راهنمای انتخاب و خرید الکتروموتور

.

راهنمای انتخاب و خرید الکتروموتور

انتخاب الکتروموتور مناسب مستقیما روی عملکرد دستگاه، میزان مصرف برق و هزینه های نگهداری شما اثر می گذارد و باید بر اساس نیاز واقعی تجهیزات انجام شود. هماهنگ بودن توان و گشتاور موتور با بار باعث می شود دستگاه با فشار کمتری کار کند و از داغ شدن، آسیب سیم پیچ ها و خرابی زود هنگام جلوگیری شود.

از طرفی، سرعت، ولتاژ، نوع تغذیه، جنس بدنه، راندمان و درجه حفاظتی موتور باید با شرایط کاری و محل نصب هماهنگ باشند. بی توجهی به این مشخصات می تواند به افزایش مصرف انرژی، کاهش قدرت دستگاه، فرسودگی قطعات و توقف تجهیزات منجر شود. بنابراین هنگام خرید، باید مشخصات فنی موتور را با نیاز دستگاه و شرایط کاری خود مطابقت دهید تا بتوانید موتور مناسب و مقرون به صرفه ای تهیه نمایید.

چرا انتخاب درست الکتروموتور مهم است؟

انتخاب درست الکتروموتور یعنی توان و گشتاور موتور با نیاز واقعی دستگاه هماهنگ باشد؛ در این حالت موتور با تلفات کمتر کار می کند و مصرف برق نیز بهتر کنترل می شود. با توجه به این که الکتروموتورها حدود ۷۰ درصد مصرف برق بخش صنعت را تشکیل می دهند، انتخاب دقیق آن ها می تواند هزینه برق، تعمیرات و توقف تجهیزات را کاهش دهد. اما اگر الکتروموتور نامناسبی برای تجهیزات خود انتخاب کنید، با پیامدها و مشکلات زیر روبرو می شوید:

• افزایش مصرف برق و بالا رفتن هزینه انرژی در زمان بهره برداری
• اضافه بار مداوم موتور و افزایش دمای سیم پیچ های الکتروموتور
• آسیب دیدن سیم پیچ ها و کاهش عمر عایق های موتور
• سوختن زود هنگام الکتروموتور در اثر انتخاب توان کمتر از نیاز
• کاهش سرعت و قدرت دستگاه در هنگام کار با بار مورد نیاز
• اختلال در عملکرد ماشین آلات و کاهش راندمان خط تولید
• کاهش عمر قطعات مکانیکی و افزایش دفعات تعمیر و نگهداری

جدول پارامتر های کلیدی در خرید الکتروموتور

پارامترها	توضیحات
توان موتور	توان را متناسب با بار، گشتاور و سرعت انتخاب کنید؛ توان کمتر باعث فشار و داغ شدن و توان بیش از نیاز باعث افزایش هزینه می شود.
سرعت موتور	دور موتور باید با نیاز دستگاه هماهنگ باشد؛ برای تغییر سرعت می‌ توانید از اینورتر یا گیربکس استفاده کنید.
ولتاژ	ولتاژ موتور را مطابق برق موجود انتخاب کنید؛ مدل های ۲۲۰ ولت بیشتر برای مصارف سبک و ۳۸۰ یا ۴۴۰ ولت برای کاربردهای صنعتی هستند.
گشتاور	گشتاور موتور می‌ بایست توانایی راه اندازی و چرخاندن بار را داشته باشد، به خصوص در بارهای سنگین و متغیر.
جریان مصرفی	جریان نامی را با توان، ولتاژ، نوع موتور و منبع تغذیه تطبیق دهید؛ موتورها می توانند AC یا DC باشند.
جنس بدنه	بدنه چدنی برای استحکام و محیط های سخت و بدنه آلومینیومی برای وزن کمتر و انتقال حرارت سریع تر مناسب است.
کلاس راندمان	کلاس های IE1 تا IE4 نشان دهنده سطح راندمان هستند؛ برای کارکرد طولانی، راندمان بالاتر به کاهش مصرف برق کمک می کند.
نوع نصب	پایه دار، فلنج دار، افقی، عمودی یا ترکیبی بودن موتور باید با محل و تجهیز مورد نظر سازگار باشد.
درجه حفاظتی IP	مقدار IP را بر اساس گرد و غبار، رطوبت و تماس با آب انتخاب کنید؛ IP۵۴ و IP۵۵ در بسیاری از کاربردهای صنعتی رایج هستند.
نوع بار	مشخص کنید بار ثابت، متغیر یا ضربه ای است؛ زیرا هر نوع بار به میزان متفاوتی از گشتاور و توان نیاز دارد.
ابعاد و سایز فریم	قطر شفت، ارتفاع شفت، فاصله پایه ها، نوع فلنج و طول کلی را با فضای نصب و تجهیز تطبیق دهید.
چرخه کاری	شرایط روشن بودن، توقف، راه اندازی، ترمز و تغییرات بار را بررسی و چرخه کاری مناسب از S1 تا S10 را انتخاب کنید.
تک فاز یا سه فاز	برای مصارف سبک و خانگی معمولا تک فاز و برای توان و بارهای بالا تر صنعتی معمولا سه فاز مناسب تر است.
محل نصب	دما، رطوبت، گرد و غبار، فضای باز، محیط انفجاری و شرایط بهداشتی را بررسی و موتور را متناسب با محیط انتخاب کنید.

