یک راهنمای جامع برای موتور IE2: قدرت صنعتی کارآمد ، قابل اعتماد و اقتصادی

در برابر پس زمینه محدودیت های جهانی انرژی و افزایش خواسته های زیست محیطی ، عملکرد بهره وری انرژی موتورهای صنعتی تحت نظارت شدید قرار دارد. IE2 Moبهrs Class Motors ، با صرفه جویی در مصرف انرژی قابل توجه ، قابلیت اطمینان عالی و اثربخشی مقرون به صرفه ، به عنوان اصلی ترین قدرت با راندمان بالا برای برنامه های صنعتی تبدیل شده است.

1. موتور IE2 چیست؟ تعریف اصلی و استانداردهای بین المللی

• کلاس کارآیی اصلی: IE2 نشان دهنده راندمان بالا طبقه ای که موتور در زیر قرار می گیرد IEC 60034-30-1 استاندارد (یا استانداردهای ملی معادل مانند GB 18613) که توسط کمیسیون بین المللی الکتروتکنیک (IEC) تأسیس شده است. این طبقه بندی برای موتورهای ناهمزمان سه فاز است.
• سیستم کلاس کارآیی: استاندارد IEC راندمان حرکتی را در چندین سطح طبقه بندی می کند (استانداردهای اولیه IE1 ، IE2 ، IE3 ؛ استانداردهای فعلی شامل IE4 ، IE5).
  • IE1: راندمان استاندارد
  • IE2: راندمان بالا (تمرکز اصلی این مقاله)
  • IE3: بهره وری حق بیمه
  • IE4: راندمان فوق العاده حق بیمه
• آستانه کارآیی اجباری: در بسیاری از کشورها و مناطق در سراسر جهان (از جمله چین ، اتحادیه اروپا ، استرالیا و غیره) ، IE2 به آستانه حداقل کارآیی اجباری که برای فروش مجاز است ، تبدیل شده است و موتورهای IE1 را که قبلاً گسترده است ، از بین می برد. این نشان دهنده تعهد دولتها برای بهبود بهره وری انرژی صنعتی و کاهش انتشار کربن است.

2. مزایای اصلی موتورهای IE2

1. صرفه جویی در مصرف انرژی قابل توجه:

   • در مقایسه با موتورهای منسوخ IE1 ، موتورهای IE2 در نقاط بار معمولی به بهبود کارایی تقریبا 1 ٪ -6 ٪ دست می یابند (مقدار خاص به رتبه بندی قدرت بستگی دارد).
   • با استفاده از یک موتور 100 کیلو وات که به عنوان نمونه استفاده می شود ، 8000 ساعت در سال کار می کند ، یک بهره وری 3 ٪ می تواند در سال حدود 24000 کیلووات ساعت در سال صرفه جویی کند (محاسبه: صرفه جویی در انرژی = زمان کار × (1/η1 - 1/η2) ، جایی که η1 ، η2 مقادیر کارآیی است).
   • صرفه جویی در هزینه برق از کار طولانی مدت قابل توجه است و مستقیماً هزینه های تولید و عملیاتی کاربر را کاهش می دهد.

2. قابلیت اطمینان و خدمات طولانی مدت:

   • بهبود بهره وری به طور معمول به معنای کاهش تلفات حرکتی داخلی (در درجه اول تلفات مس ، تلفات آهن و تلفات ولگرد و اصطکاک) است.
   • کاهش تلفات به طور مستقیم منجر به پایین آمدن دمای عملیاتی موتور می شود. دمای عملیاتی پایین یک عامل اصلی در افزایش عمر سیستم عایق موتور ، تحمل روان کننده و قابلیت اطمینان کلی است.
   • طراحی با راندمان بالا اغلب شامل انتخاب و فرآیندهای تولیدی برتر است و باعث افزایش دوام بیشتر محصول می شود.

