این روزها موتورهای الکتریکی تقریباً در همه جا دیده می شوند. آنها بلوک های ساختمانی برای هر صنعتی هستند و همچنین کاربرد گسترده ای در لوازم خانگی پیدا می کنند. این راهنمای خرید به شما این امکان را می‌دهد که ساختار و عملکرد یک موتور الکتریکی AC را درک کنید که به انتخاب مدل مناسب کمک می‌کند. فاکتورهای اساسی برای انتخاب یک موتور همه منظوره عمدتاً مشخصات و کاربرد موتور است. موتورهای الکتریکی طیف وسیعی از کاربردها را شامل می شود که شامل مصارف صنعتی معمولی مانند دمنده های فشاری، فن ها، پمپ ها و ابزارهای برقی می شود. همچنین، آنها در بسیاری از کاربردهای کوچک مربوط به الکترونیک و رباتیک استفاده می شوند.

معیارهای انتخاب موتور الکتریکی چیست؟

موتورهای الکتریکی انجام انواع حرکت را ممکن می‌سازند: سریع، دقیق، پیوسته، با یا بدون تعویض دنده و غیره. همه این کاربردها به تکنولوژی موتور خاص خود نیاز دارند.

ابتدا باید بین سه گروه اصلی موتورهای الکتریکی انتخاب کنید:
موتور ناهمزمان AC (تک فاز یا سه فاز)
موتور سنکرون: موتور DC (جریان مستقیم)، بدون جاروبک و غیره.
موتور پله ای
برای انتخاب بین این سه گروه، لازم است نوع برنامه مورد نیاز را تعیین کنید زیرا این امر بر انتخاب شما تأثیر می گذارد. اگر می خواهید موتور شما به طور مداوم و با تغییرات اندک دنده کار کند، باید یک موتور ناهمزمان را انتخاب کنید. برای کاربردهای دینامیکی، داشتن یک موتور سنکرون ضروری است. در نهایت، اگر به موقعیت‌یابی دقیق نیاز دارید، باید یک موتور پله‌ای را انتخاب کنید. بسته به حرکتی که نیاز دارید، باید مشخصات فنی و اندازه موتور را نیز تعیین کنید: برای تعیین مشخصات فنی، تعیین قدرت، گشتاور و سرعت موتور ضروری خواهد بود.برای تعیین اندازه، باید بدانید که موتور چقدر فضای اشغال می کند و چگونه نصب می شود (یعنی چگونه در سیستم ثابت می شود.

هنگام انتخاب ابعاد و استحکام موتور باید محیط صنعتی که موتور در آن کار می کند را نیز در نظر بگیرید: یک فرمت مناسب برای هر نوع محیط (منفجره، مرطوب، خورنده، دمای بالا و غیره) وجود دارد. برای محیط های خشن موتورهایی با پوشش های تقویت شده، ضد آب، مقاوم در برابر ضربه یا مقاوم در برابر خاک وجود دارد. در نهایت، در سال های اخیر، بهره وری انرژی به یک عامل مهم در هنگام انتخاب موتور تبدیل شده است موتور الکتریکی که انرژی کمتری مصرف می کند، تاثیر انرژی پایینی خواهد داشت که هزینه انرژی آن را کاهش می دهد.

چگونه بین موتور AC و موتور DC یکی را انتخاب کنیم؟

این دو نوع موتور متفاوت ساخته می شوند: اساسی ترین تفاوت منبع تغذیه است: برای مثال برای باتری ها، جریان متناوب (تک فاز یا سه فاز) و جریان مستقیم (DC). تفاوت دیگر سرعت آن ها می باشد سرعت یک موتور DC با تغییر جریان در موتور کنترل می شود در حالی که سرعت یک موتور AC با تغییر فرکانس، معمولاً با مبدل فرکانس، کنترل می شود.

