Silniki elektryczne do maszyn i urządzeń

Co to jest silnik elektryczny i z czego składa się układ napędowy?

W napędzie maszyny silnik elektryczny zamienia energię elektryczną z sieci na ruch obrotowy wału. Podstawowy układ napędowy obejmuje sam silnik, zasilanie 230 V lub 400 V, element rozruchowy albo zabezpieczający oraz połączenie z napędzaną maszyną. W kompresorach często stosuje się silnik asynchroniczny klatkowy, bo ma prostą budowę i dobrze znosi powtarzalne obciążenia.

Sama zgodność mocy nie wystarcza. Trzeba jeszcze sprawdzić prędkość obrotową, sposób montażu, chłodzenie oraz to, czy napęd ma pracować sporadycznie, czy w długich cyklach. Dopiero taki komplet danych pozwala dobrać silnik bez ryzyka przeróbek.

Gdzie sprawdzają się silniki elektryczne jednofazowe, a gdzie trójfazowe?

Pierwszym krokiem jest ustalenie, jakie zasilanie jest dostępne w miejscu pracy maszyny. Silniki elektryczne jednofazowe działają przy 230 V i zwykle lepiej pasują do lżejszych zastosowań, prac serwisowych lub stanowisk bez zasilania 400 V. Silnik 3-fazowy, czyli wersja 400 V, lepiej sprawdza się tam, gdzie obciążenie jest wysokie, a rozruch ma pozostać stabilny także przy pracy ciągłej.

Przy wyborze pomagają trzy szybkie pytania:

• dostępność zasilania 230 V albo 400 V w miejscu montażu
• charakter obciążenia podczas rozruchu i normalnej pracy
• czas pracy maszyny w pojedynczym cyklu

W praktyce silniki elektryczne trójfazowe częściej trafiają do urządzeń przemysłowych, a wersje jednofazowe do prostszych układów. W części napędów jednofazowych stosuje się układ dwóch kondensatorów: rozruchowego i roboczego, który wspomaga rozruch pod obciążeniem.

Kiedy wybrać 1450 obr./min, a kiedy 2850 obr./min?

Prędkość obrotowa decyduje o tym, jak silnik współpracuje z pompą, przekładnią lub innym mechanizmem. W tej kategorii występują głównie warianty 1450 i 2850 obr./min, więc wybór jest czytelny, ale nie wolno go pozostawiać przypadkowi. Zbyt wysokie obroty mogą przeciążyć napędzane urządzenie, a zbyt niskie obniżają wydajność.

Niższa prędkość 1450 obr./min zwykle lepiej sprawdza się tam, gdzie liczy się spokojniejsza praca i większy moment obrotowy. Wyższa prędkość 2850 obr./min pasuje do układów wymagających szybszego biegu. Jeżeli instalacja ma umożliwiać regulację prędkości obrotowej silnika, trzeba to uwzględnić już przy doborze, bo sama zmiana mocy nie zastąpi właściwej liczby obrotów.

Jak moc 2,2-11 kW przekłada się na realną pracę?

Moc określa, czy napęd wykona zadanie bez przeciążenia przy starcie i bez spadku wydajności pod obciążeniem. W ofercie pojawiają się wartości 2,2, 3,0, 3,5, 3,8, 4,0, 7,0, 9,5 oraz 11 kW, więc zakres obejmuje zarówno lżejsze maszyny, jak i urządzenia o wysokim zapotrzebowaniu na moc. W praktyce rezerwa mocy ma znaczenie zwłaszcza wtedy, gdy sprężarka startuje pod ciśnieniem albo pracuje wielokrotnie w ciągu dnia.

Przy ocenie mocy porównaj przede wszystkim:

• typ napędzanego urządzenia
• opór przy rozruchu
• tryb pracy ciągłej lub przerywanej
• rezerwę mocy na warunki robocze

Zbyt słaby silnik elektryczny przegrzewa się i częściej pracuje w przeciążeniu, a zbyt duży podnosi wymagania wobec instalacji. Dla kompresorów olejowych zgodność mocy z pompą ma szczególne znaczenie, bo od niej zależą sprawny rozruch i stabilne osiąganie ciśnienia.

Jakie wykonanie obudowy ułatwia montaż i wydłuża trwałość?

Konstrukcja ma znaczenie praktyczne, nie tylko katalogowe. Obudowa żeliwna zwykle lepiej znosi drgania i cięższą eksploatację, a obudowa aluminiowa pomaga ograniczyć masę całego napędu. W wielu modelach występuje metalowa osłona wentylatora, która lepiej chroni układ chłodzenia przed uszkodzeniem.

Przed zakupem sprawdź też otwory montażowe w podstawie, bo to one decydują, czy silnik będzie pasował do istniejącego mocowania bez przeróbek. Rozstaw mocowania ma duże znaczenie przy wymianie starego napędu w kompresorze lub sprężarce, bo pozwala ograniczyć wiercenie oraz ustawianie osi na nowo. Przy długiej pracy liczą się również zabezpieczenie przeciążeniowe i skuteczne chłodzenie, szczególnie w maszynach używanych regularnie.