Применение электродвигателей: от заводских цехов до коммерческого транспорта

Попросите заводского инженера по техническому обслуживанию назвать компонент, вызывающий наиболее незапланированные простои, и ответом часто будет электродвигатель. Тем не менее, тот же класс машин, который останавливает производственную линию в случае ее отказа, также запускает 15-литровый дизельный двигатель холодным утром, ведет штабелер по складским проходам и вращает щеточную деку муниципальной подметальной машины. Применение электродвигателей охватывает самые разные требования: крутящий момент при остановке, диапазон скоростей, защита корпуса, эффективность и рабочий цикл. Знание того, как эти требования меняются от одного применения к другому, является первым шагом в выборе долговечного двигателя. В этой статье описаны основные группы приложений и критерии выбора, важные для каждой из них.

Промышленная автоматизация: двигатели переменного тока как рабочая лошадка

Общепромышленное оборудование работает преимущественно на асинхронных двигателях переменного тока. Трехфазные асинхронные машины типоразмеров IEC или NEMA приводят в действие вентиляторы, конвейеры, компрессоры, насосы и станки. Кадры IEC являются глобальными стандартами по умолчанию; Рамки NEMA распространены в Северной Америке. Эти два стандарта различаются монтажными размерами, высотой вала и условными обозначениями, поэтому покупка неправильного стандарта может означать повторное сверление опорных плит и доработку муфт.

Обзор завода асинхронных двигателей переменного тока IEC Этот поставщик предлагает линейку асинхронных двигателей переменного тока в корпусе IEC для промышленного оборудования, включая специализированные типы, такие как двигатели для подвода масла, доклевеллеров, гидравлические двигатели и двигатели для автомобильных подъемников, которые полезны для выбора правильного стандарта и класса эффективности. Посмотреть продукт →

В настоящее время эффективность является определяющим фактором при выборе двигателя. IEC 60034-30-1 устанавливает классы эффективности от IE1 до IE4, а многие рынки требуют IE3 для машин, работающих в непрерывном режиме. Типичный двигатель IE3 потребляет на 2–4% меньше энергии, чем эквивалентный двигатель IE2. Для двигателя мощностью 15 кВт, работающего 6000 часов в год, эта разница составляет значительную часть общего счета за электроэнергию. Для завода, на котором работают десятки двигателей, экономия значительна.

Специально созданные двигатели предназначены для конкретных машин. Электродвигатели погружных насосов должны работать в нефтенаполненных скважинах, поэтому их изоляция и герметизация отличаются от открытых каплезащитных конструкций. Двигатели перегрузочных мостов требуют высокого пускового крутящего момента для работы в режиме прерывистого наклона. Гидравлические силовые агрегаты сталкиваются с вязким маслом и частыми запусками. Двигатели автомобильных подъемников должны удерживать транспортное средство при повторяющихся циклах нагрузки. В каждом случае каталожного двигателя общего назначения недостаточно.

Независимо от модели, практическое правило одно и то же: перед заказом подтвердите класс эксплуатации, класс защиты и эффективность. На нашей странице приложений для промышленности и автоматизации перечислены группы двигателей, обслуживающие этот сектор.

Коммерческие автомобили: запуск и зарядка в тяжелых условиях

Дизельный двигатель не может запуститься сам. стартер приходится запускать двигатель с высокой степенью сжатия при холодном масле и напряжении аккумулятора, которое могло упасть ниже номинального. Таким образом, спецификация стартера начинается с крутящего момента при низком напряжении, а не с паспортной мощности. Стартер для тяжелых условий эксплуатации для двигателя объемом 12–15 литров обычно потребляет несколько сотен ампер и крутящий момент 50–100 Нм или более на шестерне.

Стартеры вошли в известные семейства платформ: Delco от 28MT до 50MT, серия Denso ND, Bosch, Mitsubishi, Ford и Valeo. Для покупателей, занимающихся обслуживанием автопарка, критически важным шагом является сопоставление номера оригинального оборудования с правильной платформой. Небольшие различия в количестве зубьев ведущей шестерни, монтажном фланце и длине носового обтекателя могут превратить предположительно совместимый стартер в деталь, которая не будет включаться.

Поставщик стартеров Delco с перекрестными ссылками OEM Этот поставщик перечисляет стартеры Delco с подробными характеристиками, номерами OEM и приложениями для Hyundai, Genesis и автомобилей большой грузоподъемности, что помогает покупателям автопарка найти правильную замену, совместимую с платформой. Посмотреть продукт →

Генераторы выполняют противоположную задачу: генерируют ток, достаточный для работы электрической системы и подзарядки аккумулятора. Современные грузовики и автобусы несут тяжелую электронную нагрузку, поэтому часто требуется мощный генератор переменного тока, выдающий 120–200 А при напряжении 12 В или 24 В. Совместимость платформ и здесь имеет значение. Обычно используются генераторы переменного тока серий Delco SI (от 7SI до 40SI), Denso, Bosch и Prestolite; неправильный шкив или соединитель останавливает установку в холодном состоянии.