بررسی کامل ۱۴ پارامتر در هنگام خرید الکتروموتور

در زمان خرید الکتروموتور، توان، سرعت، ولتاژ، گشتاور و جریان را بر اساس نیاز دستگاه و نوع بار انتخاب کنید. همچنین راندمان موتور را در نظر بگیرید تا مصرف انرژی مناسب باشد. جنس بدنه، روش نصب، درجه حفاظتی IP، ابعاد و سایز فریم، چرخه کاری و تک فاز یا سه فاز بودن موتور را نیز با شرایط کاری دستگاه هماهنگ کنید. اگر محیط نصب مرطوب، پر گرد و غبار، گرم، سرد یا دارای گاز قابل انفجار است، موتور را باید با درجه حفاظت و ساختار مناسب همان محیط انتخاب نمایید.

۱. توان الکتروموتور

توان الکتروموتور تعیین می کند که موتور در یک بازه زمانی مشخص چه مقدار انرژی مکانیکی به بار منتقل می کند و آیا برای راه اندازی و کار مداوم دستگاه شما ظرفیت کافی دارد یا خیر. این مقدار عموما با دو واحد اسب بخار و کیلووات بیان و هر اسب بخار برابر ۰٫۷۵ کیلو وات در نظر گرفته می شود.

هنگام خرید، باید توان موتور را با گشتاور مورد نیاز، سرعت چرخش و نوع بار هماهنگ کنید؛ زیرا توان کمتر از نیاز می تواند باعث داغ شدن و خرابی موتور شود. از طرف دیگر، استفاده از موتوری با توان بسیار بیشتر، هزینه خرید را افزایش می دهد و ممکن است راندمان آن در بار‌های جزئی کاهش پیدا کند.

عوامل موثر بر توان موتور الکتریکی

از جمله این عوامل می‌ توان به موارد زیر اشاره داشت:

• نوع بار و نحوه اتصال: مقدار توان مورد نیاز به نوع بار، ثابت یا متغیر بودن آن و نحوه انتقال نیرو وابسته است؛ بنابراین یک موتور برای همه بار‌ها توان یکسانی نیاز ندارد. اتصال مستقیم یا استفاده از گیربکس نیز می‌ تواند بر نحوه انتقال توان و بهره‌ وری مجموعه اثر بگذارد.
• فرکانس برق ورودی: بسیاری از الکتروموتورها برای فرکانس مشخصی مانند ۵۰ یا ۶۰ هرتز طراحی می‌ شوند و تغییر فرکانس روی سرعت چرخش و عملکرد موتور اثر می‌ گذارد. افزایش فرکانس می‌ تواند سرعت موتور و توان مکانیکی را تغییر دهد، اما تغییرات شدید ممکن است باعث عملکرد ناپایدار یا آسیب به موتور شود.
• مقاومت داخلی موتور: مقاومت داخلی، بخشی از انرژی الکتریکی را به گرما تبدیل می‌ کند و افزایش آن می‌ تواند جریان قابل استفاده و بازده موتور را کاهش دهد. طراحی با مقاومت داخلی کمتر، به کاهش تلفات و استفاده بهتر از توان ورودی کمک می‌ کند.
• ولتاژ و جریان ورودی: این دو عامل میزان توان الکتریکی ورودی موتور را تعیین می‌ کنند و رابطه آن‌ ها به صورت توان = ولتاژ × جریان است. ولتاژ و جریان باید در محدوده مجاز موتور قرار داشته باشند تا افزایش توان به داغ شدن یا آسیب دیدن موتور منجر نشود.

۲. سرعت الکتروموتور

سرعت موتور که معمولا با واحد دور بر دقیقه مشخص می شود، باید متناسب با نوع دستگاه و میزان دور مورد نیاز شما در نظر گرفته شود. الکتروموتور با سرعت های ۷۵۰، ۹۰۰، ۱۰۰۰، ۱۴۰۰، ۱۵۰۰ و ۳۰۰۰ دور بر دقیقه عرضه می شود و هر چه دور موتور کمتر باشد، قیمت آن بیشتر است. مثلا موتور ۱۰ اسب بخار با سرعت ۳۰۰۰ دور بر دقیقه نسبت به مدل ۱۰ اسب با سرعت ۷۵۰ دور قیمت پایین تری دارد. توجه داشته باشید که دور نامی موتور قابل تنظیم نیست و اگر دستگاه شما به سرعت متفاوتی نیاز داشته باشد، باید از تجهیزات مناسبی مثل اینورتر یا گیربکس برای تغییر دور استفاده کنید.

