Főoldal / Motor- és hajtáskalkulátor

Motor- és hajtáskalkulátor

Hat számítás, ami a karbantartásban és a hajtások cseréjénél naponta előjön: áramfelvétel, fordulatszám, nyomaték, áttétel, cos φ és OEE. Mindegyik mellett ott a képlet, egy érthető magyarázat és egy gyakorlati tipp.

Hol tart a számítás a hajtásláncban?

A hálózattól a gépig minden szakasznak megvan a maga számítása: az áram és a cos φ a betáp oldalon, a fordulat és a nyomaték a motor tengelyén, az áttétel a hajtóműnél. Az ábra alatt a hat kalkulátor ugyanebben a sorrendben jön.

Egyszerűsített ábra: a komplett hajtás lánca a hálózattól a gépig.

kW és amper — háromfázisú motor

Mennyi áramot vesz fel a motor, ha tudom a teljesítményét? Vagy fordítva: a mért áramból mekkora a terhelés?

kW → amperamper → kW

Teljesítmény (adattábla)

Áram (mért vagy adattábla)

Hálózati feszültség

vonali feszültség; 3×230 V-os hálózaton 230

cos φ

adattábla; ha nincs, 0,8–0,87 jellemző

Hatásfok

adattábla vagy IE-osztály szerint

Eredmény—

Felvett villamos teljesítmény—

Látszólagos teljesítmény—

I = P / (√3 · U · cos φ · η) · P = √3 · U · I · cos φ · η

Az adattáblán a kW a tengelyen leadott teljesítmény. A hálózatból ennél többet vesz fel a motor, mert van vesztesége (hatásfok), és az áram még ennél is nagyobb, mert a motor meddő teljesítményt is felvesz (cos φ).

A karbantartásban: lakatfogóval mért áramot vessen össze az adattáblán lévő névleges árammal. Ha tartósan a névleges felett van, a motor túlterhelt, a gép szorul, vagy fázishiba van. A motorvédőt a névleges áramra állítják; csillag-delta indításnál a tekercsáram miatt kb. 0,58-szorosára.

Kapcsolódó: csillag-delta indítás · a frekvenciaváltó működése

Fordulatszám, pólusszám, frekvencia

Milyen gyorsan forog a motor adott frekvencián? Mit jelent a 2, 4 vagy 6 pólus?

Frekvencia

hálózaton 50 Hz; frekvenciaváltóval a beállított érték

Pólusszám

adattábla: 50 Hz-en kb. 2900 / 1450 / 960 / 720 1/min

Szlip

aszinkronmotornál jellemzően 2–6%

Várható fordulatszám—

Szinkron fordulatszám—

Póluspárok száma—

n_s = 60 · f / p · n ≈ n_s · (1 − s) · p = pólusszám / 2

A motor mágneses mezeje a frekvenciával arányos sebességgel forog (szinkron fordulat). Az aszinkronmotor forgórésze egy kicsit lemarad tőle; ez a szlip, és terheléssel nő.

A karbantartásban: frekvenciaváltóval a fordulat a frekvenciával arányosan állítható. 50 Hz felett a motor már nem adja a teljes nyomatékot (mezőgyengítés), kis fordulaton pedig a saját ventilátora kevésbé hűt: tartós lassú járásnál nézze meg a hűtést.

Kapcsolódó: frekvenciaváltó működése · szervomotor működése

Nyomaték, teljesítmény, fordulatszám

Mekkora nyomatékot ad a motor? Elég lesz-e egy kisebb motor nagyobb fordulattal?

P és n → nyomatéknyomaték és n → P

Teljesítmény

Nyomaték

Fordulatszám

1/min

Eredmény—

Ugyanez fele fordulaton—

M = 9550 · P / n · P = M · n / 9550 (M: Nm, P: kW, n: 1/min)

Ugyanakkora teljesítmény kis fordulaton nagy nyomatékot, nagy fordulaton kis nyomatékot jelent. Ezért kell a lassú, nagy erőt igénylő gépekhez hajtómű: a motor gyorsan forog, a hajtómű lassít és nyomatékot ad.

A karbantartásban: motorcserénél ne csak a kW-ot nézze: a fordulat és a nyomaték is egyezzen, különben a gép lassabb lesz, vagy nem indul el terhelés alatt.

Kapcsolódó: hajtástechnika · szervó zúg, rezeg

Áttétel és kimenő nyomaték

Mekkora áttétel kell a kívánt kimenő fordulathoz, és mekkora nyomaték jön ki a hajtóműből?

Motor fordulatszáma

1/min

Kívánt kimenő fordulatszám

1/min

Motor nyomatéka

a 3. kártyáról vagy a katalógusból

Hajtómű hatásfoka

fogaskerekes: fokozatonként kb. 95–98%; csigahajtómű: akár 50–90%

Áttétel (i)—

Kimenő nyomaték—

Veszteség a hajtóműben—

i = n_be / n_ki · M_ki = M_be · i · η

A hajtómű annyiszor lassít, amennyi az áttétel, és közel ugyanennyiszer növeli a nyomatékot. A különbség a hajtómű vesztesége: ez hővé alakul.

A karbantartásban: ha a hajtómű a megszokottnál melegebb vagy hangosabb, nézze meg az olajszintet és a terhelést. Csigahajtóműnél a kis hatásfok természetes, de a melegedés növekedése hibára utal.

