الکتروموتور

در حال حاضر عمده نیروی محرکه مورد نیاز در صنایع، بخش های تجاری، کشاورزی و خانگی توسط الکتروموتورها تامین می شود. از اینرو یک بازار بسیار بزرگ و متنوع با نیازهای مختلف تشکیل شده است که نیاز به الکتروموتور دارد. انتخاب الکتروموتور مناسب نیازمند توجه به پارامترهای مختلفی است که با توجه به تجربیات عملیاتی در طراحی و ساخت و استاندارد های الکتروموتور و رویه های موجود در بازار الکتروموتور در ایران می خواهیم این موارد را با عناوین زیر بررسی کنیم:

  1. الکتروموتور القایی قفس سنجابی، اسلیپ رینگ یا موتور DC
  2. الکتروموتور تکفاز یا سه فاز
  3. نوع کاردهی
  4. نحوه نصب
  5. درجه حفاظت الکتروموتور
  6. نوع خنک کاری
  7. فریم سایز الکتروموتور
  8. فریم آلومینیوم یا فریم چدن
  9. چه برندی بخریم
  10. تقلب در بازار الکتروموتور

 1- موتور القایی قفس سنجابی و اسلیپ رینگ یا موتور DC

در دوره های کلاسیک مهندسی برق در دانشگاه ها معمولا در دو درس مختلف ماشینهای الکتریکی DC و AC تدریس می شدند. موتور القایی AC از دیر باز در جاهایی که به سرعت ثابت نیاز داشتند جایگاه محکم، مسلط و غیر قابل نفوذی داشتند. موتورهای DC نیز به دلیل ذات کنترل سرعت ساده خود در جاهایی که به سرعت متغیر نیاز بود استفاده می شدند. با پیشرفت ادوات و سوئیچهای الکترونیک قدرت و پردازشگرهای دیجیتال درایو های فرکانس متغیر با قیمت مناسب وارد بازار شدند و به خوبی به کنترل موتورهای القایی پرداختند. عرصه برای موتورهای DC تنگ تر شد. در حال حاضر برای استفاده در کاربردهای صنعتی کارخانجات موتورهای DC تقریبا دیگر تولید نمی شوند. و فقط برای کاربری های کوچک _درب آسانسور، اسباب بازی کودکان، سشوار و …. و همچنین در صنایع خودرو مورد استفاده هستند. از اینرو در کاربردهای صنعتی موتور DC انتخاب ما نیست.

ساختمان داخلی موتور

در مورد موتورهای اسلیپ رینگ نیز با افزایش مقاومت روتور گشتاور راه اندازی را افزایش داده و جریان راه اندازی را محدود می کردند موتورهای اسلیپ رینگ نسبت به موتورهای القایی قفس سنجابی گران تر هستند و به نگهداری و سرویس بیشتری نیاز دارند. اما همچنان در سنگ شکن های معادن و نورد لوله و پروفیل و … استفاده می شوند و شرکتهای سازنده هم آنها را تولید می کنند.

پرسش سوال از متخصص موتور درایو

نتیجه گیری: مبنای انتخاب الکتروموتور را موتور القایی قرار دهید در صورتیکه محدودیت هایی وجود دارد گزینه های دیگر را هم بررسی کنید.

2- الکتروموتور تکفاز یا سه فاز

یک قاعده کلی را راعایت کنید. در هر جا که برق سه فاز دارید حتی الامکان از موتور سه فاز استفاده کنید. موتورهای تکفاز تا توان 2.2 کیلووات و بندرت 3 کیلووات تولید می شوند.موتورهای سه فاز گشتاور راه اندازی بهتری دارند.گشتاور موتورهای سه فاز نوسان کمتری دارد. راندمان آنها نسبت به موتور تکفاز هم توان و هم قطب خود بیشتر بوده و به مقدار جزیی قیمت آن کمتر است. به دلیل عدم وجود خازن و کلید گریز از مرکز و پلاتین به نگهداری کمتری نیاز دارند و دیرتر خراب می شوند. البته در سیم کشی به جای دو رشته سیم (فاز و نول) به سه رشته سیم برای سه فاز البته با قطر کمتر نیاز دارند.

