Draaisnelheden van elektromotoren begrijpen: Zo optimaliseert u uw ATEK Antriebstechnik!

Alles wat u moet weten over toerentallen, polen en de juiste motorselectie.

Wat bepaalt de toerental van een elektromotor?

Die Toerental van een elektromotor wordt primair bepaald door de netfrequentie bijv. 50 Hz in Europa) en het aantal motorpolen Bij asynchrone motoren, de meest gangbare type in de industrie, beïnvloedt bovendien de zogenaamde slip de werkelijke toerental, die altijd iets onder het theoretische synchrone toerental ligt.

Hoe kan ik het toerental van mijn elektromotor wijzigen?

Die Toerental van elektromotoren kan op verschillende manieren worden aangepast: Frequentieomvormers maken een traploze regeling mogelijk, polomschakelbare motoren bieden vaste toerentalstappen (bijv. via Dahlander-schakeling), en voorgeplaatste Gear Boxes veranderen het outputtoerental mechanisch bij gelijktijdige aanpassing van het koppel. ATEK Drive Solutions biedt hiervoor servomotoren, Gear Boxes en uitgebreide consultancy.

Wat is het verschil tussen synchrontoerental en nominale toerental?

Die Synchrontoerental is het theoretische toerental van het roterende magnetische veld in de motor, berekend uit netfrequentie en het aantal polen (bijv. 1500 t/min bij 4 polen en 50 Hz). De nominale toerental is het werkelijke bedrijfstoerental van de motor onder nominale belasting, zoals aangegeven op het typeschild, en is bij asynchrone motoren door de slip altijd iets lager is (bijv. 1450 t/min).

Wanneer zijn polomschakelbare motoren een goede keuze voor toerentalregeling?

Polomschakelbare motoren zijn ideaal voor toepassingen die twee of drie gedefinieerde, vaste toerentalstappen vergen, zoals bij ventilatoren, pompen of bepaalde machinegereedschappen. Ze bieden vaak een kosten-efficiënte en robuuste oplossing wanneer traploze regeling niet nodig is.

Hoe beïnvloeden Gear Boxes het toerental en het koppel van een elektromotor?

Een Gear Box wordt gebruikt om het meestal hoge Toerental van een elektromotor tot een voor de toepassing geschikte, lagere outputtoerental te verlagen. Tegelijkertijd wordt het door de motor geleverde koppel omgekeerd evenredig verhoogd met de verandering in toerental (min de Gear Box-verliezen). ATEK Drive Solutions gebruikt een modulair systeem om Gear Boxes optimaal af te stemmen op de benodigde toerentallen en koppels.

Wat zijn typische nominale toerentallen van standaard industriemotoren bij 50 Hz?

Standaard asynchrone motoren voor industrieel gebruik bij 50 Hz hebben typische nominale toerentallen die net onder de synchrontoerentallen liggen: ca. 2750-2950 t/min (2-polig), ca. 1400-1480 t/min (4-polig), ca. 900-980 t/min (6-polig) en ca. 680-740 t/min (8-polig).

Welke voordelen bieden frequentieomvormers voor de toerentalregeling van elektromotoren?

Frequentieomvormers maken een traploze en nauwkeurige aanpassing van het elektromotortoerental mogelijk door wijziging van de voedingsfrequentie en -spanning. Dit leidt tot aanzienlijke energiebesparingen vooral bij gedeeltelijke belasting), soepel in- en uitschakelen, procesoptimalisatie en de mogelijkheid om verschillende productiesnelheden eenvoudig te realiseren.

Hoe kies ik het juiste motortoerental voor mijn specifieke toepassing?

De selectie van het correcte motortoerental vereist een nauwkeurige analyse van de benodigde koppel bij het doeltorental, het lastprofiel, de gewenste dynamiek en de omgevingsomstandigheden. Het is belangrijk om de hele aandrijfopstelling in overweging te nemen. ATEK Drive Solutions ondersteunt u met technische consultancy bij het ontwerp en de keuze van de optimale aandrijflijn, inclusief Gear Boxes en motor.

Die Toerental van een elektromotor is fundamenteel afhankelijk van de netfrequentie en het aantal polen; bij asynchrone motoren reduceert de systeemgebonden slip de synchrontoerental naar de werkelijke nominale toerental. Dit begrip vormt de basis voor elk aandrijfsysteemontwerp.

