Elektros varikliai – kaip pasirinkti?

Elektros varikliai naudojami daugybėje įrenginių – nuo siurblių ir ventiliatorių iki konvejerių, kompresorių, staklių bei įvairių gamybos linijų. Pramonėje tinkamai parinktas variklis turi tiesioginės įtakos ne tik įrenginio veikimui, bet ir elektros energijos sąnaudoms, patikimumui bei eksploatavimo išlaidoms. Tačiau pasirinkti elektros variklį vien pagal jo galią nepakanka. Reikia įvertinti maitinimo įtampą, apsukas, sukimo momentą, montavimo būdą, darbo režimą, energinio efektyvumo klasę ir aplinkos, kurioje variklis veiks, sąlygas. Todėl prieš perkant svarbu tiksliai žinoti, kokiam mechanizmui elektros variklis bus naudojamas ir kokius techninius reikalavimus jis turi atitikti.

Kur naudojami elektros varikliai?

Elektros variklio paskirtis – elektros energiją paversti mechanine energija. Dėl to šie įrenginiai naudojami praktiškai visose pramonės šakose ir daugelyje komercinių bei inžinerinių sistemų. Elektros varikliai gali būti naudojami:

• siurbliuose;
• ventiliatoriuose;
• kompresoriuose;
• konvejeriuose;
• staklėse;
• gamybos įrenginiuose;
• kėlimo mechanizmuose;
• įvairiose automatizuotose sistemose.

Skirtingos paskirties įrangai reikalingos nevienodos variklio charakteristikos. Pavyzdžiui, ventiliatoriui ir gamybinei staklei gali reikėti visiškai skirtingo sukimo momento, apsukų ir valdymo būdo. Dėl šios priežasties nėra vieno universalaus elektros variklio, tinkamo visiems įrenginiams.

Nuo ko pradėti renkantis elektros variklį?

Jeigu keičiamas jau eksploatuojamas elektros variklis, vienas svarbiausių informacijos šaltinių yra senojo variklio vardinė lentelė. Joje pateikiami pagrindiniai techniniai duomenys, pagal kuriuos galima įvertinti, kokių charakteristikų variklis reikalingas. Svarbu atkreipti dėmesį į:

• vardinę galią;
• vardinę įtampą;
• srovę;
• dažnį;
• sukimosi greitį;
• efektyvumo klasę;
• apsaugos klasę;
• darbo režimą;
• montavimo konstrukciją.

Tačiau keičiant variklį nereikėtų automatiškai pirkti tokio paties galingumo modelio neįvertinus kitų parametrų. Ypač jeigu keitėsi pats mechanizmas, jo apkrova arba darbo sąlygos. Naujam įrenginiui variklis turi būti parenkamas pagal mechanizmo reikalaujamą galią, sukimo momentą, darbo režimą ir kitus projektinius parametrus.

Kokią elektros variklio galią pasirinkti?

Elektros variklių galia dažniausiai nurodoma kilovatais (kW). Tai vienas svarbiausių parametrų, tačiau didesnė galia savaime nereiškia geresnio pasirinkimo. Per mažos galios variklis gali būti nuolat perkraunamas, labiau kaisti ir netinkamai veikti. Tačiau gerokai per didelės galios variklis taip pat nėra racionalus – jis gali būti brangesnis, o sistema gali veikti neoptimaliu režimu. Tinkama galia turi būti nustatoma pagal mechaninę apkrovą ir konkretaus įrenginio darbo sąlygas. Svarbu įvertinti ir paleidimą. Kai kuriems mechanizmams paleidimo metu reikalingas didesnis sukimo momentas, todėl vien vardinės galios palyginimas neatsako į visus klausimus.

Ką reiškia elektros variklio apsukos?