1. اینورتر با تغییر فرکانس، امکان تنظیم سرعت از صفر تا چند برابر دور اسمی را فراهم می کند و در شرایط مناسب می تواند مصرف انرژی را بین ۲۵ تا ۷۹ درصد کاهش دهد.
2. گیربکس نیز با کم کردن دور خروجی، از وارد شدن اضافه بار به موتور جلوگیری می کند و کاهش مصرف انرژی می تواند هزینه های واحد صنعتی را پایین بیاورد. برخی الکتروموتورها به صورت گیربکس دار تولید می شوند و برای کنترل دور، به نصب جعبه دنده جداگانه احتیاج ندارند. الکتروموتور چمپ، استریم و SEW آلمان از نمونه های شناخته شده موتورهای گیربکس دار هستند.

۳. ولتاژ موتور الکتریکی

ولتاژ الکتروموتور مشخص می کند موتور باید با چه اختلاف پتانسیلی از منبع برق تغذیه شود و انتخاب آن به نوع کاربرد و شبکه برق شما وابسته است. در مصارف خانگی و تجاری، معمولا از الکتروموتورهای ۲۲۰ ولت استفاده می شود. اما در محیط های صنعتی، موتورهای ۳۸۰ ولت یا ۴۴۰ ولت کاربرد دارند.

کارکرد موتور در ولتاژ بالاتر می تواند با عبور جریان کمتر همراه باشد و به کاهش افت ولتاژ و بهبود بهره وری سیستم کمک کند. بنابراین پیش از خرید، ولتاژ منبع تغذیه و مشخصات مورد نیاز تجهیزات را بررسی کنید تا موتور با شرایط واقعی مدار سازگار باشد. انتخاب درست ولتاژ علاوه بر کمک به عملکرد مناسب الکتروموتور، می تواند در افزایش ایمنی و کنترل هزینه های انرژی نیز موثر باشد.

۴. گشتاور الکتروموتور

گشتاور یکی دیگر از مشخصات مهمی است که هنگام خرید الکتروموتور باید به آن توجه کنید، چون توان موتور در ایجاد و حفظ حرکت چرخشی را نشان می‌ دهد. این ویژگی در کارهایی که موتور با بارهای سنگین یا متغیر روبرو است، اهمیت بیشتری پیدا می‌ کند. اگر گشتاور موتور با نیاز دستگاه هماهنگ نباشد، موتور در حین کار توان کافی برای چرخاندن بار را نخواهد داشت و عملکرد سیستم دچار مشکل شود.

در نظر داشته باشید که ‌با افزایش اندازه الکتروموتور، معمولا سیم پیچی و روتور نیز بزرگ تر می شوند و موتور توانایی ایجاد گشتاور بیشتری پیدا می کند. به همین خاطر، برای کاربردهایی که گشتاور بالاتری نیاز دارند، معمولا باید هزینه بیشتری برای تهیه موتور مناسب در نظر بگیرید.

۵. جریان موتور الکتریکی

جریان الکتروموتور از دیگر مشخصات مهم برای انتخاب موتور متناسب با بار و منبع تغذیه است و مقدار آن به نوع موتور، توان، ولتاژ و شرایط کاری بستگی دارد. از نظر جریان مصرفی، الکتروموتورها در ۲ نوع DC با جریان مستقیم و AC با جریان متناوب موجود هستند.

• موتور های DC شامل مدل های سری، شانت و کمپوند اند که هر کدام با توجه به گشتاور راه اندازی و نیاز به سرعت ثابت، کاربرد متفاوتی دارند.
• الکتروموتور های AC به دلیل ساختار ساده، استحکام مناسب، قیمت مقرون به صرفه و نگهداری آسان، کاربرد گسترده ای در مصارف صنعتی و خانگی دارند.

۶. جنس پوسته یا بدنه الکتروموتور

جنس بدنه الکتروموتور روی استحکام، وزن، خنک شدن، میزان لرزش و طول عمر موتور تاثیر دارد. بدنه الکتروموتورها معمولا از چدن یا آلومینیوم ساخته می شود و انتخاب بین این دو به شرایط کاری بستگی دارد. بدنه چدنی مقاوم تر و مناسب محیط های سخت و صنعتی است. بدنه آلومینیومی سبک تر است و به دلیل انتقال سریع تر حرارت، برای موتور های سبک و محیط های گرم گزینه مناسب تری محسوب می شود.