Voor flexibele aanpassing van de elektromotortoerental zijn geschikt frequentieomvormers voor traploze regeling,, polomschakelbare motoren voor vaste stappen en Gear Boxes voor de omzetting van toerental en koppel. Het gebruik van frequentieomvormers kan het energieverbruik in variabele lastprofielen met tot 30% verlagen.

Een nauwkeurig voor de applicatie afgestemde selectie van het motortoerental en -technologie met inachtneming van koppel, bouwvorm en energie-efficiëntie (bijv. IE4-klassen) is cruciaal voor maximale installatieproductiviteit en kosten-effectiviteit en kan de systeemlevensduur significant met meer dan 20% verhogen.Ontdek de geheimen van het elektromotortoerental! Dit artikel legt de belangrijkste factoren uit, van polen tot efficiënte regeling, en helpt u de optimale oplossing voor uw toepassing te vinden.

Het toerental van een elektromotor is cruciaal voor de prestaties van uw toepassing. Maar hoe hangt het samen met het aantal polen, frequentie en bouwtype? We leggen het u uit. Heeft u individuele advies nodig? Neem nu contact op met onze experts!

Heeft u ondersteuning nodig bij het kiezen van de juiste elektromotor voor uw toepassing?

Neem nu contact op met aandrijftechniek-experts!

Begrijpen: De basis van de elektromotortoerental beheersen

De selectie van het correcte elektromotortoerental is een belangrijk aspect van de aandrijftechniek. Dit artikel behandelt beslissende factoren om uw aandrijflijn te optimaliseren en de prestaties voor uw toepassing te waarborgen, met name met betrekking tot de toerentallen van elektromotoren.

Wat is toerental?

Het toerental (t/min), vaak ook als rotatiesnelheid aangeduid, is het aantal omwentelingen van een as per minuut. Het is cruciaal voor het ontwerp van aandrijfsystemen en de werkingssnelheid van een machine. ATEK Drive Solutions GmbH maakt dankzij een modulair systeem diverse configuraties mogelijk om het vereiste toerental te bereiken en zo de geschikte toerentallen voor elektromotoren.

Waarom is toerental belangrijk?

Vereisten variëren (langzame transportbanden tot hogesnelheidcentrifuges). Het motortoerental beïnvloedt proces snelheid, volume-verplaatsing en precisie. Een verkeerd gekozen toerental van een elektromotor leidt tot inefficiëntie, slijtage of falen. Bij de motorselectie (bijv. krachtige servomotor) is het doeltorental een belangrijke parameter. De prestaties van de elektromotor is vaak nauw verbonden met de bereikbare toerentallen van de elektromotor verknopt.Analyseren: Fysica van frequentie, polen en slip ontcijferen – basisprincipes voor toerentallen van elektromotoren

Synchrontoerental vs. werkelijke toerental bij elektromotoren

Het synchrontoerental (een theoretische waarde, berekend uit netfrequentie en aantal polen) verschilt bij asynchrone motoren door de zogenaamde slip van de werkelijke, lagere toerental van de elektromotor af. Een 4-polige motor (50 Hz) met 1500 t/min synchrontoerental draait in werkelijkheid bijvoorbeeld met 1450 t/min.

• Het synchrontoerental is een theoretische waarde, berekend uit netfrequentie en aantal polen, en een fundamenteel aspect van de toerentallen van elektromotoren.
• Bij asynchrone motoren is het werkelijke toerental omwille van de slip altijd lager dan het synchrontoerental.
• De formule voor het berekenen van het synchrontoerental is: n_s = (f * 60) / p, waarbij f de netfrequentie en p het aantal polen is.
• Een typisch voorbeeld is een 4-polige motor (2 polenparen) op 50 Hz, die een synchrontoerental van 1500 t/min heeft; dit is een gangbare nominale toerental voor dergelijke elektromotoren.
• De slip beschrijft het verschil tussen het synchrontoerental en het werkelijke mechanische toerental van de rotor.
• Slip is essentieel voor de koppelproductie in asynchrone motoren.
• Het overwegen van de slip is een belangrijk aspect bij de aankoop van elektromotoren, om het gewenste werktoerental en dus de juiste toerentallen van de elektromotor voor de toepassing te bereiken.

