Escolla do motor redutor de CA axeitado: Guía de tamaño e potencia

Diríxete a calquera blog sobre motores de corrente alterna e escoitarás falar dos motores de corrente alterna e ignorarás o uso máis importante destes motores. Aquí o foco non serán os motores, senón o uso dos motores no sistema de aire acondicionado. Estes motores constitúen o centro do sistema de aire acondicionado. Ademais, teñen o tamaño e potencia óptimos necesarios para manter o consumo de enerxía con alta eficacia e unha longa vida útil da máquina. Lembra que todas as unidades operan segundo os mesmos principios. Se os motores eléctricos non coinciden coas unidades ou están mal adaptados, isto pode levar a altos custos enerxéticos, maior frecuencia de fallos da unidade e incluso algo peor, sobrecalentamento.

Este é exactamente o tema de discusión desta guía. Exploraremos en detalle os compoñentes do tamaño e da potencia para determinar a mellor opción para as súas necesidades de CA. Para a maioría das persoas que buscan CA ou sistemas de aire acondicionado, non é necesario dedicar tempo a entender en profundidade os motores eléctricos, pero unha de cada dez persoas pode preocuparse moito pola enerxía e buscar estes detalles.

Inicialmente, ao escoller os motores de corrente alterna (CA), é importante identificar en que sistema de CA van operar. Cada sistema de CA ten os seus motores desempeñando tarefas específicas. Algunhos motores impulsan os ventiladores do calefactor para circular o aire, impulsan os ventiladores do condensador para a disipación do calor, impulsan as compuertas para o control do fluxo de aire ou impulsan os motores do compresor en algúns modelos. Cada un destes ten os seus propios requisitos; os ventiladores do calefactor requiren torque e velocidade constantes mentres que os ventiladores do condensador teñen que traballar en temperaturas exteriores extremas. Tamén hai que considerar as condicións de funcionamento; os motores interiores están menos expostos ao tempo, mentres que os motores exteriores teñen que ser resistentes á humidade, ao po e ás temperaturas extremas. Coñecer estes detalles simplifica os requisitos de potencia e tamaño necesarios.

O par é a cantidade de forza rotativa que o motor debe producir para facer xirar a unidade de AC e é un dos aspectos máis críticos no dimensionamento. Un motor detergase se non hai suficiente par, e, ao revés, demasiado par equivaldrá a enerxía perdida. Para calcular o par, necesítase coñecer a forza de carga, que é a forza contraria do compoñente (no caso do ventilador, a resistencia) e o raio do eixo do motor desde o cal se exerce a carga. Par = Forza de Carga X Raio do Eixo. Por exemplo, se o ventilador do colector ten un raio de eixo de 2 polegadas e unha forza de carga de 10 libras, entón o par é de 20 libras-polegada (lb-in). Compónentes máis avanzados, como os amortecedores, terán que ser investigados a través da ficha técnica do compoñente para coñecer o par recomendado.

A potencia rexístase en vatios (W) ou cabalos de vapor (CV) e refírese a cantidade de enerxía que o motor debe consumir para acadar o par determinado a unha velocidade definida. A interacción da potencia co par e a velocidade (RPM) é a relación que importa. A potencia da lâmina en vatios para un motor pode calcularse coa fórmula seguinte: Potencia da lâmina (W) = (Par (N·m) x Velocidade (RPM) x π) ÷ 60. Deixando as bromas aparte, nas unidades imperiais, 1 CV equivale a 746 W. Por exemplo, un motor que precise entregar 1500 RPM cun par de 10 N·m require uns 2,1 CV ou 1570 W de potencia. Estes cálculos aplícanse aos motores rotativos en liña. Ningún quere quedar despreparado ante o inesperado. Por iso, unha marxe razoable do 10-15% de potencia adicional é útil para afrontar aumentos imprevistos na carga, como picos temporais de resistencia ou po nas lâminas do ventilador.

O tamaño do motor indica o tamaño físico do motor, como a lonxitude e o diámetro e o tamaño do eixo do motor, así como o dimensionamento eléctrico relevante, como o número de marco, que se segue segundo os estándares do sector como NEMA en América do Norte, IEC no resto do mundo, etc. Como se dixo anteriormente, o tamaño físico debe adaptarse ao espazo dispoñible na unidade de AC. É necesario verificar as dimensións propostas do motor así como o diámetro do eixo utilizando as especificacións de deseño do sistema de AC. Estas son as dimensións nas que o sistema desexa que estean o diámetro do eixo e as dimensións do motor. Os motores sobredimensionados tamén son unha preocupación. O número de marco, como NEMA 56, IEC 112, é compatible coas bridas de montaxe e os acoplamientos. É dicir, un motor de marco NEMA 56 está equipado cunha certa altura do eixo e patrón de parafusos que incontables ventiladores de AC residenciais utilizan normalmente para o montaxe do motor. Se o espazamento se deixa sen verificar, as deformacións do marco e as deficiencias no espazamento probablemente resulten en inestabilidade.

O uso dun motor de CA en motores de engranaxes serve para enriquecer o motor cunha caixa de engranaxes co fin de cambiar a velocidade e as funcións de torque do motor. Usando a relación de engranaxe para escalar a velocidade de entrada á velocidade de saída, pódese obter a redución total de velocidade dun motor dado e a amplificación do torque. Se a relación de engranaxe é de 10 a 1, a velocidade de saída é de 180 RPM cun torque multiplicado por 10, todo isto mentres o motor está funcionando a 1800 RPM. Unha relación con maior valor producirá velocidades de saída máis baixas e, polo tanto, maior torque, e isto é idealmente útil para aplicacións de carga pesada como grandes ventiladores de condensador. Por outro lado, unha relación de menor valor funcionará idealmente para fins de alta velocidade e baixo torque de saída, por exemplo, pequenos ventiladores sopro. Todo isto amosa por que a relación de engranaxe debe coincidir coa velocidade necesaria para un compoñente dado. Para despechar calquera dúbida, podería consultarse a ficha técnica do compoñente de CA e usarse as velocidades recomendadas de funcionamento para obter valores optimizados.

Os custos de funcionamento dos motores de corrente alterna clasifícanse segundo as súas aplicacións como pezas clave, mentres que os complementarios clasifícanse como residuais. Os motores E-grade están divididos segundo as normas IE1, IE2, IE3 e IE4, logrando así respectivamente 1 eficiencia estándar, 2 alta, 3 premium e 4 super premium para os seus motores. Os motores clasificados baixo a norma IE3 probablemente consuman un 10% menos do que se costuma consumir baixo a norma estándar 1, aforrando así máis enerxía para producións máis altas. Os motores de alta eficiencia son máis económicos xa que os custos recupéranse a través dos sistemas de corrente alterna co tempo, especialmente cando se empregan en instalacións comerciais. As regulacións dos distintos países especifican o uso de motores avalados polos sistemas ENERGY e outros grupos similares de aforro enerxético.

O suministro eléctrico do sistema de CA debe ser compatible co sistema do propio motor. Polo tanto, confirme que a tensión do motor (110, 220, 380) e a fase necesaria (residencial é monofásica e comercial é trifásica) coincidan co suministro de enerxía dispoñible. O uso dun motor eléctrico con tensión incorrecta, se non é así, danará instantaneamente o motor ou reducirá o rendemento. Os factores de fiabilidade dun motor inclúen a clase de illamento (B, F, H) e a clase do motor, que determina a capacidade do motor para soportar calor. A clase F de illamento é a máis utilizada para aplicacións de CA, cun limiar superior de 155°C. Ademais, hai que ter en conta a garantía do motor, xa que unha maior duración da garantía (de dous a cinco anos) e un mellor servizo postventa, reducen o risco de fallos inesperados, o que ofrecen as marcas recoñecidas.

Como sempre, revise as especificacións do fabricante, equilibre a carga do equipo impulsado e comprobe os atributos de control de velocidade do motor. Os sistemas que teñen máis potencia que os procesos e sistemas conformes requiren un equilibrio coidadoso da presión hidráulica ou pneumática co mecanismo toroidal. O prezo e o tempo estimado do fabricante no ámbito de Montaxe e Disposición do Motor axudan a seleccionar un motor con alta disponibilidade. Nunha configuración na que o motor precise integrarse con xeradores asíncronos de dobre alimentación, recoméndase a asistencia de expertos para sincronizar correctamente co equipo rotativo.