در صورتیکه برق تکفاز (انشعاب تکفاز) دارید. اما الکتروموتور را برای کاربردهای سرعت متغیر می خواهید باز هم موتور سه فاز بخرید. الکتروموتورهای سه فاز با توان کمتر از 3 کیلووات معمولا در پلاک نامی آنها 380V Y/220V Δ قید شده است. و اینورترهای معمول موجود در بازار که ورودی 220 ولت تکفاز دارند خروجی 220 ولت سه فاز می دهند (البته معدود اینورترهایی هستند که در داخل خود مبدل بوست دارند و خروجی 380V سه فاز می دهند و البته گران قیمت تر می باشند) با این وصف الکتروموتور سه فاز بخرید و در هنگام استفاده از اینورتر آن را با اتصال مثلث ببندید.

3- نوع کاردهی

کاردهی عبارت است مدت زمانی که موتور کار می کند و مقدار زمانی که تحت بار قرار دارد. کاردهی در استاندارد INSO 3772-1 تشریح شده است. با حرف S و یک عدد در جلوی آن نمایش داده می شود. کاردهی های مختلف در ادامه آورده شده است.

S1 – کاردهی پیوسته: موتور در یک بار ثابت برای زمان طولانی کار می کند تا به تعادل حرارتی برسد.

کاردهی پیوسته

S2 – کاردهی کوتاه مدت: موتور در یک بار ثابت کار می کند. اما نه آنقدر طولانی مدت که به تعادل حرارتی برسد، و بقیه چرخه تناوب کار به اندازه کافی بلند مدت است که دمای الکتروموتور کاهش یافته و به دمای محیط برسد.

S3 – کاردهی دوره ای متناوب:ترتیبی از چرخه های با کاردهی یکسان، که هر کدام شامل یک زمان کارکرد با بار ثابت و یک زمان بدون تغذیه و سکون می باشد. در این نوع کاردهی چرخه به صورتی است که در آن جریان راه اندازی، تاثیر چندانی بر افزایش دما ندارد.

کاردهی دوره ای متناوب

S4 – کاردهی دوره ای متناوب با راه اندازی:ترتیبی از چرخه هاي با كاردهي يكسان كه هر كدام شامل يك زمان راه اندازي قابل ملاحظه ، يك زمان كاركرد با بار ثابت و يك زمان بدون تغذيه و سكون مي باشد. موتور هیچ وقت به تعادل حرارتی نمی رسد. اما جریان راه اندازی تاثیر اندکی بر افزایش دما دارد.

S5 – کاردهی دوره ای متناوب با ترمز الکتریکی:ترتیبی از چرخه ­هاي با كاردهي يكسان كه هر كدام شامل يك زمان راه ­اندازي، يك زمان كاركرد با بار ثابت، يك زمان ترمز و يك زمان بدون تغذيه و سكون مي باشد. یادآوریمنظور از كاردهي دوره اي آن است كه تعادل حرارتي در زمان روشن بودن و تحت بار بدست نمي ­آيد.

S6 – كاردهي دوره اي با كاركرد پيوسته:ترتیبی از چرخه­ هاي با كاردهي يكسان كه هر يك شامل يك زمان كاركرد با بار ثابت و يك زمان كاركرد در بي­باري است و هيچ زمان بدون تغذيه و سكون وجود ندارد.

S7 – كاردهي دوره اي با كاركرد پيوسته و ترمز الكتريكی:توالي از چرخه­ هاي با كاردهي يكسان كه هر يك شامل يك زمان راه ­اندازي ، يك زمان كاركرد با بار ثابت و يك زمان ترمز الكتريكي مي­باشد. هيچ زمان سكون و بدون تغذيه وجود ندارد.

