选择正确的电动机

电动机是一种机电装置,将电能转化为机械能。最常见的是,运动是旋转的,机械能以旋转速度和电动机扭矩为特征。

This buying guide will only cover this type of motor. Linear motors will be covered in another buying guide.

据估计,电动机系统占世界电力消耗的46%。在工业中,电动机无处不在。他们运行泵,驱动压缩机和输送机和operate fans, blowers, drills and mixers. Electric motors are at the very heart of industry.

查看电动机

  • 选择电动机的选择标准是什么?

    Electric motors make it possible to perform different types of movement: fast, precise, continuous, with or without gear shifting, etc. All of these applications require their own motor technology.

    1. 首先,你必须选择三个主要电动机组
    1. 为了在这三组之间进行选择,有必要确定应用类型需要这将影响您的选择:
      • If you want your motor to run continuously and with few gear changes, you should choose an asynchronous motor.
      • 对于动态应用,必须具有同步电动机。
      • Lastly, if you require precise positioning you should choose a stepper motor.
    1. Depending on the movement you require, you will also need to determine the技术规格size ofthe motor:
      • 为了确定技术规格,有必要确定电动机的功率,扭矩和速度。
      • 在要么der to determine the size, you must know how much space the motor will take up and how it is mounted (i.e.how it will be fixed in the system).
    1. When choosing the dimensions and solidity of the motor you must also take into account the工业环境电机将在:
      • 该re is a format adapted for every type of environment (explosive, damp, corrosive, high temperature, etc.)
      • Forharsh environments有加强,防水,抗冲击或耐污壳体的电机。
    1. 最后,近年来,energy efficiency选择电机时已成为考虑的重要因素:
      • 使用较少能量的电动机将有一个low energy impact,这将是降低其能源成本
  • 如何在交流电机和直流电机之间进行选择?

    这两种类型的电机都是不同的:

    • 该most fundamental difference is the能量源:alternating current (single-phase or three-phase) and direct current (DC), for batteries for example.
    • Speed是另一个差异。通过改变电动机中的电流来控制交流电动机的速度,而通过改变频率,通常通过变频器来控制DC电动机的电流。因此,交流电机比直流电机运行得更快。
    Leroy-Somer 3相异步电动机
    Leroy-Somer 3相异步电动机

    1。交流电机

    交流电机are the most popular in the industry as they have several advantages:

    • 它们很易于建立
    • 由于较低的启动消费,它们更经济
    • 它们也是坚固的,因此通常具有更长的寿命
    • 他们需要很少的维护

    由于它们是如何操作的,这涉及转子旋转和电流频率之间的同步,AC电动机的速度保持恒定。它们特别适用于需要连续运动和换档的应用。因此,这种类型的电机完全适用于使用输送机和粉丝

    如果它们与可变速度一起使用,它们也可以集成到不需要高精度的系统中。

    另一方面,速度控制功能使它们比其他电机更昂贵。

    有两种类型的AC电机:single-phase三期

    • Single-phase motors其特点是:
      • 该electrical power (in kW), which will determine the torque
      • 杆的数量,它将提供转速
      • 附件方法:法兰(B14,B5)或括号(B3)
      • Efficiency
      • 较少的工业,因为它们不那么强大
      • 他们can be used on the domestic electricity grid
    • 三相电机其特点是:
      • 一种n architecture that allows much greater electrical power to be transmitted than a single-phase voltage motor
      • 他们在工业环境中使用(约80%)
      • 他们的用途用于需要高电功率的基础设施和设备
    Ametek DC电机
    Ametek DC电机

    2。直流电机

    DC电机在工业环境中也很常见,因为它们具有显着的优势,具体取决于格式(见无刷电机问题):

    • 它们是准确和快速的
    • 它们的速度可以通过改变电源电压来控制
    • 他们are easy to install, even in mobile (battery-powered) systems
    • 该starting torque is high
    • Starting, stopping, accelerating and reversing are done quickly

    他们are very well suited for动态应用程序要求高准确率特别是在速度方面,如在elevators或在案件中的位置机器人要么机械工具

    他们can also be advantageous for applications requiring high power (10,000 kW for example).