3. مزایای عالی اقتصادی (TCO):

   • اگرچه قیمت خرید اولیه یک موتور IE2 معمولاً کمی بالاتر از موتورهای استاندارد قدیمی تر است ، صرفه جویی در هزینه برق در کل عمر خدمات خود (به طور معمول 10-15 سال یا بیشتر) بسیار از اختلاف قیمت اولیه است.
   • تجزیه و تحلیل هزینه چرخه زندگی (LCCA) اثبات می کند: برای تجهیزات مداوم یا طولانی مدت (به عنوان مثال ، پمپ ها ، فن ها ، کمپرسورها ، نقاله ها) ، کل هزینه مالکیت (TCO - از جمله هزینه خرید هزینه تعمیر و نگهداری هزینه برق) یک موتور IE2 به طور قابل توجهی پایین تر از موتورهای کم کارآمد است. دوره بازپرداخت سرمایه گذاری به طور معمول از ماهها تا چند سال متغیر است.

4. سهم زیست محیطی:

   • کاهش مصرف برق به معنای کاهش احتراق سوخت فسیلی (مانند انرژی حرارتی) در نیروگاه ها و انتشار گازهای گلخانه ای (CO2) و آلاینده ها (Sox ، Nox) است.
   • استفاده از موتورهای با راندمان بالا یک اقدام مهم برای شرکت ها برای انجام مسئولیت های اجتماعی ، دستیابی به اهداف صرفه جویی در مصرف انرژی و کاهش انتشار و رسیدگی به تغییرات آب و هوا است.

5. رعایت مقررات:

   • همانطور که گفته شد ، در بازارهای عمده جهانی ، فروش و استفاده از موتورهای ناهمزمان سه فاز باید الزامات IE2 یا راندمان بالاتر را برآورده کند (به طور معمول در محدوده قدرت 0.75 کیلو وات - 375 کیلو وات). انتخاب موتورهای IE2 برای عملیات حقوقی و سازگار با تجارت اساسی است.

3. ویژگی های فنی کلیدی IE2 Motors

• طراحی الکترومغناطیسی بهینه:
  • استفاده ورق های فولادی سیلیکون نورد سرد با نمرات بالاتر (تلفات پایین تر).
  • محاسبه دقیق مدار مغناطیسی ، بهینه سازی طرح های شکاف استاتور و روتور برای کاهش هیسترزیس هسته و تلفات جریان گرداب.
  • افزایش طول پشته لمینیت هسته یا بهینه سازی ساختار مدار مغناطیسی برای بهبود استفاده از شار مغناطیسی.
• کاهش از دست دادن مس استاتور (از دست دادن I²R):
  • افزایش سطح مقطع هادی مس در شکافهای استاتور (افزایش وزن مس).
  • بهینه سازی پیکربندی های سیم پیچ (به عنوان مثال ، با استفاده از سیم پیچ های توزیع شده کوتاه ، سیم پیچ سینوسی) برای کاهش تلفات هارمونیک.
  • استفاده بالقوه از مس با هدایت بالاتر.
• کاهش تلفات روتور:
  • طراحی اسلات روتور بهینه شده.
  • استفاده از آلومینیوم روتور با خلوص بالاتر (روتور آلومینیوم در حال مرگ) یا میله های مس (روتور نوار مس).
• کاهش تلفات ولگرد و اصطکاک:
  • اتخاذ با راندمان بالا ، کم از دست دادن فن خنک کننده طراحی (به عنوان مثال ، شکل تیغه بهینه شده ، مواد).
  • بهینه سازی ساختار پوشش فن برای اطمینان از تهویه مناسب در حالی که مقاومت در برابر باد را کاهش می دهد.
  • انتخاب یاتاقان های با کیفیت بالا با ضرایب اصطکاک کم.
• کاهش تلفات بار ولگرد:
  • به حداقل رساندن این تلفات ، که محاسبه دقیق آن دشوار است اما از طریق فرآیندهای تولید بهینه شده (به عنوان مثال ، کنترل دقیق شکاف هوای استاتور روتور) و طراحی وجود دارد.