. موتورهای AC:

• موتورهای AC محبوب ترین در صنعت هستند زیرا دارای چندین مزیت هستند:
• ساخت آنها ساده است
• به دلیل مصرف کمتر در راه اندازی، مقرون به صرفه تر هستند
• آنها همچنین مستحکم تر هستند و بنابراین به طور کلی طول عمر بیشتری دارند
• نیاز به نگهداری کمی دارند
• به دلیل نحوه عملکرد آنها، که شامل همگام سازی بین چرخش روتور و فرکانس جریان است، سرعت موتورهای AC ثابت می ماند. آنها به ویژه برای کاربردهایی که نیاز به حرکت مداوم و
• تغییرات اندک دنده دارند مناسب هستند. بنابراین این نوع موتور برای استفاده در پمپ ها، نوار نقاله ها و فن ها کاملا سازگار است.
• آنها همچنین می توانند در سیستم هایی ادغام شوند که در صورت استفاده با سرعت متغیر، به دقت بالایی نیاز ندارند.
• از طرف دیگر، عملکردهای کنترل سرعت آنها را نسبت به سایر موتورها گرانتر می کند.دو نوع موتور AC وجود دارد: تک فاز و سه فاز.موتورهای تک فاز با موارد زیر مشخص می شوند:

توان الکتریکی (بر حسب کیلووات)، که گشتاور را تعیین می کند
تعداد قطب ها که سرعت چرخش را می دهد
روش اتصال: فلنج (B14، B5) یا براکت (B3)
بهره وری
کمتر صنعتی چون قدرت کمتری دارند
می توان از آنها در شبکه برق خانگی استفاده کرد.
موتورهای سه فاز با موارد زیر مشخص می شوند:
معماری که اجازه می دهد تا توان الکتریکی بسیار بیشتری نسبت به موتورهای ولتاژ تک فاز منتقل شود
استفاده از آنها در محیط های صنعتی (حدود 80%)
استفاده از آنها برای زیرساخت ها و تجهیزاتی که به توان الکتریکی بالایی نیاز دارند.

موتورهای DC:

موتورهای DC نیز در محیط های صنعتی بسیار رایج هستند زیرا بسته به فرمت دارای مزایای قابل توجهی هستند.

• آنها دقیق و سریع هستند.
• سرعت آنها را می توان با تغییر ولتاژ تغذیه کنترل کرد.
• نصب آنها حتی در سیستم های موبایل (با باتری) آسان است.
• گشتاور شروع بالاست.
• شروع، توقف، شتاب گیری و معکوس کردن به سرعت انجام می شود.
• آنها برای کاربردهای پویا که به دقت بالایی نیاز دارند، به ویژه از نظر سرعت، مانند آسانسورها، یا از نظر موقعیت مانند روبات‌ها یا ابزارهای ماشینی، بسیار مناسب هستند.
• آنها همچنین می توانند برای کاربردهایی که به توان بالا (مثلاً 10000 کیلو وات) نیاز دارند سودمند باشند.
• با این حال، آنها بسته به ساختار خود در مقایسه با موتورهای AC دارای معایب خاصی هستند:
• آنها کمتر رایج هستند زیرا برای کاربردهایی که نیاز به توان بالا دارند کمتر مناسب هستند.
• آنها از قطعات زیادی تشکیل شده اند که فرسوده می شوند و تعویض آنها گران است.

روند بازار امروز چگونه است؟

موتورهای DC برس دار کمتر و کمتر در کاربردهای صنعتی استفاده می شوند. برای توان کمتر، به جای آن از موتورهای AC استفاده می شود زیرا برای استفاده معادل نیاز به تعمیر و نگهداری کمی دارند.
از آنجایی که قطعات موتور DC برای تعویض بسیار گران هستند، برخی از تولیدکنندگان موتورهای AC را انتخاب می کنند که در آنها یک کنترل کننده الکتریکی یکپارچه می شود. ترکیب یک موتور AC و یک اینورتر فرکانس به یک راه حل مقرون به صرفه برای اکثر برنامه هایی تبدیل شده است که به تغییرات سرعت نیاز دارند.