    然而,他们有一定的劣势不同on their structure compared to AC motors:

    • 他们are less common because they are less suitable for applications requiring high power
    • 它们由磨损的许多部件组成,更换昂贵

    3. What are the market trends today?

    • 刷式直流电机在工业应用中较少且较少使用。对于较低的电源,使用AC电动机,因为它们需要很少的维护进行等效使用。
    • Since DC motor parts are too expensive to replace, some manufacturers opt for AC motors in which they integrate an electric controller.
      >交流电机和A的组合frequency inverter已成为需要速度变化的大多数应用程序的成本效益的解决方案。
  • 如果您选择无刷电机或拉丝电机?

    梁式拉丝直流电动机
    梁式拉丝直流电动机

    该two most common types of DC motors are brushed motors and brushless motors.

    1。拉丝电机

    拉丝电机是最简单,最常用的电机,特别是基础工业设备低预算applications.

    • 拉丝电机有一定的优点:
    • 它们很容易控制
    • 该torque at low revs is very good
    • 它们廉价

    根据您的预期用途,有四种类型的拉丝电机。

    • 系列伤口
      • 在this type of motor, the stator is connected in series with the rotor and the speed is controlled by varying the supply voltage.
      • 然而,这种类型的速度控制相当差:一旦转向发动机的扭矩增加,速度就会增加。
      • This type of engine is useful for applications requiring high starting torque such as cars or cranes.
    • Shunt-wound
      • 在这种类型的电动机中,定子与转子平行连接,转子允许更高的扭矩,而不会随着电动机电流的增加而降低速度。
      • 这种类型的电动机适用于具有恒定速度的应用,例如真空吸尘器或输送机。
    • 复合伤口
      • 这种类型的电机结合了系列卷绕电机的结构和分流缠绕电机。
      • 结果,它提供高启动扭矩以及更高的速度变化。
      • This type of motor is perfect for rotary presses, elevators, baggage carousels, centrifugal pumps and compressors.
    • 永磁体
      • This type of motor contains a permanent magnet that enables low torque.
      • This is useful for applications requiring precise control such as robotics or servo systems.

    然而,所有刷子电机都具有显着的缺点:

    • 它们的效率低于无刷电机(75-80%,而无刷电机的85-90%)。
    • 他们的服务寿命是短暂的,因为刷子由于经常摩擦,随着时间的推移而磨损更快(根据使用频率,功率,速度,振动等,耗尽1,000到10,000小时之间)
    • 该arc of the brushes and collector can generate electromagnetic noise that can create fires.
    • 同样,由于摩擦引起的火花的风险使得在爆炸性环境中使用这种类型的电机不受欢迎。
    • 由于刷子的加热,速度通常受到限制。
    • 由石墨制成的刷子产生可能损坏其他设备(如光学器件)的灰尘。
    • 他们需要润滑,这使得在真空吸尘器中不可能使用它们。
    克森无刷电机
    克森无刷电机

    2。无刷电机

    无刷电机make up for some of the weak points of brushed motors, such as the presence of brushes. But these motors also have other advantages:

    • 它们可以以更高的速度(高达100,000 rpm相比,拉丝电机的20,000 rpm)运行。
    • 他们有更长的使用寿命(超过10,000小时的操作)
    • 他们are more reliable and efficient.
    • 除轴承外,没有佩戴部件,可减少维护操作。

    这些电机能够以非常高的速度运行的事实使得它们特别适合grinders, fans or saws

    无刷电机are systematically equipped with an encoder, a sensor that allows for electronic switching and determination of the rotor position. These motors are therefore perfect forservomotor精密应用。

    但是,他们有一定的缺点:

    • 该initial cost is high because it is necessary to integrate a dedicated switching device (controller).
    • 它们通常还需要驱动应用中的齿轮减速器。
    机会火星流浪者
    机会火星流浪者

    Is this the end of brushed motors? Not according to the Opportunity rover

    似乎在刷子电机和无刷电机之间的比赛中,刷子会失去,别无选择,只能回到壁橱。然而,这不是这种情况,因为拉丝电机在工业中仍然受欢迎,甚至在太空中。克森瑞士电动汽车制造商,不断开发用于拉丝电机的新技术及其装备机会的刷子电机,美国宇航局在2003年发送到火星。

    机会34 DC brushed motors在具有宽温度变化的极端条件下能够在极端条件下成功运行的Onbord。美国宇航局的选择很简单:从刷式电机控制中受益,因此能够从单个控制器控制所有34个电机。无刷电机将需要每台电机的一个控制器,具有成本和并发症的风险。

  • 为什么选择步进电机?