Formule voor het berekenen van het synchrontoerental

De formule voor het berekenen van het synchrontoerental is: n_s = (f * 60) / p (waarbij f de netfrequentie en p het aantal polen is). Voorbeeld van de Toerental van een elektromotor: 2 polenparen (staat gelijk aan 4 polen), 50 Hz netfrequentie: (50 * 60) / 2 = 1500 t/min synchrontoerental. Meer over het onderwerp Slip bij asynchrone motoren.

Voorbeeldberekening: 50 Hz, 4-polige motor

Een 4-polige asynchrone motor (staat gelijk aan 2 polenparen) op het 50 Hz-net heeft een synchrontoerental van 1500 t/min. In de praktijk ligt het werkelijke toerental van deze elektromotor door de slip daaronder (bijv. bij 1440 t/min).

De invloed van de slip bij asynchrone motoren

Slip, het verschil tussen het synchrontoerental van het magnetische veld en het mechanische rotor toerental, is noodzakelijk voor de inductie van het koppel in asynchrone motoren. Een motor met een werkelijke toerental van 1420 t/min, aangedreven bij 50 Hz met 4 polen, heeft een slip van circa 5,3% . Dit is een belangrijke factor bij de selectie en bij het aankoop van elektromotoren, om de gewenste toerentallen van de elektromotor te behalen.Sturen: Methoden en technologieën om de toerentallen van elektromotoren optimaal te gebruiken

Polomschakelbare motoren voor de regeling van de toerentallen van elektromotoren

Polomschakelbare motoren bieden gedefinieerde snelheidsstappen door een wijziging van het aantal polen (bijv. via Dahlander-schakeling). Deze zijn ideaal voor toepassingen zoals ventilatoren of pompen, waar verschillende, vaste toerentallen van de elektromotor worden vereist. JS-Techniek biedt dergelijke motoren in het assortiment.

Functiewijze en toepassingen

Door het omschakelen van spoeldelen verandert het aantal polen en dus de toerental van de elektromotor. Een omschakeling van 4 naar 8 polen halveert bijvoorbeeld het toerental van ongeveer 1500 t/min naar 750 t/min bij een netfrequentie van 50 Hz. Dergelijke motoren worden gebruikt in bijvoorbeeld kraansystemen.

Ster-driehoek-start

De ster-driehoek-start beperkt de hoge aanloopstroom van grotere asynchrone motoren door tijdens de opstart van een ster-schakelem naar een driehoekschakelem om te schakelen. Dit beïnvloedt niet direct de eindtoerental, maar spaart motor en net.

Frequentieomvormers voor variabele elektromotortoerentallen

Ein Motor met frequentieomvormer maakt een traploze regeling van de toerentallen van de elektromotor door aanpassing van frequentie en spanning. Dit bespaart energie en optimaliseert processen. ATEK biedt ook regelbare Gear Box-motoren met geïntegreerde frequentieomvormer aan, die nauwkeurig elektromotortoerentallen mogelijk maken.

Principe en voordelen

Frequentieomvormers genereren een variabele uitgangsfrequentie en -spanning voor de motor. De voordelen zijn talrijk: energie-efficiëntie, zachte start en stop, alsook de exacte afstemming van de toerental van de elektromotor aan het proces. ATEK maakt deze technologie bijvoorbeeld voor servomotoren gebruik.

Gear Boxes motoren voor het aanpassen van de toerentallen van elektromotoren

Gear Boxes motoren worden gebruikt om de hoge toerentallen van elektromotoren te reduceren en tegelijkertijd het koppel te verhogen. De juiste keuze van de Gear Box is cruciaal voor de toepassing. ATEK levert hiervoor bijvoorbeeld conische tandwiel-planetair gear boxes en gebruikt een modulair systeem voor verschillende configuraties.

Aanpassing van koppel en snelheid

Een Gear Box vertaalt de motortoerental en het koppel. Een vertaling van 10:1 verandert bijvoorbeeld een motortoerental van 1500 t/min in een afgiftesnelheid van 150 t/min, terwijl het koppel met een factor 10 toeneemt. Dit is een veelvoorkomend middel om de toerentallen van elektromotoren aan de eisen aan te passen.Identificeren: Invloedsfactoren en grenzen van het maximale toerentallen van elektromotoren herkennen

Rotor-inertie en mechanische grenzen voor elektromotortoerentallen

Mechanische grenzen van de rotor, veroorzaakt door zijn inertie en de centrifugale krachten die optreden bij hoge toerentallen, beperken de maximaal haalbare toerental van de elektromotor. Speciale applicaties die extreem hoge toerentallen van elektromotoren (tot 250.000 t/min en meer) vereisen, vereisen speciale constructies.