Kitas svarbus parametras – variklio sukimosi greitis, paprastai nurodomas apsisukimais per minutę (aps./min.). Reikalingos apsukos priklauso nuo įrenginio, kurį variklis suka. Netinkamas sukimosi greitis gali lemti, kad mechanizmas neveiks taip, kaip numatyta. Kintamosios srovės asinchroninių variklių sukimosi greitis susijęs su elektros tinklo dažniu ir variklio polių skaičiumi. Dėl slydimo realus asinchroninio variklio veleno greitis yra šiek tiek mažesnis už sinchroninį greitį.

Pavyzdžiui, 50 Hz tinkle dažnai sutinkami varikliai, kurių vardinis greitis yra maždaug 3000, 1500, 1000 ar 750 aps./min. diapazonuose, priklausomai nuo polių skaičiaus ir konkretaus variklio konstrukcijos.

Todėl keičiant elektros variklį svarbu įsitikinti, kad naujo modelio sukimosi greitis atitinka įrenginio poreikius.

Vienfaziai ar trifaziai elektros varikliai?

Elektros varikliai gali būti vienfaziai arba trifaziai. Pasirinkimas priklauso nuo turimo elektros tinklo ir įrangos paskirties.

Vienfaziai elektros varikliai dažniau naudojami mažesnės galios įrenginiuose, kai prieinamas vienfazis maitinimas. Trifaziai elektros varikliai itin plačiai naudojami pramonėje. Jie pritaikyti trifaziam maitinimui ir gali būti naudojami įvairiose gamybinėse, ventiliacijos, siurbimo bei kitose sistemose. Tačiau negalima vien tik pagal fazių skaičių nuspręsti, kuris variklis tinkamas. Reikia įvertinti visus konkretaus įrenginio techninius reikalavimus.

Kodėl svarbus sukimo momentas?

Galia ir apsukos nėra vieninteliai mechaninę variklio charakteristiką apibūdinantys dydžiai. Ne mažiau svarbus yra sukimo momentas. Paprasčiau tariant, jis parodo variklio gebėjimą sukti mechaninę apkrovą. Kai kuriuose įrenginiuose ypač svarbus didelis paleidimo momentas, kituose – stabilus veikimas esant pastoviai apkrovai. Todėl du panašios galios elektros varikliai nebūtinai vienodai tiks tam pačiam mechanizmui. Tai ypač aktualu renkant variklius konvejeriams, kompresoriams, kėlimo mechanizmams ir kitai įrangai, kurios apkrova gali smarkiai skirtis paleidimo bei normalaus darbo metu.

Ką reiškia elektros variklio IP apsaugos klasė?

Elektros variklis turi būti pritaikytas aplinkai, kurioje bus eksploatuojamas. Tam svarbi IP apsaugos klasė, nurodanti korpuso suteikiamos apsaugos nuo kietųjų objektų ir vandens patekimo lygį. Šis parametras tampa ypač svarbus, kai elektros varikliai naudojami:

• dulkėtoje gamybinėje aplinkoje;
• drėgnose patalpose;
• lauke;
• vietose, kuriose galimas vandens poveikis;
• kitomis sudėtingesnėmis eksploatavimo sąlygomis.

Negalima automatiškai manyti, kad bet kuris pramoninis variklis tinkamas lauko ar drėgnai aplinkai. Visada reikia tikrinti konkretaus gamintojo nurodytas eksploatavimo sąlygas.

Kodėl svarbi elektros variklio energinio efektyvumo klasė?

Pramonėje elektros varikliai gali veikti daug valandų per dieną, todėl ilgalaikėms išlaidoms svarbi ne tik jų įsigijimo kaina, bet ir energinis efektyvumas. Kuo efektyviau variklis elektros energiją paverčia mechanine energija, tuo mažesnė energijos dalis prarandama. Elektros variklių efektyvumui apibūdinti naudojamos IE efektyvumo klasės. Renkantis naują variklį svarbu įvertinti konkrečiam įrenginiui taikomus reikalavimus ir gamintojo pateiktus efektyvumo duomenis. Ypač daug dėmesio efektyvumui verta skirti varikliams, kurie veikia ilgai ir reguliariai. Tokiais atvejais net palyginti nedidelis efektyvumo skirtumas per visą eksploatavimo laikotarpį gali turėti įtakos elektros energijos sąnaudoms. Tačiau vien aukščiausia efektyvumo klasė savaime negarantuoja, kad pasirinktas variklis bus tinkamas. Jis pirmiausia turi atitikti mechanizmo galią, apkrovą, darbo režimą ir kitas technines sąlygas.