    三洋Denki两阶段步进电机
    三洋Denki两阶段步进电机

    一种stepper motorconverts an electrical pulse into an angular motion. It is useful for applications requiring open loop position control.

    有三类步进电机:

    • 可变磁阻电机:采用相同的电气特性,这种类型的电动机更强大但比永磁电机更快。
    • 永磁电机:它是一种低成本,低分辨率电机
      average (up to 100 steps/revolution).
    • 该hybrid motor:这种类型的电机结合了前两种类型的技术,但更多
      昂贵。它具有更好的扭矩和更高速度的优点。它的分辨率为100至400步/革命。

    永磁体和hybrid motors are the most commonly used motors because they have certain advantages:

    • 他们是准确的
    • 它们廉价
    • 他们are sturdy
    • Simple construction
    • 扭矩在启动时高,速度低

    However, they also have some disadvantages:

    • 速度和扭矩相对较低
    • 随着速度的增加,扭矩急剧下降
    • 它们产生了可以产生共振问题的振动
    • 存在过热的风险

    选择步进电机时,要考虑到:

    • 扭矩和装载
    • 该number of steps
    • 电动机(重量,安装法兰等)的尺寸。
    • 成本
  • 电动机的能效标准是什么?

    制造商越来越思考这个问题energy efficiency更环保和更环保的经济是2015年联合国气候变化会议的目标之一,许多国家致力于。但它超出了所有人,以限制消费和节省行业近年来一直在提供更节能的设备。根据欧盟委员会的一项研究,汽车占欧洲工业能源消费的65%。Taking action when it comes to motors is therefore an important step in order to reduce CO2 emissions. The Commission even predicts that it is possible to improve theenergy efficiency of European-made motors20%到30%20.20.结果将在大气中较6300万吨,较少的二氧化碳,保存1350亿千瓦时。

    如果您还希望集成节能电机并在为地球提供贡献时节省节省,您将首先需要查看能效标准适用于电机您的国家或地理区域。但要小心,这些标准不适用于所有电机,只适用于asynchronous AC electric motors

    在ternational standards

    • 国际电工委员会(IEC)为市场上的电动机提供了可见的电动机,称为IE规范,这些电机在国际IEC标准中总结
    • IEC已确定四个能源效率,可定义电机的能量性能:
      • IE1指标准效率
      • IE2refers to HIGH efficiency
      • IE3指优质效率
      • IE4那still under study, promises SUPER PREMIUM efficiency
    • IEC还实施了IEC 60034-1:2014标准测试电动机。许多国家使用国家测试标准,同时还指的是国际IEC 60034-2-1标准。

    在欧洲

    欧盟已采用若干指令,旨在减少电机的能源消耗,包括制造商在市场上放置节能电机的义务:

    • Class IE2 has therefore been mandatory for all motors since 2011
    • Class IE3 has been mandatory since January 2015 for motors with a power of 7.5 to 375 kW (or IE2 if these motors have a frequency inverter)
    • 自2017年1月以来,IE3级是强制性的,对于电源为0.75至375千瓦(或IE2,如果这些电机有变频器)

    在the United States

    在美国,由美国协会定义的标准尼玛(国家电气制造商协会)生效。自2007年以来,已在IE2中设置了所需的最低水平。
    该same classification applies to澳大利亚新西兰

    一种sia

    China,韩国人MEP.(最小能源性能标准)标准以来已被应用于自2002年以来的中小型三相异步电动机(GB 18693)。2012年,MEPS标准与IEC标准统一,从IE1转移到IE2,现在转移到IE3。

    日本在2014年将其与IEC效率课程的国家法规和IE2和IE3电动机联系起来。1999年推出,顶级赛跑者计划迫使日本制造商在市场上不断提供新的型号,这些产品比以前更能节能几代人,从而迫使仿真和能源创新。

    在dia自2009年以来,自2009年以来已有比较效率标签,自2012年以来的IE2级别。

Related guides
1星 2星 3星 4星 5星2投票,平均:4.50out of 5)
Loading...
没有意见

发表评论

您的电子邮件地址不会被公开。必需的地方已做标记*