S8 – كاردهي دوره اي با كاركرد پيوسته با تغييرات وابسته بار / سرعت:ترتیبی از چرخه­ هاي با كاردهي يكسان كه هر يك شامل يك زمان كاركرد با بار ثابت متناظر با سرعت دوراني از پيش تعيين شده كه به دنبال آن يك يا چند زمان كاركرد ديگر با بارهاي ثابت و سرعت هاي دوراني متفاوت متناظر با آن­ها بيان مي­شود.

نکته خیلی مهم: بیش از 95% موتورهای مورد استفاده در صنایع مختلف از نوع کاردهی پیوسته S1هستند. در برخی کاربردهای نظیر موتور گیربکس آسانسور، خشک کن لبا سشویی و … کاردهی غیر از S1 است.

4- نحوه نصب (کد IM)

در کف بازار با عناوین پایه درا، فلنج و نیم فلنج برخورد می کنید. اما این ها بیانگر چه چیزی هستند؟ در این زمینه اطلاعات فروشندگان الکتروموتور اندک است. برای دریافت اطلاعات بیشتر می توانید استاندارد ملی ایران با شماره ISIRI 3772-7 با عنوان: ماشین های الکتریکی دوار – قسمت هفتم: طبقه بندی انواع ساختمان، آرایشهای نصب و مکان جعبه ترمینال (کد IM) را مطالعه کنید.

چند مورد از کدهای نصب خیلی رایج را در ادامه بررسی می کنیم.

نصب با پایه (IMB3): موتور پایه دارد، نصب روی پایه، پایه در طرف پایین

موتور پایه دار

نصب با فلنج بزرگ (IMB5): فلنج دار، فلنج در درپوش در ابتدای محور با قابلیت دسترسی از پشت است، نصب روی فلنجی که در ابتدای محور قرار دارد.

 موتور با فلنج بزرگ

نصب با پایه و فلنج (IMB35): هم پایه دارد و هم فلنج، فلنج در درپوش در ابتدای محور با قابلیت دسترسی از پشت. نصب روی پایه، پایه در طرف پایین با قابلیت نصب اضافی در ابتدای محور در طرف فلنج

موتور با پایه و فلنج

نصب با فلنج کوچک (IMB14):  در بازار با عنوان نیم فلنج هم شناخته می شود. دارای توپی در درپوش بدون قابلیت دسترسی به پشت فلنج در ابتدای محور، نصب روی فلنجی که در ابتدای محور قرار دارد.

 موتور فلنج کوچک

5- درجه حفاظت الکتروموتور (IP code)

درجه حفاظت الکتروموتورها مطابق با استاندارد ملی ایران با شماره ISIRI 3772-5 می باشد. کد IP معمولا با حروف IP و دو عدد مثلا IP54 نشان داده می شود. رقم اول بیانگر حفاظت الکتروموتور در مقابل ورود اجسام جامد خارجی است و رقم دوم حفاظت در مقابل نفوذ آب است. عدد دو رقمی همیشه با عبارت IP همراه هستند و حتما باید در پلاک موتور درج شوند موتورهای صنعتی عموماIP55وIP54 هستند. در موتورهای ساخت شرکت الکتروژن تا فریم سایز 90 درجه حفاظت IP54 و بزرگتر از آن IP55 است. در الکتروموتورهای موتوژن با فریم آلومینیوم IP54 و فریم چدن IP55 می باشند.

در ادامه معانی رقم اول درجه حفاظت آورده شده است.

۰- بدون حفاظت
۱- حفاظت در برابر ورود اجسام خارجی با قطر بزرگتر از ۵۰mm ، مانند دستها
۲- حفاظت در برابر ورود اجسام خارجی با قطر بزرگتر از ۱۲mm ، مانند انگشتان
۳- حفاظت در برابر ورودی اجسام خارجی با قطر بزرگتر از 2.5mm
۴- حفاظت در برابر ورود اجسام خارجی با قطر بزرگتر از ۱mm ، مانند ابزارهای ریز و سیم
۵- حفاظت کامل در برابر ورود گرد و خاک

معنی رقم دوم درجه حفاظت مطابق توضیحات زیر است.