• الکتروموتور با بدنه چدن: بدنه چدنی استحکام و مقاومت بالایی در برابر سایش، فشار و تغییر شکل دارد و به دلیل وزن بیشتر، می تواند لرزش موتور را نیز کاهش دهد. این موتورها در مدل های تک فاز و سه فاز تولید می شوند و برای کاربردهای صنعتی که به گشتاور و تحمل کاری بالا نیاز دارند، گزینه مناسبی هستند. چدن انتقال حرارت ضعیف تری نسبت به آلومینیوم دارد، اما در محیط های سرد عملکرد مناسبی ارائه می دهد. وزن زیاد و شکنندگی در برابر ضربه های شدید از محدودیت های این نوع بدنه محسوب می شود.
• الکتروموتور با بدنه آلومینیوم: الکتروموتور با بدنه آلومینیومی نیز در دو نوع تک فاز و سه فاز عرضه می‌ شود و به دلیل وزن کم، جا به‌ جایی و نصب آن آسان‌ تر است. آلومینیوم حرارت را سریع‌ تر از بدنه چدنی منتقل می‌ کند و به همین خاطر برای محیط‌ های گرم و کاربردهایی با توان پایین مناسب‌ تر است. این بدنه انعطاف پذیری و قابلیت ریخته‌ گری خوبی دارد و معمولا صدای کمی ایجاد می‌ کند. با این حال، مقاومت آن در برابر فشار و ضربه کمتر است و در استفاده طولانی مدت احتمال آسیب دیدن محل بلبرینگ وجود دارد و قیمت آن نیز می‌ تواند بیشتر باشد.

۷. کلاس راندمان و میزان مصرف انرژی الکتروموتور

کلاس راندمان میزان بهره وری موتور و مقدار انرژی تلف شده را مشخص می کند. راندمان از نسبت توان مکانیکی خروجی به توان الکتریکی ورودی به دست می آید و هر چه این مقدار بیشتر باشد، موتور انرژی کمتری را به صورت گرما، اصطکاک و سایر تلفات از دست می دهد. اگر موتور ساعت های زیادی کار کند، حتی اختلاف چند درصدی در راندمان می تواند روی هزینه برق تاثیر قابل توجهی داشته باشد. استاندارد IEC 60034-30-1 موتورهای الکتریکی را بر اساس میزان راندمان در کلاس های IE1 تا IE4 دسته بندی می کند.

• کلاس IE1 (راندمان استاندارد): IE1 پایین ترین سطح راندمان در میان چهار کلاس مورد نظر است و تلفات انرژی بیشتری نسبت به کلاس های بالاتر دارد. این کلاس بیشتر برای تجهیزات قدیمی یا کاربردهایی که موتور زمان محدودی کار می کند، مناسب هستند.
• کلاس IE2 (راندمان بالا): موتورهای IE2 نسبت به IE1 انرژی را با بهره وری بیشتری به توان مکانیکی تبدیل می کنند و مصرف برق پایین تری دارند. این کلاس می تواند برای تجهیزات عمومی و کاربردهایی که ساعات کارکرد متوسطی دارند، گزینه مناسبی باشد.
• کلاس IE3 (راندمان ممتاز): IE3 تلفات کمتری دارد و برای بسیاری از کاربردهای صنعتی نظیر پمپ، فن، کمپرسور و خطوط تولید انتخاب خوبی است. اگر موتور ساعت های زیادی در روز فعالیت می کند، کاهش تلفات انرژی در این کلاس می تواند هزینه برق را پایین بیاورد.
• کلاس IE4 (راندمان فوق العاده): IE4 بالاترین سطح راندمان را در میان این چهار کلاس دارد و انرژی کمتری را در فرایند تبدیل برق به توان مکانیکی از دست می دهد. این کلاس بیشتر برای پروژه هایی ارزشمند است که موتور به صورت مداوم کار می کند یا هزینه مصرف برق سهم بالایی در هزینه های بهره برداری دارد.

۸. نحوه نصب الکتروموتور

روش نصب الکتروموتور می تواند روی عملکرد و طول عمر آن تاثیر زیادی داشته باشد. برای انتخاب روش مناسب، باید به نوع دستگاه، فضای نصب، جهت قرارگیری موتور و نحوه اتصال آن توجه کنید. اگر روش نصب با شرایط دستگاه سازگار نباشد، ممکن است موتور دچار لرزش شود یا مشکلاتی برای شفت و یاتاقان ها به وجود بیاید.

