمله طول، قطر، اندازه شفت موتور، همچنین اندازه‌گیری‌های الکتریکی مربوطه مانند شماره فریم که مطابق استانداردهای صنعتی مانند NEMA در آمریکای شمالی و IEC در سایر نقاط جهان دنبال می‌شود. همان‌طور که پیش‌تر بیان شد، اندازه فیزیکی باید با فضای در نظر گرفته شده در واحد AC سازگار باشد. ابعاد پیشنهادی موتور و همچنین قطر شفت باید با استفاده از مشخصات طراحی سیستم AC تأیید شوند. این ابعادی هستند که سیستم انتظار دارد قطر شفت و ابعاد موتور در آن قرار گیرند. موتورهای بزرگ‌تر از حد نیز مسئله‌ساز هستند. شماره فریم مانند NEMA 56، IEC 112 با پایه‌های نگهدارنده و اتصالات موتور سازگار است. یعنی یک موتور با فریم NEMA 56 دارای ارتفاع شفت و الگوی پیچ خاصی است که به‌طور استاندارد توسط بسیاری از دمنده‌های خانگی AC مورد استفاده قرار می‌گیرد. اگر فاصله‌ها به‌درستی کنترل نشوند، احتمالاً تغییر شکل فریم و نقصان در فواصل منجر به ناپایداری خواهد شد.

استفاده از موتور AC در موتورهای دنده‌ای به منظور غنی‌سازی موتور با یک جعبه دنده صورت می‌گیرد تا بتوان از طریق آن توابع سرعت و گشتاور موتور را تغییر داد. با استفاده از نسبت دنده برای مقیاس‌کردن سرعت ورودی به سرعت خروجی، می‌توان کاهش کلی سرعت موتور و همچنین تقویت گشتاور را به دست آورد. اگر نسبت دنده ۱۰ به ۱ باشد، سرعت خروجی ۱۸۰ دور در دقیقه خواهد بود با گشتاوری ۱۰ برابری، در حالی که موتور با سرعت ۱۸۰۰ دور در دقیقه کار می‌کند. یک نسبت بالاتر منجر به سرعت خروجی پایین‌تر و در نتیجه گشتاور بالاتر خواهد شد و این موضوع به طور ایده‌آل برای کاربردهای با بار سنگین مانند فن‌های کندانسور بزرگ مفید است. از سوی دیگر، یک نسبت پایین‌تر به طور ایده‌آل برای کاربردهایی با سرعت بالا و گشتاور پایین، مانند فن‌های دمش کوچک مناسب خواهد بود. تمام این موارد دلیل این موضوع را روشن می‌کنند که چرا باید نسبت دنده با سرعت مورد نیاز برای یک قطعه خاص هماهنگ شود. برای رفع هرگونه تردید، می‌توان دیتاشیت قطعه AC را بررسی کرد و از سرعت‌های کاری پیشنهادی برای انتخاب مقدار بهینه استفاده نمود.

هزینه‌های عملیاتی موتورهای گیربکسی AC در دسته‌بندی قطعات اصلی قرار می‌گیرند، در حالی که موتورهای mMotors باقی‌مانده در رده E به استانداردهای IE1، IE2، IE3 و IE4 تقسیم شده‌اند و به ترتیب دارای 1 استاندارد، 2 بازده بالا، 3 بازده برتر و 4 بازده بسیار برتر هستند. موتورهایی که در رده IE3 قرار دارند، مصرف انرژی 10 درصدی کمتری نسبت به موتورهای رده پایین‌تر دارند و در نتیجه انرژی بیشتری را برای تولید خروجی بالاتر ذخیره می‌کنند. موتورهای با بازده بالا از نظر هزینه مقرون‌به‌صرفه‌تر هستند زیرا هزینه‌های آنها در طول زمان از طریق سیستم‌های AC بازگردانده می‌شوند، به‌ویژه در محیط‌های تجاری. مقررات کشورها، استفاده از موتورهایی که توسط سیستم‌های ENERGY و سایر گروه‌های صرفه‌جویی در انرژی تأیید شده‌اند را الزامی می‌دانند.

تغذیه الکتریکی سیستم AC باید با سیستم موتور خود سازگار باشد. بنابراین، ولتاژ موتور (110، 220، 380) و تعداد فاز مورد نیاز (در سیستم‌های خانگی تک‌فاز و در سیستم‌های تجاری سه‌فاز) را با تغذیه الکتریکی موجود مقایسه و تطابق آن را تأیید کنید. استفاده از یک موتور الکتریکی با ولتاژ اشتباه، در صورت عدم تطابق، بلافاصله موتور را آسیب می‌زند یا عملکرد آن را کاهش می‌دهد. عوامل قابلیت اطمینان موتور شامل کلاس عایولی (B، F، H) و کلاس موتور هستند که تعیین‌کننده توانایی موتور در تحمل گرما می‌باشند. کلاس F عایق‌بندی، مورد ترجیح برای کاربردهای AC است که آستانه بالایی برابر 155°C دارد. علاوه بر این، گارانتی موتور نیز از اعتبار برخوردار است، گارانتی‌های طولانی‌تر موتور (دو تا پنج سال) و پشتیبانی بهتر پس از فروش، ریسک خرابی‌های غیرمنتظره را که توسط برندهای معتبر ارائه می‌شود، جبران می‌کند.

همان‌گونه که همیشه، مشخصات کارخانه‌سازنده را بررسی کنید، بار تجهیزات محرکه را متعادل نمایید و ویژگی‌های کنترل سرعت موتور را چک کنید. سیستم‌هایی که از فرآیندها و سیستم‌های مطیع قوی‌تر هستند، نیازمند تعادل دقیق فشار هیدرولیکی یا پنوماتیکی با مکانیسم توروئیدی می‌باشند. قیمت‌گذاری توسط سازنده و زمان پیشنهادی در حوزه مونتاژ و نحوه استقرار موتور به انتخاب یک موتور با دردسترسی بالا کمک می‌کند. در یک پیکربندی که موتور باید با ژنراتورهای غیرهمسانترویک دو تغذیه‌ای ادغام شود، کمک متخصصان توصیه می‌شود تا بتوان به‌صورت بی‌عیب با تجهیزات دوار همگام شد.