۰- بدون حفاظت
۱- حفاظت شده در برابر چکیدن آب به صورت عمودی
۲- حفاظت شده در برابر چکیدن آب با ۱۵ درجه انحراف نسبت به حالت قائم
۳- حفاظت شده در برابر ترشح آب
۴- حفاظت شده در برابر پاشیدن آب در هر جهتی هیچ نوع تاثیر مخربی ایجاد نمی کند.
۵- حفاظت شده در برابر فوران آب – آب پمپ شده توسط فواره بر روی ماشین الکتریکی از هر جهتی نباید هیچ نوع اثر مخربی داشته باشد.
۶- حفاظت شده در برابر سیلاب
۷- حفاظت شده در برابر اثرات غوطه وری
۸- حفاظت شده در برابر اثرات غوطه وری دائم و طولانی مدت

تمامی مواردی که مطرح می کنیم مطابق با استانداردهای IEC و استانداردهای ترجمه شده آن به زبان فارسی که در سازمان ملی استاندارد ایران با عنوان استاندارد ISIRI منتشر شده است می باشند.

6- نوع خنک کاری

این مشخصه در انتخاب موتورهای کوچک و متوسط با کاربردهای عمومی شاید خیلی مهم نباشد چون در هر صورت سازنده تعهد کرده است که الکتروموتور مطابق با استاندارد کاردهی خود بار نامی را تامین کرده و از محدوده دمای مجاز خود خارج نخواهد شد. اما در کاربردهای صنعتی که موتورهای بزرگ استفاده می شوند نیاز به فیلتراسیون هوای اطراف موتور و تامین هوای تمیز مورد نیاز باری خنک کاری و یا آب و مایعات برای انجام خنک کاری مهم و حیاتی می باشد لذا توضیحات مختصری در این زمینه ارائه می کنیم. در استاندارد ملی ایران نحوه خنک کاری در موتورهای الکتریکی در استاندارد همانند استاندارد IECاز حروف و اعداد استفاده می کند. کد IC بیانگر نحوه خنک کاری در استاندارد IEC است. یک کد اختصاصی برای هر کدام از روشهای خنک کاری وجود دارد. از موتورهای کوچک خنک شونده با فن تا موتورهای بزرگ خنک شده با مایعات. کدها می توانند تا حدودی پیچیده باشند. تا چهار حرف، کد چهار رقمی. در ادامه مقدار کمی در مورد کدهای متداول “به صورت خلاصه” توضیح داده شده است.

کد IC01:رقم اول بیانگر این است که هوا می تواند آزادانه به داخل و بیرون موتور جاری شود. رقم دوم بیانگر این است که جریان هوا با استفاده از یک پره فن موجود در موتور ایجاد شده است. این معادل موتور استاندارد NEMA ” باز خنک شده با فن” بدلیل عمل فن داخل آن است.

موتور کاملا بسته، بدون بادخوری (TENV)” است.

کد IC41مجددا رقم نخست بیانگر خنک کاری سطح محفظه است، اما رقم دوم بیانگر این است که جریان هوا رویی موتور با یک فن داخل موتور ایجاد می شود. این روش خنک کاری معادل با ” موتور محفظه کاملا بسته خنک شده با فن (TEFC)” است.

کد IC48:رقم نخست بیانگر این است که سطح خارجی فریم/محفظه خنک می شود. (یعنی بدون جریان داخلی). اما دومی می گوید که موتور در جریان هوای فن گردان یا بلوور قرار دارد. این متناظر است با روش خنک کاری NEMA ” محفظه

کد IC40:رقم اول بیانگر این است که سطح فریم (محفظه خارجی) خنک می شود (یعنی جریان داخلی نداریم). رقم دوم بیانگر این است که خنک کاری با جریان همرفت انجام می گیرد و هیچ فنی وجود ندارد. این روش معادل استاندارد NEMA ” کاملا بسته، هوا بر روی موتور(TEAO)”. این روش در جایی استفاده می شود که موتور در مسیر جریان فن یا بلووری که می چرخاند قرار دارد. و از اینرو با کارکرد فن موتور نیز خنک می شود. در بیشتر مقاصد و کاربری ها، IC 01 طبق NEMA طرح باز گفته می شود.