Ką reiškia elektros variklio montavimo būdas?

Keičiant esamą elektros variklį būtina įvertinti ne tik jo elektrinius parametrus, bet ir mechaninį suderinamumą. Elektros varikliai gali būti montuojami skirtingais būdais – pavyzdžiui, naudojant kojeles, flanšą arba jų kombinaciją. Skiriasi ir veleno matmenys, tvirtinimo taškai bei kiti konstrukciniai parametrai. Jeigu naujas variklis pagal galią ir apsukas tinka, tačiau jo montavimo konstrukcija neatitinka įrenginio, jo gali nepavykti sumontuoti be papildomų mechaninių pakeitimų.

Todėl keičiant variklį verta tiksliai užfiksuoti senojo įrenginio:

• montavimo būdą;
• tvirtinimo matmenis;
• veleno skersmenį ir ilgį;
• flanšo parametrus, jeigu jis naudojamas;
• sukimosi krypties ir mechanizmo reikalavimus.

Tai padeda išvengti situacijos, kai techniškai panašus variklis fiziškai netinka konkrečiai įrangai.

Kodėl svarbus elektros variklio darbo režimas?

Ne visi elektros varikliai dirba vienodomis sąlygomis. Vienas gali veikti nepertraukiamai visą darbo dieną, kitas – periodiškai įsijungti kelioms minutėms, o trečias – dažnai startuoti ir sustoti. Dėl to renkantis reikia atsižvelgti į numatytą darbo režimą. Variklio vardinėje lentelėje ar techninėje dokumentacijoje gali būti nurodytas darbo režimo žymėjimas. Pavyzdžiui, S1 reiškia nepertraukiamo darbo režimą, tačiau egzistuoja ir kiti režimai, skirti periodiniam ar kitokio pobūdžio darbui.

Netinkamai parinktas darbo režimas gali lemti pernelyg didelį variklio kaitimą ir trumpesnį jo tarnavimo laiką. Todėl svarbu žinoti ne tik tai, ką variklis suks, bet ir kaip dažnai bei kiek laiko jis turės veikti.

Kada naudojamas dažnio keitiklis?

Ne visiems mechanizmams reikalingas pastovus elektros variklio sukimosi greitis. Kai reikia valdyti trifazio kintamosios srovės variklio greitį ar optimizuoti tam tikro įrenginio darbo režimą, gali būti naudojamas dažnio keitiklis. Tokie sprendimai plačiai taikomi siurblių, ventiliatorių, konvejerių ir įvairios gamybinės įrangos valdymui.

Dažnio keitiklis gali suteikti galimybę:

• reguliuoti variklio sukimosi greitį;
• valdyti paleidimą ir stabdymą;
• pritaikyti variklio darbą prie kintančio proceso poreikio;
• tam tikrose sistemose efektyviau naudoti elektros energiją.

Tačiau dažnio keitiklis turi būti tinkamai suderintas su elektros varikliu ir konkrečia sistema. Reikia įvertinti variklio bei keitiklio technines charakteristikas, valdymo poreikius ir eksploatavimo sąlygas.

Kaip elektros variklis apsaugomas nuo perkrovos?

Elektros variklio perkrova atsiranda, kai mechaninė apkrova tampa didesnė, nei variklis gali saugiai išlaikyti numatytomis sąlygomis. Dėl to gali didėti srovė ir temperatūra, o ilgalaikis perkaitimas gali pažeisti variklio izoliaciją bei kitus komponentus. Todėl elektros variklių sistemose naudojamos atitinkamos apsaugos priemonės. Priklausomai nuo konkrečios sistemos tai gali būti variklių apsaugos jungikliai, perkrovos relės, saugikliai ar kiti apsaugos įtaisai. Apsaugos parametrai turi būti suderinti su konkretaus variklio charakteristikomis. Negalima jų parinkti vien pagal bendrą sistemos galią.