4. دامنه پارامتر عملکرد معمولی

• قدرت امتیاز: طیف گسترده ای را پوشش می دهد ، به طور معمول از 0.75 کیلو وات to 375 کیلو وات (پاسخگویی به نیازهای بیشتر برنامه های صنعتی).
• تعداد قطب ها: اعداد قطب مشترک شامل 2 قطب (3000 دور در دقیقه) ، 4 قطبی (1500 دور در دقیقه) ، 6 قطبی (1000 دور در دقیقه) است.
• دامنه کارآیی: مقادیر بهره وری خاص با رتبه های قدرت بزرگتر افزایش می یابد. به عنوان مثال:
  • 7.5 کیلو وات ، موتور 4 قطبی: کارآیی معمولی 89 ٪ - 90 ٪
  • 37 کیلو وات ، موتور 4 قطبی: کارآیی معمولی 93.5 ٪ - 94.5 ٪
  • 110 کیلو وات ، موتور 4 قطبی: کارآیی معمولی 95.5 ٪ - 96 ٪
  • 250 کیلو وات ، موتور 4 قطبی: کارآیی معمولی 96 ٪ - 96.5 ٪
  • (توجه: راندمان خاص نیاز به مشاوره با برگه مشخصات حرکتی مربوطه دارد ؛ این مقادیر نمونه های معمولی هستند)
• عامل قدرت: به طور معمول در اطراف 0.85 - 0.90 در بار کامل ، با کاهش بار کاهش می یابد. در حالی که مقدار مطلق فاکتور قدرت یک نیاز مستقیم از استاندارد کلاس کارآیی نیست ، طراحی موتور با راندمان بالا معمولاً آن را در نظر می گیرد.
• شروع عملکرد: بسته به الزامات طراحی ، می تواند خواسته های روشهای شروع مستقیم به خط (DOL) یا ستاره-دلتا را برآورده کند ، گشتاور شروع کافی و استانداردهای ملاقات را برای شروع قابل قبول فراهم می کند.

5. طیف گسترده ای از مناطق کاربردی

IE2 Motors ، با ویژگی های کارآمد ، قابل اعتماد و اقتصادی خود ، به منبع تغذیه ارجح برای بسیاری از تجهیزات صنعتی تبدیل شده است:

• انتقال سیال: پمپ (گریز از مرکز ، پیچ ، پیستون) ، کمپرسو (کمپرسورهای هوا ، کمپرسورهای تبرید).
• حمل هوا: طرفداران (طرفداران گریز از مرکز ، طرفداران محوری) ، دمنده (فن های برج خنک کننده ، طرفداران سیستم HVAC).
• دست زدن به مواد: حامل با جرثقیل/بالابر با میکس/مخلوط کن .
• پردازش مواد: سنگ شکن/pulverizer با سنگ فرش با اکسترودرز با دستگاه های قالب گیری تزریق .
• ماشین آلات عمومی: ابزار ماشین با ماشین آلات با تجهیزات پردازش مواد غذایی با ماشین آلات نساجی و تقریباً تمام سناریوهای صنعتی که نیاز به برق دارند.