Строительная техника: долговечность прежде всего

Строительная техника работает в условиях, в которых стандартный промышленный двигатель быстро изнашивается. Уплотнения подвергаются воздействию пыли и грязи. Вибрационные и ударные нагрузки нагружают подшипники и электрические соединения. Рабочие температуры варьируются от сильного холода до жары возле двигателя. В этой среде стартер или генератор переменного тока надежен настолько, насколько надежна его механическая защита.

Поэтому стартеры и генераторы для экскаваторов, погрузчиков и кранов имеют герметичную и прочную конструкцию. Стартеры, предназначенные для строительных работ, имеют закрытый корпус привода и надежные соленоиды. Генераторам необходимы выпрямительные мосты большего размера, лучшая термостойкость ротора и иногда более прочные точки крепления. Многие из них основаны на тех же платформах Delco или Denso, что и агрегаты для шоссейных транспортных средств, но с выходными характеристиками и разъемами, специфичными для конкретной машины.

Привычка выбора, которая приносит свои плоды, заключается в указании модели машины и рабочей среды, а не только номера детали. Стартер, который хорошо обслуживает грузовой автомобиль, может рано выйти из строя в колесном погрузчике, если попадание пыли и монтажные нагрузки различаются. В случае сомнений попросите у поставщика устройство, рассчитанное на предполагаемый класс применения.

Интеллектуальная логистика: точная скорость и повторяемость операций

Складское оборудование требует иной схемы: частые запуски, смена направления и точный контроль скорости. Грузовикам-складерам, штабелерам с противовесом и доклевеллерам необходимы двигатели, которые обеспечивают высокий крутящий момент на низкой скорости и выдерживают режимы старт-стоп, которые могут привести к перегреву машины общего назначения.

Двигатели постоянного тока идеально подходят для компактного складского оборудования. Двигатель постоянного тока с постоянными магнитами имеет линейную характеристику крутящего момента и скорости и легко управляется с помощью простого привода. Для более тяжелых грузовых автомобилей приводные двигатели переменного тока в корпусе IEC обеспечивают запас по крутящему моменту и тепловую мощность, необходимые для работы в несколько смен. Штабелеры с противовесом соединяют приводной двигатель для тяги с двигателем насоса для гидравлического подъема, и оба должны выдерживать постоянный реверс.

Приводной двигатель грузовика-хранилища для оборудования с батарейным питанием Этот приводной двигатель оптимизирован для низковольтных аккумуляторных систем, обеспечивая высокий крутящий момент при номинальном токе до 138 А, бесшумную работу при уровне шума 55 дБА, тепловую защиту и степень защиты IP54 для сложных складских рабочих циклов. Посмотреть продукт →

Бесщеточные двигатели постоянного тока все чаще используются там, где важны эффективность и низкие эксплуатационные расходы. Двигатели BLDC коммутируются электронным способом, поэтому не нужно изнашивать щетки и не нужно обслуживать коммутатор. Например, в приводах щеток подметальных машин двигатель BLDC позволяет регулировать скорость щетки в зависимости от скорости движения и нагрузки от мусора, что экономит энергию и улучшает очистку. Дополнительная стоимость контроллера обычно окупается за счет сокращения технического обслуживания и снижения энергопотребления.

На нашей странице интеллектуальной логистики описаны семейства приводных и насосных двигателей, разработанные для этого оборудования.

Как подобрать двигатель для применения

Независимо от применения, шесть характеристик определяют, будет ли работать двигатель:

• Выходная мощность в кВт или л.с.
• Диапазон скоростей в об/мин
• Напряжение и частота
• Рабочий цикл (S1 непрерывный, S2 кратковременный, S3 прерывистый, периодический)
• Степень защиты (от IP22 до IP67)
• Класс эффективности (от IE1 до IE4)

Изменение любого из этих параметров по сравнению с расчетными может привести к перегреву, плохому пусковому моменту или преждевременному выходу из строя изоляции. Подумайте обо всем жизненном цикле, а не только о цене покупки. Двигатель недостаточной мощности в системе «старт-стоп» перегреется в течение нескольких месяцев. Двигатель с неправильным классом защиты IP будет поглощать пыль и терять целостность изоляции. Двигатель, не соответствующий региональным нормам эффективности, может быть забракован при вводе в эксплуатацию. Исправление каждой из этих неисправностей обходится дорого, поскольку двигатель редко является единственным затронутым компонентом.

Мы производим двигатели переменного тока, двигатели постоянного тока, двигатели BLDC, стартеры, генераторы переменного тока, а также критически важные детали, такие как якоря, соленоиды и обгонные муфты. Такая широта позволяет нам поддерживать несколько групп приложений в рамках одной системы качества и одной инженерной точки зрения. Для покупателя это упрощает управление запчастями и позволяет группам технического обслуживания работать со знакомыми конструкциями на разных машинах.

В таблице ниже указано, что следует проверять в каждой группе приложений.

Электродвигатели не являются товаром. Промышленный двигатель IE3, стартер для тяжелых условий эксплуатации и двигатель подметальной машины BLDC — это разные инженерные решения разных проблем. Зная область применения, обязанности и окружающую среду, вы можете выбрать двигатель, который обеспечит надежную работу вместо незапланированных простоев. Когда производитель также может поставлять соответствующие запасные части, этот двигатель становится частью ремонтопригодной системы, а это именно то, что действительно нужно большинству владельцев оборудования.