• نصب افقی الکتروموتور: در این روش، موتور به صورت افقی و معمولا روی شاسی یا فریم قرار می گیرد و برای تجهیزاتی مانند پمپ، نوار نقاله و بسیاری از ماشین آلات صنعتی کاربرد دارد. این نوع نصب دسترسی مناسبی برای تعمیرات ایجاد می کند و در صورت اجرای صحیح، هم محوری موتور با تجهیز متصل به آن به شکل مناسبی انجام می شود.
• نصب عمودی الکتروموتور: در نصب عمودی، محور موتور در راستای عمودی قرار می گیرد و بسته به طراحی تجهیز، شفت می تواند رو به بالا یا پایین باشد. این روش بیشتر در پمپ های عمودی، فن های سانتریفیوژ و میکسرهای عمودی استفاده می شود و هنگام اجرای آن باید به وضعیت یاتاقان ها و کنترل لرزش توجه ویژه ای داشت.
• نصب پایه دار الکتروموتور: در مدل پایه دار، موتور از طریق پایه های زیر بدنه به شاسی یا فریم متصل می شود. این روش استحکام خوبی دارد و برای تجهیزاتی مناسب است که موتور روی یک شاسی ثابت نصب می شود.
• نصب فلنج دار الکتروموتور: در این روش، الکتروموتور از طریق فلنج به صورت مستقیم به تجهیزاتی مثل پمپ یا گیربکس متصل می شود و نیازی به پایه زیر موتور ندارد.
• نصب ترکیبی الکتروموتور: در نصب ترکیبی، الکتروموتور هم پایه و هم فلنج دارد و می توان آن را روی شاسی یا مستقیما به تجهیز مورد نظر متصل کرد.

۹. درجه حفاظتی IP

درجه حفاظتی IP مشخص می کند محفظه الکتروموتور تا چه اندازه از اجزای داخلی در برابر نفوذ اجسام جامد و آب محافظت می کند. رقم اول این کد به میزان حفاظت در برابر گرد و غبار، اجسام خارجی و تماس با بخش های داخلی موتور مربوط است و رقم دوم، مقاومت محفظه را در برابر نفوذ آب نشان می دهد.

بنابراین، انتخاب IP باید بر اساس شرایط واقعی محل نصب، مانند میزان گرد و غبار، رطوبت و احتمال پاشش آب انجام شود. برای بسیاری از الکتروموتورهای صنعتی، IP۵۴ و IP۵۵ کاربرد رایجی دارند، اما محیط های مرطوب یا فضای باز ممکن است به حفاظت بیشتری نیاز داشته باشند. این مشخصه روی پلاک موتور درج می شود و مبنای تعیین آن استاندارد IEC ۶۰۰۳۴-۵ است.

۱۰. توجه به نوع بار

نوع بار مشخص می کند الکتروموتور هنگام کار چه مقدار گشتاور و توان باید تامین کند. بار ثابت، مثل نوار نقاله و کمپرسور اسکرو، در محدوده کاری خود به گشتاور تقریبا یکنواختی نیاز دارد. در بار متغیر، مانند پمپ و فن گریز از مرکز، گشتاور مورد نیاز با مجذور سرعت افزایش یا کاهش پیدا می کند. بار ضربه ای در تجهیزاتی چون سنگ شکن و پرس، تغییرات ناگهانی و گشتاور های لحظه ای زیادی به موتور وارد می کند.

۱۱. ابعاد بدنه الکتروموتور

ابعاد بدنه الکتروموتور با توجه به توان، بر حسب کیلو وات یا اسب بخار، استاندارد می شود و با افزایش توان، اندازه موتور نیز بیشتر می شود. در توان یکسان، موتور های دور پایین جثه بزرگ تری دارند؛ مثلا موتور ۳ اسب تک فاز ۱۴۰۰ دور از مدل ۳ اسب ۳۰۰۰ دور تکفاز بزرگ تر است. برای انتخاب موتور، قطر شفت، ارتفاع شفت از زمین یا سایز فریم، فاصله سوراخ های پایه، قطر و نوع فلنج B14 یا B5 و طول کلی را بررسی کنید.

سایز فریم، اطلاعاتی مانند قطر سوراخ ها، فاصله پایه ها، قطر شفت و طول شفت را مشخص می کند و برای طراحی محل نصب اهمیت دارد. کد فریم سایز طبق استانداردهای IEC یا NEMA با حروف و اعدادی مانند D، K، C، B، A، H، E، U، H، BA، F، E، D و N-W مشخص می شود.