6. نکات کلیدی برای راهنمای انتخاب

1. الزامات بار را تعریف کنید:
   • قدرت مورد نیاز (kW): محاسبه بر اساس ویژگی های بار و چرخه وظیفه. از "بزرگ شدن" (استفاده از موتور بیش از حد بزرگ) یا قدرت کافی خودداری کنید.
   • سرعت امتیاز (RPM): الزامات تجهیزات مطابقت.
   • خصوصیات گشتاور: از شروع گشتاور و گشتاور خرابی اطمینان حاصل کنید که نیازهای بار را برآورده می کند (به عنوان مثال ، بارهای گشتاور مربع مانند فن ها/پمپ ها ، بارهای گشتاور با شروع زیاد مانند سنگ شکن).
2. محیط عملیاتی را در نظر بگیرید:
   • امتیاز محافظت از Ingress (IP): بر اساس گرد و غبار محیطی و سطح رطوبت انتخاب کنید (به عنوان مثال ، IP55 مناسب برای محیط های فضای باز یا چلپ چلوپ).
   • کلاس عایق: به طور معمول کلاس F (155 درجه سانتیگراد) ، برای افزایش درجه حرارت کلاس B (130 درجه سانتیگراد) طراحی شده و از قابلیت اطمینان و طول عمر در محیط های درجه حرارت بالا اطمینان حاصل می کند.
   • روش خنک کننده: IC411 مشترک (خود پذیرایی/TEFC) ، محیط های ویژه ممکن است به IC416 (فن تهویه شده/مستقل) نیاز داشته باشد.
   • دمای محیط ، ارتفاع: بر ظرفیت خنک کننده حرکتی تأثیر می گذارد. طراحی یا طراحی خاص ممکن است برای درجه حرارت بالا یا ارتفاع زیاد مورد نیاز باشد.
3. استانداردهای کارآیی مسابقه:
   • تأیید کنید که موتور منتخب استانداردهای کارآیی اجباری بازار هدف را رعایت می کند (به عنوان مثال ، باید با استاندارد 2 یا بالاتر طبق استاندارد GB 18613 در چین ملاقات کند).
4. ترتیب نصب:
   • انواع نصب متداول شامل B3 (مجهز به پا) ، B5 (مجهز به فلنج) ، B35 (پا و فلنج نصب شده) است. باید با رابط تجهیزات مطابقت داشته باشد.
5. الزامات صدور گواهینامه:
   • بسته به منطقه فروش و استفاده ، ممکن است گواهینامه های خاص مورد نیاز باشد (به عنوان مثال ، CCC در چین ، CE در اتحادیه اروپا).
6. برنامه درایو سرعت متغیر (VSD) را در نظر بگیرید:
   • اگر کنترل سرعت برای بار لازم است ، تأیید کنید که آیا موتور برای اینورتر درایو مناسب است (موتورهای استاندارد IE2 اغلب با VSD ها تحت شرایط خاص قابل استفاده هستند ، اما عملکرد کم سرعت یا شرایط خاص ممکن است به یک موتور اختصاصی اینورتر نیاز داشته باشد).

7. توصیه های نصب و نگهداری

• نصب صحیح:
  • پایه: پایه و اساس سطح جامد برای جلوگیری از لرزش.
  • تراز: تراز دقیق محوری و شعاعی بین تجهیزات موتور و محور (به عنوان مثال ، پمپ ، فن) بسیار مهم است. سوء استفاده بیش از حد باعث نارسایی تحمل زودرس ، افزایش لرزش و سر و صدا و کاهش کارایی می شود. ابزارهای تراز لیزر به دقت بالایی می رسند.
  • تهویه: از ورودی و پریزهای هوای بدون مانع ، با فضای کافی برای اتلاف گرما اطمینان حاصل کنید.
  • سیم کشی: نمودارهای سیم کشی را به شدت دنبال کنید. اطمینان از اتصالات امن و زمین مناسب. ولتاژ و فرکانس تأمین باید با نام موتور مطابقت داشته باشد. به دنباله فاز توجه کنید.
• نگهداری روتین:
  • تمیز کردن: به طور مرتب گرد و غبار و روغن را از محفظه موتور جدا کنید. باله های خنک کننده را تمیز کنید (به خصوص در اطراف فن خنک کننده و دریچه های پوشش فن).
  • روغن کاری: با توجه به کتابچه راهنمای تولید کننده در مورد چرخه و نوع گریس ، چربی بلبرینگ (برای موتورهای چرب شده) را دوباره پر کنید یا جایگزین کنید. از مقدار صحیح گریس اطمینان حاصل کنید. سطح روغن را بررسی کنید (برای موتورهای دارای روغن).
  • بازرسی:
    • ارتعاش: به طور دوره ای سطح لرزش را کنترل کنید. لرزش غیر طبیعی اغلب پیشرو برای شکست است.
    • سر و صدا: سر و صداهای غیر طبیعی را بررسی کنید (به عنوان مثال ، هیوم الکترومغناطیسی با صدای بلند ، به طور غیرمعمول بلند).
    • دما: در حین کار (با استفاده از دماسنج مادون قرمز) دمای تحمل و دمای پوشش را کنترل کنید. گرمای بیش از حد یک مشکل جدی را نشان می دهد.
    • جریان: جریان عملیاتی باید در نزدیکی مقدار رتبه بندی پایدار باشد. جریان بیش از حد یا نوسان نیاز به بررسی بار یا منبع تغذیه دارد.
  • آزمایش عایق: به صورت دوره ای (به عنوان مثال ، سالانه) مقاومت عایق سیم پیچ به زمین را با استفاده از یک megohmmeter اندازه گیری کنید تا از رعایت نیازهای ایمنی اطمینان حاصل شود (به طور معمول> 1 MΩ).