نکاتی که باید در هنگام خرید الکتروموتور به آن توجه کنیم؟

ولتاژ: آیا به پریز دیواری دسترسی خواهید داشت یا به محصولی نیاز دارید که با باتری کار کند؟ اگر پریز دیواری موجود باشد، ولتاژ استاندارد (115 ولت) یا صنعتی (230 ولت) است؟
فرکانس: موتورها برای محصولاتی که در ایالات متحده کار می کنند با فرکانس 60 هرتز کار می کنند، اما اگر محصول شما در خارج از ایالات متحده استفاده می شود، ممکن است لازم باشد گزینه 50 هرتز یا 50-60 هرتز را در نظر بگیرید.
سرعت: آیا سرعت یا محدوده سرعتی تنظیم شده ای وجود دارد که برای کارکردن به موتور نیاز دارید؟ اگر سرعت دقیق یا قابل تنظیم مهم است، ممکن است لازم باشد یک کنترل به موتور اضافه کنید.
گشتاور: برنامه شما به چه مقدار گشتاور شروع نیاز دارد؟ آیا گرانش مانعی خواهد بود که باید در نظر گرفته شود؟ آیا گشتاور مورد نیاز موتور در طول دوره کارکرد موتور متفاوت است؟ «بدترین سناریو» مقدار گشتاوری که برنامه شما به آن نیاز دارد چقدر است؟
قدرت: آیا میزان توانی که فکر می‌کنید برنامه شما به آن نیاز دارد برابر با توانی است که واقعاً استفاده می‌کند؟ هنگام ارائه مشخصات، بدانید که آیا از قدرت در حال اجرا استفاده می کنید یا حداکثر توان.
چرخه کار: آیا برنامه شما به طور مداوم (به اندازه کافی برای رسیدن موتور به دمای کامل کارکرد خود) کار می کند یا در فواصل زمانی کوتاهی که موتور در بین چرخه ها کاملاً خنک می شود کار می کند؟ موتورهایی که به طور متناوب کار می کنند اغلب می توانند از موتور کوچکتری نسبت به برنامه های کاربردی با سرعت و گشتاور یکسان استفاده کنند، اما به طور مداوم کار کنند. ویدیوی ما را برای اطلاعات بیشتر در مورد اهمیت چرخه کار هنگام انتخاب موتور تماشا کنید.
چرخه عمر: محصول شما به چه مدت طول عمر نیاز دارد؟ برنامه هایی که به طور متناوب اجرا می شوند اغلب می توانند با چرخه عمر کوتاه تر و نیازهای تعمیر و نگهداری بالاتر موتورهای DC و یونیورسال به پایان برسند. برنامه هایی که به طور مداوم کار می کنند و نیاز به هزاران ساعت بدون انجام تعمیر و نگهداری دارند، ممکن است به موتور DC AC یا Brushless نیاز داشته باشند که طول عمر بسیار بیشتری دارد.
رتبه بندی محفظه و محیط: موتور در معرض چه نوع عوامل محیطی قرار می گیرد؟ آیا به محافظت بیشتر در برابر آب یا گرد و غبار نیاز دارید؟ آیا این برنامه الزامات خاصی دارد – مانند فولاد ضد زنگ در صنایع غذایی – یا نیاز به اقدامات پیشگیرانه در برابر مواد خورنده دارد؟ نمودار رتبه‌بندی IP کامل را بررسی کنید.
اندازه و پیکربندی قاب:آیا فضای محدودی در برنامه وجود دارد که انتخاب‌های موتوری در دسترس شما را محدود می‌کند؟ آیا شفت خروجی موتور برای کار با طراحی محصول باید به روش خاصی قرار گیرد – آیا گیربکس خطی کار می کند یا به پیکربندی زاویه راست نیاز دارید؟