• سایز فریم ۵۶: با ارتفاع شفت ۵۶ mm و توان ۰.۰۶ تا ۰.۱۲ کیلو وات، برای پمپ ها و فن های کوچک استفاده می شود.
• سایز فریم ۶۳: با ارتفاع شفت ۶۳ میلی‌ متر و توان ۰.۱۲ تا ۰.۱۸ kW، برای ماشین آلات سبک به کار می رود.
• سایز فریم ۷۱: با ارتفاع شفت ۷۱ mm و توان ۰.۳۷ kW، برای پمپ ها و نقاله ها کاربرد دارد.
• سایز فریم ۸۰: با ارتفاع شفت ۸۰ mm و توان ۰.۷۵ kW، برای فن های صنعتی مناسب است.
• سایز فریم ۹۰: با ارتفاع شفت ۹۰ میلی‌ متر و توان ۱.۱ تا ۱.۵ kW، برای کمپرسور ها و پمپ ها استفاده می شود.
• سایز فریم ۱۰۰: با ارتفاع شفت ۱۰۰ mm و توان ۲.۲ تا ۳ kW، برای پمپ های مخصوص کاربری های سنگین به کار می رود.
• سایز فریم ۱۱۲: با ارتفاع شفت ۱۱۲ mm و توان ۴ kW، برای پمپ های مخصوص کاربری های سنگین و بالابر کاربرد دارد.
• سایز فریم ۱۳۲: با ارتفاع شفت ۱۳۲ mm و توان ۷.۵ کیلو وات، برای ماشین آلات صنعتی مناسب است.
• سایز فریم ۱۶۰: با ارتفاع شفت ۱۶۰ میلی‌ متر و توان ۱۵ kW، برای کمپرسور های بزرگ و کارخانه ها استفاده می شود.
• سایز فریم ۲۰۰: با ارتفاع شفت ۲۰۰ mm و توان ۳۰ kW، برای کاربری های سنگین صنعتی به کار گرفته می شود.

۱۲. چرخه کاری موتور الکتریکی

چرخه کاری موتور الکتریکی نشان می‌ دهد موتور در چه الگوی زمانی، با چه میزان بار و در چه شرایطی کار می‌ کند. این مشخصه هنگام انتخاب الکتروموتور اهمیت دارد؛ چون مدت روشن بودن، توقف، راه‌ اندازی، ترمز و تغییرات سرعت و بار مستقیما بر افزایش دمای موتور اثر می‌ گذارند. استاندارد NEMA چرخه‌ های کاری را در ۱۰ گروه از S1 تا S10 دسته‌ بندی می‌ کند تا شرایط عملکرد موتور دقیق‌ تر مشخص شود.

چرخه کاری خلاصه کاربردی

S1 کار پیوسته با بار نامی تا رسیدن به تعادل حرارتی

S2 کار کوتاه‌ مدت با بار نامی و توقف برای خنک شدن

S3 کار و توقف متناوب 

S4 راه‌ اندازی، کار با بار نامی و توقف؛ اثر حرارتی راه‌ اندازی لحاظ می‌ شود.

S5 راه‌اندازی، کار با بار نامی و توقف با ترمز الکتریکی

S6 کار پیوسته با تناوب بار کامل و بدون بار 

S7 کار پیوسته با راه‌اندازی، بار نامی و ترمز الکتریکی؛ بدون توقف موتور

S8 کار پیوسته با تغییر سرعت و بار؛ همراه با راه‌ اندازی و ترمز الکتریکی

S9 تغییرات نامنظم بار و سرعت؛ امکان وقوع اضافه‌ بار در محدوده مجاز

S10 کار با چند سطح بار و در صورت نیاز چند سرعت، با زمان‌ های متفاوت

۱۳. تکفاز یا ۳ فاز بودن موتور الکتریکی

تک فاز و سه فاز بودن، از معیارهای مهمی است که هنگام خرید الکتروموتور باید در نظر بگیرید، زیرا نوع تغذیه روی توان، راندمان، جریان کشی، لرزش و کاربرد موتور اثر می گذارد. مدل های تک فاز بیشتر برای مصارف خانگی و سبک مناسب هستند و نمونه های ۳ فاز معمولا در تجهیزات صنعتی و کاربرد های سنگین تر استفاده می شوند.

● مدل تک فاز: الکتروموتور تک فاز با یک فاز برق کار می کند و به دلیل ساختار ساده، ابعاد جمع و جور و وزن کمتر، برای بسیاری از مصارف خانگی، تجاری و کاربرد های سبک گزینه مناسبی است و هزینه نگهداری و تعمیر پایین تری دارد. از این موتور ها می توان در تجهیزاتی مانند جاروبرقی، فن، ماشین لباسشویی و کولر آبی استفاده کرد. با این حال، توان آنها نسبت به موتور های ۳ فاز کمتر است و معمولا در توان های بالا تر از ۵ اسب بخار کاربرد کمتری دارند. همچنین این مدل در مقایسه با مدل سه فاز، راندمان پایین تر و جریان کشی بیشتری دارد.