Kada elektros variklį keisti, o kada remontuoti?

Sugedęs elektros variklis nebūtinai visada turi būti keičiamas nauju. Kai kuriais atvejais ekonomiškai pagrįstas gali būti remontas, tačiau tai priklauso nuo gedimo pobūdžio, variklio galios, amžiaus, konstrukcijos ir bendros techninės būklės.

Sprendžiant verta įvertinti:

• gedimo priežastį ir mastą;
• remonto kainą;
• naujo variklio kainą;
• esamo variklio energinį efektyvumą;
• atsarginių dalių prieinamumą;
• įrangos prastovos trukmę;
• likusį numatomą eksploatavimo laiką.

Ypač didesnės galios pramoninių variklių atveju profesionalus būklės įvertinimas gali padėti nuspręsti, kuris sprendimas ekonomiškai racionalesnis.

Elektrospec atlieka elektros variklių remontą

Dažniausios klaidos renkantis elektros variklį

Viena pagrindinių klaidų – elektros variklį rinktis tik pagal galią. Du vienodo kW skaičiaus varikliai nebūtinai yra tarpusavyje pakeičiami.

Dažnai neįvertinami:

• variklio sūkių skaičius;
• reikalingas sukimo momentas;
• maitinimo įtampa ir dažnis;
• montavimo būdas;
• veleno ir tvirtinimo matmenys;
• darbo režimas;
• IP apsaugos klasė;
• aplinkos temperatūra ir kitos eksploatavimo sąlygos;
• energinis efektyvumas;
• valdymo būdas.

Todėl jeigu keičiamas senas elektros variklis, verta išsaugoti jo vardinės lentelės duomenis ir įvertinti mechaninius matmenis. Vien seno modelio galios žinojimo gali nepakakti.

Kaip pasirinkti tinkamą elektros variklį?

Pirmiausia reikia nustatyti, kokiam mechanizmui variklis bus naudojamas ir kokių charakteristikų tam mechanizmui reikia. Tuomet vertinama galia, sukimosi greitis, sukimo momentas, maitinimo parametrai, darbo režimas, montavimo konstrukcija, apsaugos klasė ir eksploatavimo aplinka.

Elektrospec  asortimente siūlomi įvairios galios elektros varikliai, skirti skirtingiems pramonės ir įrangos poreikiams. Todėl renkantis verta remtis ne vien kaina ar galia, o visu konkrečiam mechanizmui reikalingų techninių parametrų rinkiniu.

Jeigu kyla abejonių dėl suderinamumo, saugiau pateikti turimo variklio vardinės lentelės duomenis ir informaciją apie įrenginį, kuriame jis naudojamas, nei bandyti analogą pasirinkti vien pagal išorinį panašumą.

Elektros varikliai yra daugelio pramoninių ir inžinerinių sistemų pagrindas, todėl jų pasirinkimas turi būti pagrįstas konkrečios įrangos poreikiais.

Svarbu įvertinti ne tik galią, bet ir apsukas, sukimo momentą, maitinimo parametrus, montavimo būdą, darbo režimą, IP apsaugos bei energinio efektyvumo klasę. Jeigu reikalingas reguliuojamas sukimosi greitis, papildomai gali būti vertinamas dažnio keitiklio naudojimas.

Tinkamai parinktas elektros variklis padeda užtikrinti patikimą įrangos darbą ir išvengti problemų, kurios atsiranda pasirinkus techniškai nesuderinamą modelį.

Domitės elektros instaliacijos sprendimais ar planuojate elektros darbus? Prisijunkite prie mūsų bendruomenės Facebook platformoje ir pirmieji sužinokite apie naujienas, produktus bei naudingus patarimus.