1. De rotor-inertie en de mechanische belastingen veroorzaakt door centrifugale krachten stellen natuurlijke grenzen aan de haalbare maximale toerental van een elektromotor.
2. Het ontwerp van de wikkeling en de stroombeperking zijn essentiële elektrische ontwerpeisen die de snelheidseigenschappen en de warmteontwikkeling van de motor beïnvloeden, wat direct effect heeft op de mogelijke toerentallen van de elektromotor zal beïnvloeden.
3. Verzadigingseffecten in het kernmateriaal van de motor kunnen de magnetische flux en daarmee het koppel en de snelheid beperken, wat vooral relevant is voor hoogvermogenmotoren en hun toerentallen is relevant.
4. De verwachte bedrijfstijd (bijv. S1 voor continu gebruik) en de daarmee samenhangende onderhoudsinspanning verschillen aanzienlijk tussen borstelmotoren (hogere slijtage) en borstelloze motoren (minder onderhoud), wat de keuze van de optimale elektromotortoerental kan beïnvloeden.
5. Borstelloze motoren bieden, vanwege hun ontwerp, voordelen op het gebied van duurzaamheid en minder onderhoud, vooral bij hoge toerentallen van elektromotoren. Borstelmotoren zijn vaak kosteneffectiever in de aanschaf.
6. De keuze van het juiste motortype, bijvoorbeeld een geschikte driefasemotor, rekening houdend met bedrijfstijd, onderhoudsaspecten en de vereiste toerentallen van de elektromotor, is cruciaal voor de betrouwbaarheid.

Stroombeperking en wikkelingontwerp

De elektrische ontwerp, zoals het wikkelingontwerp en de stroombeperking, beïnvloeden in belangrijke mate de haalbare toerental van de elektromotor en de warmteontwikkeling daarvan.

Kernmaterialen en verzadigingseffecten

De verzadiging van het kernmateriaal beperkt de magnetische flux en daarmee het koppel en de maximaal haalbare toerental van de elektromotor. Dit is bijzonder relevant voor hoogvermogenmotoren zoals de servomotoren van ATEK, die zijn ontworpen voor specifieke toerentallen toepassingen.

Bedrijfstijd en onderhoud in de context van de elektromotortoerental

Borstelmotoren zijn minder geschikt voor continu gebruik (S1) bij hoge toerentallen dan borstelloze motoren. ATEK adviseert u graag bij de keuze van de juiste driefasemotor en de optimale toerentallen voor uw elektromotor.

Borstelmotoren vs. Borstelloze motoren

Borstelloze motoren zijn minder onderhoudsintensief en duurzamer, vooral bij veeleisende toerentallen. Borstelmotoren zijn daarentegen vaak goedkoper in aanschaf, maar onderhoudsintensiever.Selecteren: De juiste elektromotor met optimale toerentallen voor uw specifieke toepassing vinden

Koppel- en snelheidseisen voor elektromotoren

De precieze afstemming van het koppel (bijv. 200 Nm bij 50 t/min voor transportbanden) en de toerental van de elektromotor (bijv. 10.000 t/min bij 5 Nm voor centrifuges) is cruciaal voor de efficiëntie en levensduur van de toepassing. De juiste keuze van de toerentallen van elektromotoren is hierbij centraal.

Hogekoppeltoepassingen

Toepassingen zoals extruders of mixers vereisen een hoog koppel, dat vaak wordt bereikt door langzaam draaiende motoren of door het gebruik van Gear Boxes motoren om de elektromotortoerental te reduceren. ATEK ontwikkelt hiervoor ook speciale gear boxes.

Motorconstructies en normen (IEC 34-7)

De norm IEC 34-7 standaardiseert de constructies van elektromotoren (bijv. B3, B5, B14), wat de uitwisseling en integratie vergemakkelijkt. ATEK levert elektromotoren in alle gangbare constructies, passend bij de vereiste toerentallen.

B3, B5, B14 constructies

De constructies B3 (voetmontage), B5 (flensmontage) en B14 (kleinere flens) zijn wijdverspreid. ecoDrives biedt een breed scala aan standaardmotoren in deze constructies, die geschikt zijn voor verschillende toerentallen van elektromotoren toepassingen.