دمای محیط: آیا محصول شما در دمای بسیار گرم یا سرد کار خواهد کرد؟ دانستن محدوده آب و هوایی بالقوه می تواند در تعیین موادی مانند روانکاری با روغن یا گریس برای ساخت موتور کمک کند.
ارتفاع: آیا موتورها در مکان هایی در ارتفاعات بالاتر کار خواهند کرد؟ ارتفاعات بالا (ارتفاع 5000 فوت و بالاتر) به معنای هوای رقیق تر است که عملکرد مورد انتظار موتور را تغییر می دهد.
سر و صدا: همه موتورها به دلیل قطعات متحرک مقداری صدا ایجاد می کنند، اما برای برخی از برنامه هایی که در فضاهای عمومی یا محیط های بیمارستانی هستند، داشتن موتوری که تا حد امکان بی صدا کار می کند مهم است. کاهش نویز اضافی را می توان از طریق پیکربندی مجدد چرخ دنده ها یا تنظیمات در مواد به دست آورد.
سیستم تهویه: برای برنامه‌هایی که به حفاظت ورودی بالاتر نیاز دارند، آیا نوع سیستم تهویه مورد نظر یا مورد نیاز شما در دسترس خواهد بود؟ موتورهای بدون دریچه نسبت به موتورهای خنک شونده با فن محافظت بیشتری در برابر عناصر ایجاد می کنند، اما همچنین زمان زیادی طول می کشد تا موتور پس از کار خنک شود.
دستگاه بازخورد: آیا باید بدانید موتور شما چگونه کار می‌کند؟ رمزگذارها و حسگرهای جلوه سالن داده ها را از موتور جمع آوری می کنند و می توانند با یک کنترل ترکیب شوند تا سرعت و جهت موتور تنظیم شود.
کنترل: آیا برنامه شما موارد شکننده را کنترل می‌کند و نیاز به استارت یا توقف نرم دارد یا می‌خواهید بتوانید سرعت را تنظیم کنید یا به طور منظم جهت موتور را تغییر دهید؟ آیا برنامه شما می تواند با بیش از یک ولتاژ اجرا شود؟ از کنترل‌های موتور می‌توان برای تنظیم مشخصات موتور استفاده کرد، اما اضافه بار جریان و سایر حفاظت‌های ایمنی را نیز فراهم می‌کنند. کنترل‌های AC و BLDC Groschopp را جستجو کنید.
هزینه‌های عملیاتی: قبل از سرمایه‌گذاری در موتوری برای برنامه‌تان، هزینه‌های عملیاتی مورد انتظار هر نوع موتور را بر اساس بازده موتور، طول عمر، تعمیر و نگهداری، هزینه‌های اولیه و غیره مقایسه کنید. برای کمک به تعیین، می‌توانید محاسبه‌گر قدرت گشتاور سرعت و راندمان رایگان ما را دانلود کنید. هزینه های عملیاتی موتور
راندمان: بازده موتور بسته به عوامل زیادی متفاوت است. فاکتورهای راندمان برای موتورهای الکتریکی بزرگتر از یک اسب بخار اهمیت بیشتری دارند زیرا بیشترین مصرف انرژی را تشکیل می دهند. موتورهای کسری اسب بخار نیز به دلیل ساخت و طراحی، کارایی بیشتری نسبت به موتورهای انتگرال دارند.
تعمیر و نگهداری: قبل از نهایی کردن تصمیم موتور، مطمئن شوید که یک انتخاب عملی برای برنامه است. اگر شما یک موتور DC را انتخاب کنید، مقداری خواهد شد