8. هزینه چرخه زندگی و اقتصاد موتور IE2

ارزش واقعی یک موتور IE2 در آن نهفته است هزینه کل مالکیت (TCO) : TCO = هزینه خرید اولیه هزینه کار هزینه نگهداری هزینه هزینه بالقوه هزینه خرابی

• هزینه خرید اولیه: موتورهای IE2 بالاتر از موتورهای منسوخ IE1 هستند ، اما تفاوت آن معمولاً زیاد نیست.
• هزینه انرژی عملیاتی (عامل غالب): اکثریت قریب به اتفاق TCO (اغلب بیش از 97 ٪) را تشکیل می دهد. راندمان بالای موتورهای IE2 منجر به صرفه جویی در هزینه برق بسیار قابل توجه در طول عمر خدمات آنها (ده ها هزار ساعت) می شود.
• هزینه نگهداری: با توجه به پایین تر دمای عملیاتی و طراحی قابل اعتماد ، موتورهای IE2 به طور معمول نیاز به نگهداری کمتری دارند و عمر قطعات سایش مانند یاتاقان ها گسترش می یابد.
• هزینه خرابی: قابلیت اطمینان بالاتر به معنای کاهش خطر خرابی بدون برنامه ریزی ، حفظ تداوم تولید است.

سؤالات متداول موتور IE2

q1 : آیا راندمان IE2 معادل "سطح 3" برچسب بهره وری انرژی چین است؟

پاسخ: بله. مطابق استاندارد اجباری GB18613-2020 ، موتورهای IE2 با راندمان انرژی سطح 3 مطابقت دارند ، که این حداقل نیاز برای دسترسی به بازار داخلی است. هنگام خرید ، لطفاً تأیید کنید که صفحه نام با "IE2" یا "GB18613-2020 سطح 3" مشخص شده است.

q2 : آیا موتور IE2 برای عملکرد فرکانس متغیر مناسب است؟

پاسخ: موتورهای ناهمزمان IE2 طراحی شده از عملکرد فرکانس متغیر پشتیبانی می کنند ، اما لطفا توجه داشته باشید:

موتورهای IE2 که به طور خاص برای عملکرد فرکانس متغیر طراحی نشده اند ، ظرفیت اتلاف گرما را هنگام دویدن در فرکانس های کم کاهش می دهند ، که ممکن است باعث گرم شدن بیش از حد شود (یک فن خنک کننده اجباری باید نصب شود).

برای عملکرد فرکانس غیر قدرت طولانی مدت ، توصیه می شود یک موتور را به طور خاص برای عملکرد فرکانس متغیر انتخاب کنید (که معمولاً با سیستم عایق "IMB5" ​​مشخص می شود) ، که ماده و ساختار عایق آن می تواند در برابر شوک های ولتاژ با فرکانس بالا مقاومت کند.

q3 : چرا عامل قدرت موتور IE2 از IE1 پایین تر است؟

پاسخ: برای بهبود کارآیی ، طراحی IE2 معمولاً میزان مس و آهن را افزایش می دهد:

بیشتر سیم مس → نسبت جریان تحریک افزایش می یابد → ضریب توان کمی کاهش می یابد (حدود 1-2 درصد امتیاز).
راه حل: کابینت های جبران خازن را در سیستم توزیع برق پیکربندی کنید تا ضریب قدرت سیستم ≥ 0.9.
q4 : آیا جریان شروع موتور IE2 بزرگتر است؟ آیا بر شبکه برق تأثیر می گذارد؟
پاسخ: در مقایسه با همان موتور IE1 ، جریان IE2 شروع (IST/IN) ممکن است 5 ٪ -10 ٪ بیشتر باشد ، اما هنوز در یک محدوده معقول قرار دارد:

به عنوان مثال ، موتور 4 قطبی 37 کیلو وات: IE1 معمولی IST/IN = 7.0 ، IE2 حدود 7.5 است.
تأثیر واقعی: در مورد کافی بودن ظرفیت شبکه برق ، نیازی به نگرانی نیست. اگر چندین واحد به طور همزمان شروع شود ، توصیه می شود از محدود کردن جریان شروع ستاره-دلتا یا جریان نرم استارت استفاده کنید.

q5 : آیا در هنگام تعویض موتورهای IE2 با تجهیزات قدیمی ، باید پایه تنظیم شود؟
پاسخ: نصب معمولاً سازگار:

موتورهای IE2 و IE1 از اندازه فریم استاندارد IEC (مانند IEC 90L ، 132M و غیره) پیروی می کنند ، با همان ارتفاع شافت و فاصله سوراخ پا.
استثنائات: برخی از موتورهای چگالی بالا IE2 ممکن است کمی طولانی تر یا سنگین تر باشند (<10 ٪) و باید طراحی ابعاد نصب بررسی شود.
q6 : آیا موتورهای IE2 باید در محیط های درجه حرارت بالا دفع شوند؟
پاسخ: این بستگی به دمای محیط و سطح عایق دارد:

موتورهای استاندارد IE2 (عایق کلاس F ، ارزیابی شده به عنوان کلاس B) برای محیط های ≤40 مناسب هستند.
اگر دمای محیط به 50 ℃ برسد: فاکتور derating 1 - (50-40) × 0.4 ٪/℃ ≈ 96 ٪ قدرت دارای امتیاز (به عنوان مثال: موتور 37 کیلو وات توصیه می شود که بار 35.5 کیلو وات در 50 ℃) داشته باشید.

q7 : آیا چرخه روغن کاری بلبرینگ IE2 دوره طولانی تری دارد؟
پاسخ: بله. با تشکر از دمای پایین تر:

IE1 موتور (دمای تحمل 80 ℃): چرخه روغن کاری حدود 4000 ساعت است.
موتور IE2 (دمای تحمل 65 ℃): چرخه روغن کاری را می توان به 8000 ~ 8000 ساعت افزایش داد (برای جزئیات بیشتر به دفترچه راهنما مراجعه کنید).

q8 : آیا چین موتورهای IE2 را از بین می برد؟
پاسخ: این هنوز هم در کوتاه مدت جریان اصلی خواهد بود ، اما این سیاست همچنان به روز می شود:

GB18613-2020 فعلی به IE2 (سطح 3) به عنوان حداقل ورودی نیاز دارد.
با توجه به "برنامه بهبود بهره وری انرژی حرکتی" وزارت صنعت و فناوری اطلاعات ، IE3 (سطح 2) ممکن است از سال 2025 الزامی باشد و IE2 به تدریج به بازار جایگزینی سهام تبدیل می شود.
q9 : هنگام استفاده از موتور IE2 برای درایوهای فرکانس متغیر ، چه مواردی باید آزمایش شود؟
پاسخ: علاوه بر تست های فرکانس قدرت معمولی ، تأیید کلیدی عبارتند از:

منحنی راندمان پهنای باند (مانند نوسانات کارآیی در محدوده 10-60 هرتز).
تست استحکام عایق (استفاده از ولتاژ پالس با فرکانس بالا برای تأیید مقاومت تاج).
تجزیه و تحلیل طیف نویز لرزش (جلوگیری از تشدید در باندهای فرکانس خاص). $