● مدل سه فاز: الکتروموتور سه فاز برق را از شبکه ۳ فاز دریافت می کند و به خاطر داشتن توان و راندمان بالا تر، بیشتر در تجهیزات صنعتی و کار های سنگین مثل پمپ، فن، کمپرسور، نوار نقاله، جرثقیل و آسانسور استفاده می شود. این موتور ها گشتاور بالا تر و سرعت پایدار تری دارند و جریان برق در آنها یکنواخت تر است؛ در نتیجه نسبت به موتور تک فاز، جریان کشی و لرزش کمتری دارند. راه اندازی آسان، نیاز کمتر به تعمیر و نگهداری، قابلیت کنترل مناسب سرعت و گشتاور و عمر طولانی تر نیز از دیگر مزایای آنها است. بنابراین، اگر توان بالا، بازده بیشتر و عملکرد پایدار برای شما اهمیت دارد، الکتروموتور سه فاز معمولا گزینه مناسب تری نسبت به مدل تک فاز خواهد بود.

۱۴. توجه به محل نصب

برای انتخاب الکتروموتور تک فاز یا ۳ فاز، محل نصب را جدی بگیرید و شرایط محیط، فضای موجود، نوع کاربری و امکان نگهداری را بررسی کنید. در محیط مرطوب مدل ضد آب IP44 و بالا تر و در فضای دارای گرد و غبار مدل IP55 و بالا تر لازم است. برای گاز های قابل انفجار نیز از الکتروموتور ضد انفجار استفاده می شود. در دمای بالا تر از 40 درجه سانتی گراد موتور مقاوم به حرارت و در دما های بسیار پایین موتور مقاوم به سرما با عایق مناسب انتخاب کنید. 

محیط های صنعتی و سنگین هم به یاتاقان تقویت شده و تهویه مناسب نیاز دارند. در صنایع غذایی و محیط های بهداشتی، الکتروموتور استیل ضد زنگ قابل تمیز کردن مناسب است و در فضای باز باید مقاومت در برابر باران، تابش مستقیم خورشید، گرد و غبار، رطوبت، تغییرات دما و درجه حفاظت IP را در نظر بگیرید. 

توان الکتروموتور را چگونه حساب کنیم؟

در سامانه های گردشی، توان مکانیکی از ضرب گشتاور در سرعت زاویه ای به دست می آید:

P = T × ω

در این رابطه:

• P= توان بر حسب وات
• T= گشتاور بر حسب نیوتون متر
• ω= سرعت زاویه ای بر حسب رادیان بر ثانیه

برای کاربرد های صنعتی، زمانی که گشتاور بر حسب نیوتون متر و سرعت موتور بر حسب RPM باشد، می توانید از فرمول زیر استفاده کنید:

P(kW) = (T(N.m) × n(RPM)) / ۹۵۵۰

برای موتور های ۳ فاز، توان الکتریکی از رابطه زیر محاسبه می شود:

P = √۳ × V × I × cosφ

در این فرمول:

• V= ولتاژ بر حسب ولت
• I= جریان بر حسب آمپر
• Cosφ = ضریب توان

برای موتور های تک فاز نیز رابطه به صورت زیر است:

P = V × I × cosφ

در این فرمول نیز V ولتاژ بر حسب ولت، I جریان بر حسب آمپر و Cosφ ضریب توان است.

مثال عملی محاسبه توان الکتروموتور در کاربرد صنعتی

برای انتخاب توان مناسب الکتروموتور در کاربردهای صنعتی، باید اطلاعات عملکرد دستگاه را به عدد تبدیل کنید. ابتدا نوع بار را مشخص کنید؛ برای مثال نوار نقاله و میکسر معمولا گشتاور ثابت دارند، در حالی که فن و پمپ سانتریفیوژ با تغییر سرعت، نیاز متفاوتی به گشتاور دارند.

پس از مشخص شدن نوع بار، گشتاور مورد نیاز و سرعت کار موتور را در فرمول توان قرار دهید. برای نمونه، اگر یک سیستم به گشتاور ۵۰ نیوتن‌ متر در سرعت ۱۴۵۰ دور بر دقیقه نیاز داشته باشد:

P(kW) = (۵۰ × ۱۴۵۰) / ۹۵۵۰ = ۷.۵۹ kW

توان به دست آمده حدود ۷.۶ کیلووات است.

برای شرایط واقعی کار، باید ضریب اطمینان بین ۱.۱۵ تا ۱.۵ را نیز در نظر بگیرید. اگر ضریب ۱.۲۵ انتخاب شود:

توان = ۷.۵۹ × ۱.۲۵ = ۹.۴۸ kW

در این شرایط، انتخاب یک موتور استاندارد ۱۱ کیلووات (۱۵ اسب بخار) مناسب‌ تر است، زیرا موتور ۷.۵ کیلوواتی در کارکرد طولانی ممکن است با مشکل مواجه شود.