استانداردهای بهره وری انرژی برای موتورهای الکتریکی چیست؟

تولیدکنندگان به طور فزاینده ای به مسئله بهره وری انرژی فکر می کنند. اقتصاد سبزتر و دوستدار محیط زیست یکی از اهداف کنفرانس تغییرات آب و هوایی سازمان ملل در سال 2015 است که بسیاری از کشورها به آن متعهد شدند. اما بیش از همه به منظور محدود کردن مصرف و صرفه جویی است که صنعت در سال های اخیر تجهیزات کم مصرف بیشتری را به دست آورده است. بر اساس مطالعه کمیسیون اروپا، موتورها 65 درصد از مصرف انرژی صنعتی در اروپا را تشکیل می دهند. بنابراین اقدام در مورد موتورها گام مهمی برای کاهش انتشار CO2 است. کمیسیون حتی پیش‌بینی می‌کند که می‌توان بهره‌وری انرژی موتورهای ساخت اروپا را 20 تا 30 درصد تا سال 2020 بهبود بخشید. نتیجه 63 میلیون تن CO2 کمتر در جو و 135 میلیارد کیلووات ساعت صرفه‌جویی خواهد شد.

اگر همچنین می‌خواهید موتورهای کم‌مصرف انرژی را ادغام کنید و ضمن کمک به کره زمین، پس‌انداز کنید، ابتدا باید به استانداردهای بهره‌وری انرژی برای موتورهای کشور یا منطقه جغرافیایی خود نگاه کنید. اما مراقب باشید، این استانداردها برای همه موتورها اعمال نمی شود، فقط برای موتورهای الکتریکی AC ناهمزمان اعمال می شود.

استانداردهای بین المللی

کمیسیون بین المللی الکتروتکنیکی (IEC) کلاس های بهره وری انرژی را برای موتورهای الکتریکی موجود در بازار تعریف کرده است که به کد IE معروف است که در استاندارد بین المللی IEC خلاصه شده است.
IEC چهار سطح بهره وری انرژی را شناسایی کرده است که عملکرد انرژی موتور را تعریف می کند:
IE1 به کارایی استاندارد اشاره دارد
IE2 به راندمان بالا اشاره دارد
IE3 به کارایی PREMIUM اشاره دارد
IE4 که هنوز در دست مطالعه است، نوید بهره وری SUPER PREMIUM را می دهد
IEC همچنین استاندارد IEC 60034-2-1:2014 را برای آزمایش موتورهای الکتریکی پیاده سازی کرده است. بسیاری از کشورها از استانداردهای آزمون ملی استفاده می کنند، در حالی که به استاندارد بین المللی IEC 60034-2-1 نیز اشاره می کنند.

در اروپا

اتحادیه اروپا قبلاً دستورالعمل‌های متعددی را با هدف کاهش مصرف انرژی موتورها تصویب کرده است، از جمله الزام تولیدکنندگان به عرضه موتورهای کم مصرف در بازار:

بنابراین کلاس IE2 از سال 2011 برای همه موتورها اجباری شده است
کلاس IE3 از ژانویه 2015 برای موتورهای با توان 7.5 تا 375 کیلووات (یا IE2 در صورتی که این موتورها دارای اینورتر فرکانس باشند) اجباری شده است.
کلاس IE3 از ژانویه 2017 برای موتورهای با توان 0.75 تا 375 کیلووات (یا IE2 در صورتی که این موتورها دارای اینورتر فرکانس باشند) اجباری شده است.
در ایالات متحده

در ایالات متحده، استانداردهای تعریف شده توسط انجمن آمریکایی NEMA (انجمن ملی تولیدکنندگان برق) در حال اجرا هستند. از سال 2007، حداقل سطح مورد نیاز IE2 تعیین شده است.
همین طبقه بندی در مورد استرالیا و نیوزلند نیز صدق می کند.

آسیا

در چین، استانداردهای کره ای MEPS (استاندارد حداقل عملکرد انرژی) برای موتورهای سه فاز ناهمزمان کوچک و متوسط ​​از سال 2002 (GB 18693) اعمال شده است. در سال 2012 استانداردهای MEPS با استانداردهای IEC هماهنگ شدند و از IE1 به IE2 و اکنون به IE3 منتقل شدند.

ژاپن مقررات ملی خود را با کلاس های بهره وری IEC هماهنگ کرده است و موتورهای الکتریکی IE2 و IE3 را در برنامه Top Runner خود در سال 2014 گنجانده است. برنامه Top Runner که در سال 1999 معرفی شد، تولیدکنندگان ژاپنی را مجبور می کند دائماً مدل های جدیدی را در بازار ارائه دهند که از نظر انرژی کارآمدتر از نسل های قبلی، در نتیجه تقلید و نوآوری در انرژی را وادار می کند.

هند از سال 2009 دارای برچسب کارایی مقایسه ای و از سال 2012 دارای استاندارد ملی در سطح IE2 است.