Elektromotor 3 kW 1AL-100L2-4 400V

Dlhý popis

Čo sa deje, keď sa počas chodu mení zaťaženie?

Pri zariadeniach s kolísajúcim zaťažením sa elektromotor 3 kW (1400 otáčok) neposudzuje len podľa výkonu, ale najmä podľa schopnosti udržať stabilné otáčky pri jeho zmene.

Tento model má rozbehový aj záberový moment na úrovni 2,3-násobku menovitého momentu, čo znamená, že pri zvýšení záťaže nedochádza k výraznému spomaleniu.

Rozbehový prúd môže dosiahnuť až 7-násobok menovitého prúdu, teda z hodnoty 6,4 A (400 V) krátkodobo môže presiahnuť 40 A.

Tieto parametre určujú, ako motor zvláda prechodové stavy – teda nielen rozbeh, ale aj každú zmenu podmienok počas prevádzky.

Navíjanie materiálu: prečo počas chodu rastie zaťaženie

Pri navíjaní materiálu, napríklad fólie, drôtu alebo textilu, sa počas chodu mení priemer cievky.

S rastúcim priemerom kotúča rastie krútiaci moment potrebný na udržanie napätia materiálu, a tým aj zaťaženie motora. Motor tak pracuje v rôznych podmienkach v rámci jedného cyklu – od nízkeho zaťaženia až po výrazne vyššie.

Výkon elektromotora v kombinácii s momentovou rezervou umožňuje:

• udržať rovnomerné napätie materiálu
• eliminovať trhanie alebo preťaženie
• stabilizovať chod bez zásahov do mechaniky

Tip z praxe: Pri navíjaní materiálu nestačí nastaviť len otáčky na frekvenčnom meniči. S rastúcim priemerom cievky sa zvyšuje potrebný krútiaci moment, takže pri pevne nastavenej frekvencii motor síce drží otáčky, ale nedokáže udržať rovnaké napätie materiálu. Riešením je riadenie, ktoré reaguje na zaťaženie (napr. vektorové riadenie alebo regulácia momentu), inak dochádza k nerovnomernému navinutiu a zvýšenému mechanickému namáhaniu.

Typické použitie 4-pólového elektromotora 3 kW (1400 otáčok)

Nasledujúce príklady ukazujú typické oblasti použitia, kde sa tento výkon a konštrukcia motora uplatňujú – nejde o kompletný zoznam, ale o orientačné situácie:

• navíjačky a odvíjačky materiálu (fólia, drôt, textil)
• kalibračné valcové zariadenia
• brúsne pásové zariadenia (len ako doplnkové použitie)
• odstredivé čerpadlá v technologických okruhoch

Ide o aplikácie, kde motor pracuje v rôznych režimoch počas jedného cyklu.

Riadenie otáčok: rozdiel medzi DOL, softštartérom a frekvenčným meničom

Spôsob napájania 3-fázového elektromotora výrazne ovplyvňuje nielen jeho rozbeh, ale aj správanie počas celej prevádzky. Pri priamom pripojení na sieť 400 V (DOL) motor okamžite dostáva plné napätie, a tým aj plný moment. Rozbeh je rýchly a bez oneskorenia, ale sprevádza ho vysoký prúd – až približne 7-násobok menovitého (viac než 40 A). Takéto riešenie je vhodné najmä tam, kde zariadenie nemá citlivé mechanické časti a nevadia krátkodobé rázové zaťaženia.

Softštartér tento priebeh čiastočne „zjemňuje“ tým, že napätie pri rozbehu zvyšuje postupne. Tým sa znižujú mechanické rázy aj prúdové špičky, čo je výhodné napríklad pri remenicových prevodoch alebo spojkách. Treba však počítať s tým, že pri nižšom napätí je zároveň nižší aj rozbehový moment. Softštartér navyše ovplyvňuje len fázu rozbehu – ak sa počas chodu mení zaťaženie, motor na to reaguje už bez jeho zásahu.

Najväčšiu kontrolu nad správaním motora poskytuje frekvenčný menič (VFD), ktorý riadi napätie aj frekvenciu súčasne. Vďaka tomu motor nemusí pracovať len pri menovitých 50 Hz, ale napríklad aj pri 30 Hz alebo 40 Hz, pričom sa mení nielen rýchlosť, ale aj dostupný moment. To umožňuje prispôsobiť chod aktuálnym podmienkam – napríklad pri navíjaní materiálu, kde sa zaťaženie mení počas celej prevádzky.

Rozmery a mechanické osadenie – čo rozhoduje pri montáži

Pri montáži nerozhoduje len typ uchytenia, ale konkrétne rozmery, ktoré určujú kompatibilitu so zariadením.

• celková dĺžka motora: 382 mm
• priemer hriadeľa: 28 mm
• dĺžka vyloženia hriadeľa: 60 mm
• tesné pero: 8 mm
• závit: M10×22

Tieto hodnoty určujú:

• aký typ spojky alebo remenice je možné použiť
• ako sa prenáša moment bez preklzu
• či je možné motor použiť ako náhradu bez úprav

Pri prírubovom spojení B5 je napríklad:

• priemer príruby Ø215 mm
• upínacie otvory 4×Ø15 mm

To znamená, že motor je možné priamo pripojiť na zariadenie bez dodatočných adaptérov, čo znižuje mechanické straty a riziko nepresného uloženia. (Dostupné sú aj vyhotovenia B3, B14, B34, B35 podľa spôsobu montáže.)

Motor s hmotnosťou 25 kg je chránený krytím IP55 proti prachu a vode. Má medené vinutie s izoláciou triedy F a účinnosť 82,6 %.

Chladenie IC411: čo to reálne znamená

Motor využíva chladenie IC411, čo znamená, že je vybavený vlastným ventilátorom pevne spojeným s hriadeľom. Účinnosť chladenia je preto priamo závislá od otáčok motora. Pri menovitých otáčkach okolo 1420 ot./min pracuje ventilátor najefektívnejšie a zabezpečuje dostatočný odvod tepla aj pri dlhodobej prevádzke.

Ak sa však otáčky motora znížia, napríklad pri použití frekvenčného meniča, znižuje sa aj výkon ventilátora a tým aj schopnosť chladenia. Pri dlhodobej prevádzke na nižších frekvenciách je preto potrebné počítať s vyšším tepelným zaťažením motora. V náročnejších aplikáciách alebo pri dlhšom chode na nízkych otáčkach môže byť vhodné doplniť na motor nezávislé chladenie, aby sa predišlo prehriatiu elektromotora.

Kde sa tento výkon osvedčí a kde už naráža na limity

Tento výkon sa uplatní najmä tam, kde:

• sa zaťaženie počas chodu mení
• je potrebná stabilita otáčok pri meniacich sa podmienkach

Rozhodujúce však nie je len číslo výkonu, ale aj charakter prevádzkového zaťaženia a spôsob prenosu sily v konkrétnom zariadení.

Obmedzenie nastáva pri situáciách, kde dochádza k opakovaným prudkým nárazom alebo blokovaniu pohonu, napríklad:

• náhle zastavenie hriadeľa pod záťažou
• časté rozbehy do plného zaťaženia bez odľahčenia
• mechanické rázy prenášané priamo na motor

V takýchto prípadoch ide o typ zaťaženia, ktorý môže motor dlhodobo preťažovať, bez ohľadu na jeho menovitý výkon.

Ak je teda bežné zaťaženie nižšie a vyššie hodnoty sa objavujú len krátkodobo a bez rázov, motor 3 kW je vhodná a bezpečná voľba.