Egy villanymotor vásárlása során fontos ismerni annak műszaki paramétereit, hiszen nem mindegy, hogy milyen hatásfokú munkára képes az adott berendezés. Elsősorban egy komplexebb rendszer kialakításának megtervezése során jelenthet előnyt a villanymotorok hatékonyságának ismerete, de kisebb gépek esetén is hasznos ismerni a villanymotor tulajdonságait.
Legyen szó bármilyen üzemi berendezésről vagy egyszerű kültéri egységről, az elektromos motorok hatékonysága nemcsak a termelési volumennel függhet össze, hanem az energiafogyasztással is. Cikkünkben megnézzük, hogy mi minden befolyásolja az effektivitást fizikai, műszaki és működési szempontokból.
A villanymotorok hatékonysága
Melyik a hatékonyabb: a villanymotor vagy a belső égésű motor? Mivel két eltérő felépítésű és működési módú motorról beszélünk, ezért más és más körülmények között, de a maga módján mindkettő hatékony. Az elektromosak leginkább az iparban effektívek, míg a robbanómotorok a járművekben találták meg a helyüket. Manapság viszont a járműiparban is történtek olyan fejlesztések, amivel a villanyautók esetén is megnövelhető a hatótáv és a hatásfok, így már itt is hatékonyan alkalmazható.
A villanymotornak számos előnye van a belső égésű motorokkal szemben. Először is már az első pillanattól kezdve sokkal nagyobb nyomatékot képes leadni, mint a robbanómotorok, amelyeknek szükségük van valamennyi időre a teljesítménycsúcs eléréséhez. Továbbá az elektromos megoldás környezetbarát alternatívát kínál a szennyező kipufogógáz helyett. Harmadrészről egy villanymotor sokkal kisebb helyen is elfér, míg egy belső égésű motornak óriási helyre van szüksége.
Nem csoda tehát, ha az iparban inkább a kompaktabb és hatékonyabb elektromos motorokat alkalmazzák a különféle hajtásrendszerek, gépek és berendezések működtetésére. Az ipari szerszámgépekbe, és más berendezésekbe tehát jellemzően váltakozó áramú elektromos motorok kerülnek beépítésre. Emellett a gyártók folyamatosan dolgoznak új megoldásokon az elektromos motorok veszteségeinek csökkentésére és így a hatékonyság növelésére, ami segít az ipari folyamatok energiahatékonyságának növelésében.
Tényezők, amelyek befolyásolják a hatékonyságot
Ahhoz, hogy egy villanymotor megfelelően és effektíven működhessen, több fontos tényezőt is figyelembe kell venni. Az alábbiakban részletesebben kifejtjük ezeket.
Fizikai tényezők
A hőmérséklet fontos tényező, hiszen minden munkát végző berendezés melegszik, és a nem elégséges hűtés mellett akár károsodást is szenvedhet. A motor belső hőmérséklete egyébiránt növeli a vezetők ellenállását, ami tehát növeli a veszteségeket és csökkenti a hatékonyságot.
Így rendkívül fontos, hogy a keletkező hő a megfelelő módon el legyen vezetve a villamos motorokból. Mindemellett a nyomás és a páratartalom is befolyásolhatják a motor hűtését és az izolációs anyagok állapotát. Ez pedig szintén negatív befolyással lehet a motor hatékonyságára.
Műszaki tényezők
Nagyban befolyásolja a villanymotorok hatékonyságát az is, hogy hogyan lett megtervezve az adott konstrukció, illetve milyen jogszabályi előírásoknak kell megfelelnie. A motor megtervezése összetett folyamatot igényel, hiszen meg kell választani a felhasznált és a célnak megfelelő anyagokat, illetve a térbeli elrendezést is.
Emellett figyelni kell a szerelhetőségi szempontokra, hiszen a karbantartások vagy a javítások csak így végezhetőek el a későbbiekben. A helyes beállítások és a megfelelő kenés, valamint a kielégítő hűtés ugyanis létfontosságú a motorok számára. Ma már igazán kiforrott iparág a motortervezés, de még mindig lehetnek olyan egyedi esetek vagy jogszabályváltozások, ami miatt új megoldásokra lehet szükség.
De miért is olyan fontos az anyagminőség? Minden egyes berendezés adott felhasználásra készül, így egy vizes helyre fontos a korróziómentes megoldásokat keresni. Ez viszont drágítja a gépet, így általános felhasználásra elegendő a nem rozsdaálló kivitel is, ami így olcsóbb megoldást nyújt. Emellett különösen fontos még a mágnesezhető acél és a vezetők anyagminősége, hiszen ez befolyásolja a hatékonyságot is.
A motorok hatékonyságában ajánlott figyelmet szentelni a meglévő és új IE szabványoknak és uniós irányelveknek. Ezek a jogszabályok az energiatakarékosságot és a jövőbe mutató megoldások elősegítését tartják szem előtt. A legújabb módosítás szerint a 75 és 200 kW közötti háromfázisú villanymotoroknak már kötelező az IE4-nek való megfelelés.
A háromfázisú egysebességes elektromos motoroknak pedig 0,75 és 55 kW között és 250 és 1000 kW között legalább IE3-asnak kell lenniük. Természetesen a szabályozás alól kivételt képeznek a fékmotorok, illetve az ATEX robbanásbiztos motorok, hiszen a biztonság fontosabb az energiatakarékosságnál.
Működési tényezők
A motor hatékonysága általában a terhelés mértékétől is függ. Nem mindegy, hogy egy villanymotort üzemszerűen használ-e a gyártási tevékenységet végző, vagy sem. A túlterhelés jellemzően hatékonyságvesztéssel járhat, hiszen ilyenkor a kisebb teherbírásra méretezett motor nem képes olyan effektivitással működni, ahogyan az előírt terhelés esetén kellene. Ilyenkor a motor tönkremehetne, azonban az érzékelők segítségével még a tönkremenetel előtt leállítható a berendezés.
Összefoglaló
A villamos motoroknak számos előnye van a belső égésű motorokkal szemben az ipari felhasználásban. Nemcsak a hatékonysága és az azonnal megjelenő ereje, hanem a kompakt mérete is versenybe száll a ma ismert robbanómotorokkal.
Az elektromos motorok effektivitását számos tényező befolyásolhatja, ami között főként a konstrukció, az anyagválasztás, a megfelelő hűtés és a használati tényezők szerepelnek. Emellett már a motor tervezése során számolnak a mérnökök a folyamatosan frissülő jogszabályokkal, így egyre energiahatékonyabbá válnak ezek a berendezések. Villanymotorra lenne szükséged? Válogass a Theiss Hajtástechnika Kft. kínálatából!