Energie-efficiëntieklassen (IE1 tot IE4) en hun relatie tot elektromotortoerentallen

De IE-klassen (IE1 tot IE4) definiëren de efficiëntie van elektromotoren. Sinds 2023 is de energie-efficiëntieklasse IE4 verplicht voor motoren in het vermogensbereik van 75 tot 200 kW. Ook een elektromotor met rem kan hoge efficiëntienormen behalen, ongeacht zijn specifieke toerental.Profiteren: Huidige trends en toekomstige ontwikkelingen bij toerentallen van elektromotoren in de aandrijftechniek benutten

Geïntegreerde motorbesturing voor geoptimaliseerde elektromotortoerentallen

Geïntegreerde besturingen, zoals frequentieregelaars die direct op de motor zijn aangebracht, verminderen de bekabelingsinspanning en de benodigde installatieruimte. Dit stelt een nauwkeurigere en flexibeler regeling van de toerentallen van elektromotoren. ATEK volgt deze trend nauwlettend, vooral voor servomotoren met geïntegreerde controllers.

• Geïntegreerde motorbesturingen, zoals frequentieregelaars direct op de motor, verminderen bekabeling en installatieruimte en optimaliseren de regeling van de toerentallen van elektromotoren.
• Een duidelijke trend in de aandrijftechniek is de vraag naar speciale ontwerpen en klantspecifieke oplossingen om hoogspecifieke applicatievereisten, inclusief exacte elektromotortoerentallen, optimaal te vervullen.
• ATEK Drive Solutions GmbH maakt gebruik van zijn modulaire systeem om individuele aandrijfelementen zoals assen en flenzen of complete systemen op maat te maken, die zijn afgestemd op specifieke toerentallen van elektromotoren vereisten.
• Polumschaltbare motoren, die vaak zijn uitgesloten van de strenge IE-efficiëntienormen en daardoor ook in IE1-uitvoering beschikbaar kunnen zijn, vormen een economische oplossing voor toepassingen met gelaagd toerentalvereisten bij elektromotoren .
• De Dahlander-schakeling is een veelgebruikte techniek voor polumschaltbare motoren, die typisch twee vaste toerentallen van de elektromotor in een verhouding van 2:1 (bijv. door het schakelen van 4 naar 8 polen) mogelijk maakt.
• Het diepgaande begrip van alle invloedsfactoren op de toerentallen van elektromotoren en een deskundig advies, zoals ATEK Drive Solutions GmbH biedt, zijn cruciaal voor de realisatie van optimale en efficiënte systeemprestaties.

Speciale ontwerpen en klantspecifieke oplossingen voor elektromotortoerentallen

Op maat gemaakte aandrijfsystemen, die exact zijn afgestemd op de benodigde toerentallen van elektromotoren en andere parameters, worden steeds vaker gevraagd. ATEK Drive Solutions GmbH ontwikkelt klantspecifieke assen, flenzen of complete systemen, ondersteund door een flexibel modulair systeem, om optimale elektromotortoerentallen te waarborgen.

Polumschaltbare motoren in detail – een optie voor variabele toerentallen

Polumschaltbare motoren (bijv. van JS-Technik, met 2-3 vaste toerentallen) zijn vaak uitgesloten van de strenge IE-normen, waardoor ook IE1-uitvoeringen mogelijk zijn. Typische prestatiegebieden beginnen bij 0,22/0,15 kW en bieden een kosteneffectieve manier om verschillende toerentallen voor elektromotoren te realiseren.

Dahlander-schakeling

De Dahlander-schakeling (met 6 klemmen op de klemstrip) is een gangbare methode om bij polumschaltbare motoren twee verschillende toerentallen in een verhouding van 2:1 te behalen (bijv. door het schakelen van 4 naar 8 polen, wat leidt tot toerentallen van de elektromotor van ongeveer 1500 t/min respectievelijk 750 t/min).

Het begrijpen en de correcte keuze van de elektromotortoerental is cruciaal voor het succes van uw projecten. Houd rekening met alle factoren om een optimale systeemprestatie te behalen. Voor uitgebreide advisering over de toerentallen van elektromotoren en hun keuze staat ATEK Drive Solutions GmbH u graag ter beschikking.