IC 40 محفظه کاملا بسته بدون بادخوری

IC 41محفظه کاملا بسته خنک شونده با فن (TEFC)

IC 48: محفظه کاملا بسته با هوای روی موتور (TEAO) هستند

7- فریم سایز الکتروموتور

فریم سایز الکتروموتور به چه معنا است؟ فرض کنید یک الکتروموتور زیمنس 1.5 کیلووات چهار قطب سه فاز دارید و موتور آسیب دیده است. حالا می خواهید موتور نو بخرید حتما باید همان زیمنس را بخرید؟

خیر نیاز نیست. شما می توانید هر الکتروموتوری که تحت استاندارد IEC60034 (استاندارد ملی ایران ISIRI3772) تولید شده باشد. را با الکتروموتور فوق جایگزین کنید. استاندارد ابعاد و توان خروجی موتورهای الکتریکی IEC60072-1 به این موضوع پرداخته است. در این استاندارد ابعاد استاندارد الکتروموتورها آمده است.

فریم سایز الکتروموتور

تعریف فریم سایز: الکتروموتور پایه دار (IMB3) را بر روی یک سطح صاف قرار دهید. مرکز شفت الکتروموتور را در نظر بگیرید و فاصله مرکز شفت تا سطح زیر الکتروموتور را اصطلاحا فریم سایز الکتروموتور می گویند. مثلا یک الکتروموتور 1.5 کیلووات چهار قطب استاندارد پیوسته بر روی فریم سایز 90 تولید می شود. از اینرو فریم سایز الکتروموتور خیلی مهم است. فریم سایزهای استاندارد و الکتروموتورهایی که در آن فریم سایز تولید می شوند در جدول زیر آورده شده است.

ابعاد فریم استاندارد الکترو موتورهای صنعتی القایی

8- فریم چدن و فریم آلومینیوم

شرکتهای سازنده موتورهای صنعتی هر دو فریم را موجود دارند. در الکتروموتورهای شرکت الکتروژن از فریم سایز 63 تا 160 الکتروموتورها فریم آلومینیومی و از 160 تا 250 فریم چدنی دارند (در فریم سایز 160 هر دو را دارند).

در موتورهای شرکت موتوژن از فریم سایز 56 تا 160 الکتروموتور با فریم آلومینیوم موجود هستند و از فریم سایز 112 تا 355 در فریم چدنی هم عرضه می شوند. (رنج 112 تا 160 در هر دو فریم هستند)

الکتروموتورهای جمکو فقط در فریم چدن تولید می شوند و این شرکت دستگاه تزریق فریم آلومینیوم ندارد.

فروش تجهیزات حفاظت الکتروموتور

سوال: فریم چدن بهتر است یا فریم آلومینیوم؟

در حقیقت از نظر کارکردی این دو هیچ تفاوتی ندارند. تمام قسمتهای الکتریکی و مغناطیسی شامل تخته ترمینال، استاتور، روتور و شفت الکتروموتور یکسان هستند. تفاوت اصلی در فریم الکتروموتور می باشد که باعث می شود الکتروموتور با فریم چدن مقداری سنگین تر باشد که در هنگام کارکرد لرزش کمتری داشته باشد جنس فریم چدن از چدن ریخته گیری و جنس فریم آلومینیوم از آلومینیوم آلیاژی LM2 می باشد. بدلیل نرم تر بودن آلومینیوم و جهت جلوگیری از لقی جای بلبرینگ به هنگام کارکرد طولانی مدت در حین تزریق درپوش آلومینیومی در نشیمنگاه بلبرینگ یک رینگ فولادی قرار داده می شود که باعث می شود سطح اتکای بلبرینگ در این فریم ها نیز از فولاد باشد.

از اینرو فریم چدن یا آلومینیوم برتری خاصی نسبت به هم ندارند فقط برخی مشتریان که در فضای خشن تری کار می کنند به منظور جلوگیری از ایجاد آسیب احتمالی در محیط خشن از فریم چدن استفاده می کنند.

