Выбор правильного AC редукторного двигателя: Руководство по размеру и мощности

Зайдите на любой блог об электродвигателях переменного тока с редуктором, и вы узнаете о таких двигателях и упустите из виду самое важное их применение. Здесь внимание будет уделено не двигателям, а их использованию в системе кондиционирования воздуха. Эти двигатели являются центральной частью системы кондиционирования. Лучше всего то, что они представлены в оптимальных размерах и мощности, необходимых для эффективного расхода энергии, высокой эффективности и длительного срока службы оборудования. Имейте в виду, что все устройства работают на основе одних и тех же принципов. Если редукторные двигатели не соответствуют параметрам устройств или установлены неправильно, это может привести к высоким затратам на электроэнергию, частым поломкам устройства, а также даже перегреву.

Именно эта тема обсуждается в данном руководстве. Мы рассмотрим компоненты размера и мощности подробно, чтобы определить наилучший вариант для ваших нужд в области кондиционирования воздуха. Для большинства людей, ищущих кондиционеры или системы кондиционирования воздуха, нет необходимости тратить время на глубокое понимание приводных двигателей, но один из десяти может быть очень заинтересован в энергоэффективности и искать эти детали.

Изначально при выборе двигателей переменного тока важно определить, какая система переменного тока будет использоваться. В каждой системе переменного тока двигатели выполняют определенные задачи. Некоторые двигатели приводят в действие вентиляторы для циркуляции воздуха, приводят в движение вентиляторы конденсатора для отвода тепла, приводят в движение заслонки для регулирования воздушного потока или приводят в движение компрессорные двигатели в некоторых моделях. Каждый из этих двигателей имеет свои собственные требования: вентиляторы требуют постоянного крутящего момента и скорости, в то время как вентиляторы конденсатора должны работать в экстремальных наружных температурах. Также необходимо учитывать условия эксплуатации: двигатели, используемые внутри помещений, меньше подвержены воздействию погодных условий, тогда как двигатели, используемые на улице, должны быть устойчивыми к влаге, пыли и экстремальным температурам. Зная эти детали, можно упростить определение требований к мощности и размерам.

Крутящий момент — это величина вращательного усилия, которое должен создавать двигатель для приведения в движение агрегата переменного тока, и является одним из самых важных аспектов при его подборе. Двигатель остановится, если крутящего момента будет недостаточно, а избыточный крутящий момент приведет к потере энергии. Для определения крутящего момента необходимо знать усилие на валу — это противодействующее усилие компонента (в случае вентилятора — это сопротивление воздуха) и радиус вала двигателя, на котором прикладывается нагрузка. Крутящий момент = Усилие на валу Х Радиус вала. Например, если радиус вала вентилятора составляет 2 дюйма, а усилие на валу равно 10 фунтам, то крутящий момент будет равен 20 фунт-дюймам (lb-in). Более сложные компоненты, такие как заслонки, необходимо изучать по техническому паспорту компонента, чтобы определить рекомендуемый крутящий момент.

Мощность измеряется в ваттах (Вт) или лошадиных силах (л.с.) и определяет, какое количество энергии двигатель должен затратить для достижения заданного крутящего момента при определенной скорости. Важно понимать взаимосвязь мощности с крутящим моментом и скоростью (об/мин). Мощность двигателя в ваттах может быть рассчитана по следующей формуле: Мощность лопасти (Вт) = (Крутящий момент (Н·м) × Скорость (об/мин) × π) ÷ 60. Шутки в сторону, в имперских единицах 1 л.с. равна 746 Вт. Например, двигатель, которому необходимо обеспечить 1500 об/мин при крутящем моменте 10 Н·м, потребуется около 2,1 л.с. или 1570 Вт мощности. Эти расчеты применимы к линейным вращательным двигателям. Никто не хочет быть неподготовленным к непредвиденным обстоятельствам. По этой причине разумно предусмотреть запас мощности в 10–15% для компенсации непредвиденных увеличений нагрузки, таких как кратковременные скачки сопротивления или пыль на лопастях вентилятора.