Kapcsolódó: komplett hajtás méretezése · energia-megtakarítás kalkulátor

cos φ, meddő teljesítmény, fázisjavítás

Mennyi meddő teljesítményt vesz fel a gép, és mekkora kondenzátor kellene a jobb cos φ-hez?

Feszültség

Áram (mért)

Jelenlegi cos φ

Cél cos φ

Szükséges kompenzáció—

Hatásos teljesítmény (P)—

Meddő teljesítmény (Q)—

Látszólagos teljesítmény (S)—

S = √3 · U · I · P = S · cos φ · Q = S · sin φ · Q_C = P · (tg φ₁ − tg φ₂)

A hálózatból felvett teljesítmény (S) két részből áll: a hasznos munkát végző hatásos (P) és a mágnesezéshez kellő meddő (Q) teljesítményből. A cos φ a kettő aránya: minél közelebb van 1-hez, annál kevesebb a fölösleges áram.

A karbantartásban: a félterhelésen vagy üresen járó aszinkronmotorok rontják a cos φ-t. A fázisjavító berendezést villamos tervező méretezze; frekvenciaváltó kimenetére és lágyindító után kondenzátort kötni tilos, felharmonikusos hálózaton pedig fojtott kompenzáció kell.

Kapcsolódó: lágyindító bekötése · energia-megtakarítás

OEE — mennyi lett a tervezett időből jó termék?

A gépek tényleges hatékonysága egy számban: rendelkezésre állás × teljesítmény × minőség.

Tervezett gyártási idő

perc

pl. egy 8 órás műszak

Állás összesen

perc

hiba, átállás, anyaghiány

Ideális ciklusidő

mp/db

Legyártott darabszám

Ebből selejt

OEE—

Jó darab—

Elvesztett idő—

OEE = (üzemidő / tervezett idő) × (ideális ciklusidő × darab / üzemidő) × (jó darab / összes darab)

A rendelkezésre állás a leállásokat, a teljesítmény a lassabb járást és a rövid megakadásokat, a minőség a selejtet méri. A három szorzata az OEE. Gyakran idézett célérték a 85%.

A karbantartásban: a legtöbb veszteség a rövid, sehol nem naplózott megállásokban van. Ha ezeket a gép automatikusan gyűjti, kiderül, melyik hiba visz el a legtöbb időt, és hova érdemes először karbantartót küldeni.

Kapcsolódó: OEE-adatgyűjtés meglévő gépre · leállás-költség kalkulátor

Fontos: a kalkulátor gyors ellenőrzésre és nagyságrendi becslésre való. A hajtás, a védelem és a kábelezés méretezését villamos szakember végezze a gyártói adatok és a szabványok szerint. Ha hajtást cserél vagy újat tervez, a méretezéstől az üzembe helyezésig segítünk; meghibásodott hajtásnál nézze meg a frekvenciaváltó-javítást.

Gyakori kérdések

Motor- és hajtásszámítás — röviden

Hogyan számolom ki a háromfázisú motor áramát a kW-ból?

I = P / (√3 · U · cos φ · η). Egy 7,5 kW-os, 400 V-os motornál cos φ = 0,85 és 89% hatásfok mellett ez kb. 14,3 A. A pontos értéket a motor adattábláján találja; a kalkulátor akkor segít, ha az adattábla nem olvasható.

Miért kisebb a motor fordulata, mint a szinkron fordulat?

Az aszinkronmotor forgórésze mindig kicsit lassabban forog, mint a mágneses mező; ez a szlip, jellemzően néhány százalék. Egy 4 pólusú motor 50 Hz-en 1500 1/min szinkron fordulat mellett kb. 1440–1470 1/min-en jár.

Mennyi nyomatékot ad egy motor?

M = 9550 · P / n. Egy 7,5 kW-os, 1450 1/min-es motor névleges nyomatéka kb. 49 Nm. Ugyanaz a teljesítmény kisebb fordulaton nagyobb nyomatékot jelent, ezért kell a lassú gépekhez hajtómű.

Mire jó a cos φ, és mikor kell fázisjavítás?

A cos φ megmutatja, a látszólagos teljesítmény mekkora része hasznos (hatásos) teljesítmény. Sok aszinkronmotor kis terhelésen rossz cos φ-vel jár, és meddő teljesítményt vesz fel. Ha a hálózati szerződés szerinti határ alá esik, meddőenergia-díjat számolhatnak fel; ilyenkor fázisjavító berendezés kell, amelyet villamos tervező méretez.

Mit mutat az OEE?

Azt, hogy a tervezett gyártási időből mennyi lett ténylegesen jó termék. Három tényező szorzata: rendelkezésre állás (mennyit ment a gép), teljesítmény (milyen gyorsan) és minőség (mennyi lett jó). Gyakran idézett célérték a 85%.

Kiválthatja a kalkulátor a méretezést?

Nem. Gyors ellenőrzésre és nagyságrendi becslésre való. A hajtás, a védelem és a kábelezés méretezését villamos szakember végezze a gyártói adatok és a szabványok szerint; ebben segítünk, ha hajtást cserél vagy újat tervez.

Meghibásodott a hajtás? Számolja ki, megéri-e javítani Javítás vagy új eszköz, az állásidővel együtt.