گشتاور الکتروموتور را چگونه حساب کنیم؟

برای محاسبه گشتاور نامی الکتروموتور، توان موتور را بر اساس کیلو وات و سرعت را بر حسب RPM در فرمول زیر قرار دهید:

T = (P × ۹۵۴۹) ÷ n

• T= گشتاور بر حسب نیوتون متر (N·m)
• P= توان خروجی موتور بر حسب کیلووات (kW)
• n= سرعت چرخش بر حسب دور در دقیقه (RPM)
• ۹۵۴۹= عدد ثابت تبدیل واحد

فرمول گشتاور با نیرو

در حالت کلی، گشتاور از حاصل ضرب نیرو در فاصله آن از محور چرخش به دست می آید:

T = F × D

• T= گشتاور (N·m)
• F= نیرو (N)
• D= فاصله از محور چرخش (m)

فرمول گشتاور موتور القایی

در موتور القایی، با در نظر گرفتن راندمان و توان ورودی نیز می توان نوشت:

T = (η × Pin × ۹۵۴۹) ÷ n

یا:

T = (Pout × ۹۵۴۹) ÷ n

که در آن:

• Pout= توان خروجی موتور (kW)
• Pin= توان ورودی موتور (kW)
• η= راندمان موتور، عددی بین ۰ تا ۱
• n= سرعت موتور (RPM)

مثال عملی محاسبه گشتاور الکتروموتور

موتور ۷٫۵ کیلو وات با سرعت ۱۴۵۰ دور بر دقیقه را در نظر بگیرید. با قرار دادن این مقادیر در فرمول گشتاور، مقدار آن به شکل زیر به دست می آید:

T = (۷٫۵ × ۹۵۴۹) ÷ ۱۴۵۰ ≈ ۴۹٫۴ Nm

در نتیجه، گشتاور این الکتروموتور حدود ۴۹٫۴ نیوتن متر می‌ باشد. دقت کنید که با ثابت بودن توان، افزایش سرعت باعث کاهش گشتاور می شود؛ بنابراین موتوری با سرعت ۹۰۰ دور بر دقیقه نسبت به موتور ۳۰۰۰ دور بر دقیقه با توان یکسان، گشتاور بیشتری دارد. به همین خاطر، موتورهای دور پایین عموما برای بار های سنگین مناسب تر هستند و شفت ضخیم تری دارند.

نحوه محاسبه جریان الکتروموتور در تابلو برق 

مقدار جریان نامی را می توانید از روی پلاک موتور بخوانید یا با استفاده از توان، ولتاژ و ضریب توان آن را محاسبه کنید. برای یک موتور ۳ فاز، فرمول محاسبه جریان به شکل زیر است:

I = P / (√۳ × V × cosφ)

در این رابطه:

• I: جریان موتور بر حسب آمپر
• P: توان موتور بر حسب وات
• V: ولتاژ خط به خط بر حسب ولت
• cosφ: ضریب توان موتور

مثال محاسبه جریان موتور سه فاز

فرض کنید توان یک الکتروموتور ۴۵ کیلووات و ضریب قدرت آن ۰.۸ پس فاز باشد و ولتاژ سه فاز نیز ۳۸۰ ولت در نظر گرفته شود:

I = (۴۵ × ۱۰۰۰) / (√۳ × ۳۸۰ × ۰.۸)

I = ۸۵.۴۶ A

بنابراین جریان محاسبه شده این موتور حدود ۸۵.۴۶ آمپر است. 

چگونه راندمان الکتروموتور را حساب کنیم؟

برای این منظور باید ابتدا توان ورودی الکتریکی موتور را از رابطه Pاینچ = V × I × PF به دست آورید؛ سپس توان خروجی مکانیکی را با استفاده از Pout = T × ω محاسبه کنید که در آن T گشتاور و ω سرعت زاویه‌ای است. پس از تعیین هر دو مقدار، راندمان موتور از فرمول η = (Pout / Pin) × ۱۰۰٪ محاسبه می شود؛ عدد به دست آمده نشان می دهد چه درصدی از توان الکتریکی ورودی به توان مکانیکی تبدیل شده است.

سخن پایانی

در کل برای خرید الکتروموتور، فقط به توان و قیمت توجه نکنید و مشخصات موتور را با نیاز واقعی دستگاه هماهنگ کنید. توان، گشتاور، سرعت، ولتاژ، جریان، راندمان و نوع بار بایستی حتما متناسب با شرایط کاری انتخاب شوند تا موتور زیر بار دچار افت عملکرد یا داغ شدن نشود.

محل نصب را هم از نظر رطوبت، گرد و غبار، دما و خطر انفجار بررسی کنید و درجه حفاظتی IP، جنس بدنه و نحوه نصب را بر همان اساس در نظر بگیرید. اگر توان یا گشتاور مورد نیاز را می دانید، آن را محاسبه کنید و با توجه به ضریب اطمینان، توان استاندارد مناسب را انتخاب نمایید.

با توجه به این معیار ها می توانید موتوری متناسب با تجهیز خود تهیه کنید و احتمال افزایش مصرف برق، خرابی زود هنگام و هزینه های اضافی تعمیر و نگهداری را کاهش دهید.