Размер двигателя определяет его физические параметры, такие как длина, диаметр и размер вала двигателя, а также соответствующие электрические характеристики, такие как номер корпуса, которые соответствуют отраслевым стандартам, например, NEMA в Северной Америке, IEC в остальном мире и т.д. Как уже упоминалось ранее, физический размер должен соответствовать выделенному пространству в кондиционере. Предполагаемые размеры двигателя, а также диаметр вала должны быть проверены с использованием технических спецификаций системы кондиционирования. Именно такие размеры система предполагает, чтобы были соблюдены диаметр вала и размеры двигателя. Слишком большие двигатели также вызывают озабоченность. Номер корпуса, например NEMA 56, IEC 112, должен соответствовать крепежным скобам и муфтам. То есть двигатель с корпусом NEMA 56 оснащен определенной высотой вала и шаблоном болтов, которые стандартно используются в бесчисленных бытовых кондиционерах для крепления двигателей. Если расстояние между креплениями оставить непроверенным, деформации корпуса и недостатки в расстоянии, вероятно, приведут к нестабильности.

Использование асинхронного двигателя в геармоторах служит для оснащения двигателя редуктором с целью изменения его функций скорости и крутящего момента. Используя передаточное отношение для масштабирования входной скорости к выходной, можно определить общее снижение скорости конкретного двигателя и увеличение крутящего момента. Если передаточное отношение составляет 10 к 1, выходная скорость равна 180 об/мин с умноженным в 10 раз крутящим моментом, всё это при работе двигателя на скорости 1800 об/мин. Более высокое передаточное отношение обеспечит меньшую выходную скорость и, соответственно, больший крутящий момент, что идеально подходит для применения в тяжёлых условиях, например, в больших вентиляторах конденсаторов. Напротив, меньшее передаточное отношение лучше подходит для режимов высокой скорости и низкого крутящего момента, например, для небольших вентиляторов-обдувальщиков. Всё это демонстрирует важность подбора передаточного отношения в соответствии со скоростью, необходимой для конкретного компонента. Чтобы устранить любые сомнения, можно ознакомиться с техническими характеристиками асинхронного двигателя, где также указаны рекомендуемые рабочие скорости для оптимальной работы.

Эксплуатационные расходы на асинхронные двигатели переменного тока классифицируются по их относятся к основным компонентам, а замеченные маты проскальзывают под остаточными двигателями класса E. Двигатели разделены по стандартам IE1, IE2, IE3 и IE4, достигая таким образом 1 — стандартной, 2 — повышенной, 3 — премиальной и 4 — сверхпремиальной эффективности соответственно для их двигателей. Двигатели, соответствующие стандарту IE3, потребляют на 10% меньше энергии по сравнению с тем, что обычно потребляется при низком стандарте 1, что позволяет экономить больше энергии для достижения более высоких результатов. Высокоэффективные двигатели гораздо более экономичны, поскольку их затраты возвращаются через системы переменного тока со временем, особенно при использовании в коммерческих установках. Нормативные положения стран регламентируют использование двигателей, одобренных системами ENERGY и другими аналогичными группами по энергосбережению.

Электропитание переменного тока должно быть совместимо с системой двигателя. Поэтому убедитесь, что напряжение двигателя (110, 220, 380) и необходимое количество фаз (для бытового использования — однофазное, для коммерческого — трехфазное) соответствуют доступному электропитанию. Использование электродвигателя с неправильным напряжением может мгновенно вывести двигатель из строя или снизить его производительность. К факторам надежности двигателя относятся класс изоляции (B, F, H) и класс двигателя, определяющий способность двигателя выдерживать нагрев. Класс изоляции F наиболее часто используется в приложениях переменного тока, с верхним пределом температуры 155°C. Кроме того, важным фактором является гарантия на двигатель, предоставляемая уважаемыми брендами. Более длительные гарантии на двигатели (от двух до пяти лет) и лучшая послепродажная поддержка снижают риск непредвиденного выхода из строя.

Как обычно, ознакомьтесь с техническими характеристиками производителя, проверьте баланс нагрузки приводного оборудования и убедитесь в правильности параметров регулирования скорости двигателя. В системах, где мощность превышает требования процессов и систем, необходимо тщательно подбирать гидравлическое или пневматическое давление в сочетании с тороидальным механизмом. Сравнивая цены и сроки поставки, указанные производителем в разделе «Сборка и утилизация двигателя», можно выбрать двигатель с высокой степенью доступности. При конфигурировании, требующей интеграции двигателя с двойными асинхронными генераторами, рекомендуется привлечь экспертов, чтобы безошибочно синхронизировать с вращающимся оборудованием.