9- چه برندی بخریم؟

در حال حاضر الکتروموتور در برندهای متعدد در بازار وجود ندارد و بدلیل مشکلات در وارد کردن الکتروموتور در توان ها و کارکردهای خاص دایره انتخاب برای مشتری مقداری محدود می باشد. الکتروموتورهای آمریکایی در بازار موجود نیستند اروپایی ها تا حدودی پیدا می شوند و بقیه برندها هم تا حدودی وجود دارند اما رنج محصولاتشان کامل نیست. به عنوان نظر کارشناسی موارد زیر را توصیه می کنم.

برندها

1- در موتورهای سه فاز دو و چهر قطب تا توان 55 کیلووات هر دو برند داخلی الکتروژن و موتوژن حضور دارند اما من به دلایل زیر الکتروژن را به موتوژن ترجیح می دهم.

  •  دایکست آلومینیوم و ریخته گری چدن تمیزی تری دارند و رنگ الکتروموتورها طوسی زیمنسی است و ظاهر زیبا و شکیلی دارد.
  • تخته ترمینال الکتروموتور شرکت sefal ایتالیا می باشد و رزین واتربیس الانتاس استفاده می کند که عایق بندی آن را کامل و عالی می کند در ضمن سر سیمهای افشان شرکت الکتروژن از جنس XLPO است اما برای موتوژن سیلیکون می باشد هر دو کلاس F هستد اما سیلیکون بشدت آسیب پذیر است.
  • در حال حاضر قیمت الکتروموتورهای الکتروژن به میزان جزیی کمتر از موتوژن است

2- در موتورهای شش قطب و بالاتر از 45 کیلووات الکتروژن حضور فعلا حضور ندارد پس موتوژن را انخاب می کنیم. در توانهای بالای 110 کیلووات نیز در برخی توانها موتوژن موتور شش قطب فعلا ندارد که باید استعلام گردد.

3- در توانهای بالاتر از 355 کیلووات گزینه موجود برای موتورهای ایرانی فقط جمکو است و شرکت توربوژنراتور شاهرود هم بصورت سفارشی موتور تولید می کند.

بدلایل زیر جمکو گزینه من نیست؛

  • خدمات مناسبی ندارد (در موتورهای بزرگ این مورد خیلی اهمیت دارد)
  • شکستگی میله های روتور در الکتروموتورهای این شرکت زیاد دیده می شود (موتورهای بزرگ این مشکل را دارند). بدلیل اینکه در خط تولید شرکت هیچ کنترلی بر میزان پرشدگی شیارهای روتور از آلومینیوم وجود ندارد.
  • قیمت الکتروموتورهای جمکو بالا است. و از موتورهای اروپایی نظیر زیمنس نیز در بازار بالاتر است و فقط شرکتهای دولتی که ملزم به رعایت قانون تولید داخل هستند معمولا این موتورها را خریداری می کنند.

به طور خلاصه توصیه ما این است؛

  1. از توان 120 وات تا 45 کیلووات دو قطب و 4 قطب الکتروموتورهای الکتروژن را بخرید. (در حال حاضر قیمت موتورهای چینی از الکتروموتورهای ایرانی بیشتر شده و دیگر مزیت قیمتی ندارند)
  2. از توان 45 کیلووات تا 355 کیلووات می توانید الکتروموتورهای موتوژن، گاماک و یا زیمنس را بخرید. الکتروموتورهای زیمنس به مقدار جزیی قیمت بالاتری از موتوژن دارند. و گاماک نیز تقریبا با موتوژن هم قیمت است.
  3. از توانهای بالاتر از 355 کیلووات در بازار ایران زیمنس تقریبا موجود است و بعد از آن موتورهای ABB هم پیدا می شوند.
  4. اگر شرکت دولتی هستید و مجبورید تولید داخل خرید کنید تنها گزینه موجود برای الکتروموتورهای بزرگ، شرکت جمکو است.

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *