در صنعت و نیز بازار الکتروموتور کشور ما، سازندگان داخلی و خارجی فراوانی حضور دارند و هر کدام، کم یا زیاد، سهمی از این بازار بزرگ را از آن خود کرده‌اند. بنابراین در این بازار بزرگ و پر از رقابت انتخاب الکتروموتور مناسب، کار چندان آسانی نیست و نیاز به دانش و تجربه دارد.
مطمئن‌ترین راه برای بررسی عملکرد و کیفیت الکتروموتورها، انجام آزمایش‌های دقیق است. مهم‌ترین آزمایش‌هایی که برای سنجش عملکرد الکتروموتورها انجام می‌شوند عبارت‌اند از آزمون بی‌باری، آزمون روتور قفل شده، آزمون حرارتی و آزمون کار در بار نامی (یا بار کامل). شرکت موتوژن که یکی از شرکت‌های سازنده الکتروموتور در ایران است آزمایشگاه مجهزی دارد؛ برای همین شرکت کالاصنعتی برای بررسی الکتروموتورها و نیز آگاه سازی مشتریان، از موتوژن درخواست کرده تا آزمایش‌های مختلف را بر روی چند نمونه موتور ارسالی به این شرکت انجام دهد.
مشخصات الکتروموتورها
الکتروموتورهایی که مورد آزمون قرار گرفتند عبارت‌اند از:
- الکتروموتور موتوژن مدل 160L4A
- الکتروموتور زیمنس 160M
- الکتروموتور کایجیلی 160M
مقادیر نامی
مقادیر نامی الکتروموتورهای مورد نظر در جدول زیر آورده شده است. همان طور که مشاهده می‌شود مقادیر نامی ولتاژ، جریان، توان، دور و گشتاور این الکتروموتورها نزدیک به هم هستند.
کاجیلی
160M |
زیمنس 160M
(در 400 ولت) |
زیمنس160M
(در 460 ولت) |
موتوژن 160L4A
(در 380 ولت) |
موتوژن 160L4A
(در 400 ولت) |
مقادیر نامی الکتروموتورها |
| 380 |
400 |
460 |
380 |
400 |
V(v) |
| 21.6 |
22.5 |
22 |
22.6 |
22 |
I(A) |
| 11 |
11 |
12.6 |
11 |
11 |
P(Kw) |
| F |
F |
F |
F |
F |
کلاس عایقی |
| 1.114 |
1.04 |
1.04 |
0.87 |
0.87 |
* مقاومت فاز |
| 1460 |
1460 |
1760 |
1455 |
1462 |
سرعت (RPM) |
| 50 |
50 |
60 |
50 |
50 |
فرکانس (Hz) |
| 71.92 |
71.92 |
68.34 |
72.17 |
71.82 |
گشتاور (N.m) |
| 92.2 |
87.6 |
88.5 |
87.6 |
88 |
راندمان (%) |
| 0.84 |
0.81 |
0.82 |
0.83 |
0.81 |
Cos Ø |
| 7 |
7 |
7.1 |
5 |
5.2 |
جریان راه‌اندازی/ جریان نامی |
| 2.4 |
1.9 |
2 |
2.2 |
2.2 |
گشتاور راه‌اندازی/ گشتاور نامی |
| 2.9 |
3 |
3 |
2.1 |
2.1 |
**گشتاور شکست/ گشتاور نامی |
* میانگین مقاومت سیم‌پیچ هر فاز که هر چه کمتر باشد بهتر است.
** منظور از گشتاور شکست همان گشتاور ماکزیمم موتور است.
لازم به ذکر است که پوسته الکتروموتور کاجیلی از جنس چدنی است و پوسته الکتروموتورهای موتوژن و زیمنس آلومینیومی است.
آزمون الکتروموتورها
در ادامه نتایج آزمون‌های بی‌باری، روتور قفل شده و نیز آزمون در مقادیر نامی الکتروموتورها را با هم مقایسه می‌کنیم.
آزمایش بی‌باری
یکی از آزمایش‌هایی که برای اندازه‌گیری مشخصات الکتروموتور سه فاز به ما کمک می‌کند، آزمون بی‌باری است. در این آزمایش، موتور بدون این‌که باری به آن متصل شود، در ولتاژ نامی تغذیه می‌شود. پارامترهایی که از آزمون بی‌باری به دست می‌آیند عبارت‌اند از:
- تلفات هسته: تلفات ناشی از جریان‌های گردابی و هیسترزیس در هسته استاتور
- جریان بی‌باری: مقدار جریانی است که موتور در حالت بی‌باری می‌کشد. این جریان برای ایجاد میدان مغناطیسی لازم برای چرخش روتور لازم است.
- تعیین راندمان الکتروموتور: با استفاده از نتایج آزمون بی‌باری و بار کامل، راندمان موتور به دست می‌آید.
کاجیلی 160M
(در 400V) |
کاجیلی 160M
(در 380V) |
زیمنس 160M
(در 400V) |
زیمنس 160M
(در 460V) |
موتوژن 160L4A
(در 380V) |
موتوژن 160L4A
(در 400V) |
نتایج آزمون بی‌باری |
| 400 |
380 |
400 |
460 |
380 |
400 |
V(v) |
| 12.677 |
11.01 |
12.287 |
10.567 |
8.577 |
10.467 |
Iavg (A) |
| 720 |
560 |
720 |
720 |
420 |
500 |
P(w) تلفات |
| 1500 |
1500 |
1500 |
1800 |
1500 |
1500 |
سرعت |
| 50 |
50 |
50 |
60 |
50 |
50 |
فرکانس (Hz) |
| 18.5 |
20.5 |
21.8 |
21.8 |
25.5 |
29.6 |
دمای محیط |
آزمایش روتور قفل شده
یکی دیگر از آزمایش‌های مهمی که برای تعیین مشخصه‌های موتورهای الکتریکی انجام می‌شود، آزمون روتور قفل شده نام دارد. در این آزمون روتور الکتروموتور به صورت مکانیکی قفل نگه داشته می‌شود و در فرکانس پایین، ولتاژ کمی به موتور اعمال می‌شود. ولتاژ به‌تدریج افزایش می‌یابد تا زمانی که جریان موتور به مقدار نامی برسد. در این حالت مقادیر ولتاژ، جریان و توان اندازه‌گیری می‌شود.
البته در اینجا آزمایش روتور قفل شده متفاوت از حالت تئوری انجام شده و برای اندازه‌گیری گشتاور ماکزیمم (شکست)، آزمون در مدت زمان کوتاهی در ولتاژ نامی انجام و بیشترین جریان اندازه‌گیری می‌شود.
پارامترهایی که از آزمون روتور قفل شده به دست می‌آیند عبارت‌اند از:
- مقاومت و راکتانس نشتی: از این مقادیر در طراحی سیستم‌های کنترل موتور و حفاظت از موتور در برابر اضافه جریان استفاده می‌شود.
- جریان اتصال کوتاه: این مقدار، حداکثر جریانی است که موتور می‌تواند در حالت اتصال کوتاه تحمل کند.
- گشتاور راه‌اندازی: این مقدار نشان دهنده گشتاوری است که موتور در هنگام شروع به کار می‌تواند تولید کند.
کاجیلی
160M
(در 400V) |
کاجیلی
160M
(در 380V) |
زیمنس
160M
(در 400V) |
زیمنس
160M
(در 460V) |
موتوژن
160L4A
(در 380V) |
موتوژن
160L4A
(در 400V) |
نتایج آزمون روتور قفل شده |
| 400 |
380 |
400 |
460 |
380 |
400 |
V(v) |
| 140 |
134 |
145 |
148 |
113.24 |
114.55 |
I(A) |
| 158.3 |
146.4 |
170 |
162.7 |
147.4 |
157.36 |
گشتاور راه‌اندازی |
| 233.2 |
209.1 |
242.5 |
234.4 |
152.72 |
164.3 |
گشتاور شکست (N.m) |
| 152.3 |
139.3 |
159.5 |
149 |
117.14 |
129.92 |
گشتاور پریونیت (N.m) |
| 6.48 |
6.2 |
6.44 |
6.73 |
5.01 |
5.21 |
جریان راه‌اندازی/ جریان نامی |
| 2.2 |
2.03 |
2.36 |
2.38 |
2.04 |
2.19 |
گشتاور راه‌اندازی/ گشتاور نامی |
| 3.24 |
2.91 |
3.37 |
3.43 |
2.12 |
2.29 |
گشتاور شکست/ گشتاور نامی |
آزمایش در بار کامل (بار نامی)
در این آزمون، عملکرد واقعی موتور در شرایط کار عادی و در بار نامی ارزیابی می‌شود. در آزمون بار نامی، منبع تغذیه در ولتاژ و جریان نامی به الکتروموتور وصل می‌شود. همچنین بار به شفت خروجی موتور متصل می‌شود. مقدار بار تا زمانی که به اندازه نامی خود برسد افزایش می‌یابد و موتور برای چند ساعت در این شرایط کار می‌کند. در این نقطه، مقادیر جریان، ولتاژ، سرعت، دما و گشتاور ثبت می‌شود. به کمک آزمون بار کامل:
- عملکرد واقعی الکتروموتور، با مشخصات فنی طراحی شده مطابقت داده می‌شود.
- ایرادات و مشکلات احتمالی مانند سر و صدای غیرعادی، گرمای بیش از حد، لرزش و کاهش راندمان شناسایی می‌شوند.
- می‌توان به طور تقریبی، عمر مفید و قابلیت اطمینان الکتروموتور در طول زمان را تعیین کرد.
کاجیلی 160M
(در 400V) |
کاجیلی 160M
(در 380V) |
زیمنس 160M
(در 400V) |
زیمنس 160M
(در 460V) |
موتوژن 160L4A
(در 380V) |
موتوژن 160L4A
(در 400V) |
نتایج آزمون بار کامل |
| 400 |
380 |
400 |
460 |
380 |
400 |
V(v) |
| 22.853 |
23.09 |
22.63 |
21.783 |
22.853 |
22.417 |
Iavg (A) |
| 12570 |
12580 |
12590 |
14200 |
12530 |
12420 |
Pin (w) |
| 11000 |
11000 |
11000 |
12600 |
11000 |
11000 |
Pmotor (w) |
| 1469 |
1464 |
1459 |
1759 |
1454 |
1458 |
سرعت (RPM) |
| 71.481 |
71.725 |
71.971 |
68.38 |
72.219 |
72.021 |
گشتاور (N.m) |
| 87.51 |
87.44 |
87.371 |
88.732 |
87.789 |
88.567 |
راندمان (%) |
| 0.794 |
0.828 |
0.803 |
0.818 |
0.833 |
0.8 |
Cos Ø |
| 2.067 |
2.4 |
2.733 |
2.27 |
3.067 |
2.8 |
* لغزش (%) |
| 1570 |
1580 |
1590 |
1600 |
1530 |
1420 |
تلفات (w) |
* اختلاف بین سرعت سنکرون موتور (میدان دوار استاتور) و سرعت واقعی (نامی) موتور را لغزش گویند.
آزمون حرارتی الکتروموتور
یکی از مهم‌ترین آزمون‌های انجام شده بر روی الکتروموتور، آزمون حرارتی است که عملکرد، طول عمر و ایمنی موتور را در بار کامل (نامی) ارزیابی می‌کند. در آزمون حرارتی، دمای الکتروموتور در شرایط محیطی و کاری مختلف سنجیده می‌شود. دلایل اهمیت آزمون حرارتی الکتروموتور عبارت‌اند از:
- بررسی سلامت عایق‌بندی و عدم اتصال کوتاه سیم‌پیچ‌ها در دماهای مختلف
- بررسی تاثیر دما بر قطعات و نیز فرسودگی زودرس موتور
- تاثیر افزایش دما بر کاهش راندمان الکتروموتور و افزایش مصرف انرژی
کاجیلی 160M
(در 400V) |
کاجیلی 160M
(در 380V) |
زیمنس 160M
(در 400V) |
زیمنس 160M
(در 460V) |
موتوژن 160L4A
(در 380V) |
موتوژن 160L4A
(در 400V) |
نتایج آزمون حرارتی |
1.1055
1.1055
1.104 |
1.1055
1.1055
1.104 |
1.0344
1.02585
1.044 |
1.0344
1.02585
1.044 |
0.8829
0.8811
0.8812 |
0.90615
0.9057
0.90585 |
مقاومت سیم‌پیچ‌ها در دمای کم (اهم) |
1.114
1.114
1.113 |
1.114
1.114
1.113 |
1.04
1.031
1.049 |
1.04
1.031
1.049 |
0.875
0.873
0.873 |
0.885
0.885
0.885 |
مقاومت سیم‌پیچ‌ها در هوای 20 درجه (اهم) |
1.52265
1.52265
1.52265 |
1.542
1.542
1.542 |
1.32075
1.32075
1.32075 |
1.33785
1.33785
1.33785 |
1.1322
1.1322
1.1322 |
1.15875
1.15875
1.15875 |
مقاومت سیم‌پیچ‌ها در دمای بالا (اهم) |
| 18 |
18 |
18.7 |
18.7 |
22.4 |
26 |
دمای اولیه محیط |
| 18.5 |
20.5 |
21.6 |
21.8 |
25.5 |
29.6 |
دمای محیط پس از آزمایش |
| 113.381 |
117.93 |
85.93 |
89.99 |
94.987 |
98.819 |
دمای سیم‌پیچ پس از آزمایش |
| 94.881 |
97.435 |
64.33 |
68.19 |
69.487 |
69.219 |
اختلاف دمای محیط-سیم‌پیچ |
| 134.88 |
137.44 |
104.33 |
108.19 |
109.49 |
109.22 |
دمای سیم‌پیچ در دمای 40 |
| 57 |
63 |
60 |
58 |
57 |
68 |
دمای یاتاقان‌ها |
نتایج آزمون‌ها
در جدول زیر، نتایج آزمون‌هایی که بر روی الکتروموتورها انجام شده را مشاهده می‌کنید:
کاجیلی 160M
(در 400V) |
کاجیلی 160M
(در 380V) |
زیمنس 160M
(در 400V) |
زیمنس 160M
(در 460V) |
موتوژن 160L4A
(در 380V) |
موتوژن 160L4A
(در 400V) |
مقدار تغییر مجاز برای هر پارامتر |
| 91.03 |
91.03 |
85.74 |
86.775 |
85.74 |
86.2 |
*حداقل راندمان بر مبنای
ηn-%15(1-ηn) |
| - |
87.44
NOT OK |
OK |
OK |
OK |
88.567 (OK) |
راندمان به دست آمده |
| 0.8133 |
0.8133 |
0.7783 |
0.79 |
0.8017 |
0.7783 |
**ضریب توان
0.07 ~ 0.02 |
| - |
OK |
OK |
OK |
OK |
0.8 (OK) |
| - |
OK |
OK |
OK |
OK |
2.8 (OK) |
لغزش مجاز
P>1kw ±%20
P<1 kw ±%30 |
| 146.8 تا 215.8 |
146.8 تا 215.8 |
116.2 تا 170.9 |
116.22 تا 170.91 |
135 تا 198.53 |
134.36 تا 197.58 |
***LRT (-15%~25%) |
| - |
146.4
NOT OK |
OK |
OK |
OK |
157.36 (OK) |
| 187.78 |
187.78 |
194.25 |
184.584 |
136.447 |
135.793 |
****BDT
-10% |
| - |
OK |
OK |
OK |
OK |
164.3 (OK) |
| - |
OK |
OK |
OK |
OK |
OK |
تغییرات مقاومت فاز |
| 8.323- |
15.21- |
24.361 |
18.995 |
7.195- |
0.447- |
تلرانس گشتاور راه‌اندازی |
| 11.768 |
0.218 |
12.352 |
14.29 |
0.734 |
8.893 |
تلرانس گشتاور ماکزیمم |
| 0.046- |
0.012- |
0.007- |
0.002- |
0.003 |
0.01- |
تلرانس ضریب توان |
| 4.69- |
4.76- |
0.23- |
0.23 |
0.19 |
0.57 |
تلرانس راندمان(درصد) |
| OK |
OK |
OK |
OK |
OK |
OK |
1.6 گشتاور نامی در اضافه بار برای 15 ثانیه |
| OK |
OK |
OK |
OK |
OK |
OK |
اضافه سرعت |
- *حداقل مبنای راندمان: مقایسه راندمان به دست آمده از آزمون بار کامل با محدوده تغییر مجاز
- **ضریب توان 0.07 ~ 0.02: کمترین مقدار مجاز ضریب توان
- **LRT: بازه مجاز تغییر گشتاور راه‌اندازی در آزمایش روتور قفل شده.
- ***BD: کمترین مقدار گشتاور ماکزیمم در آزمون روتور قفل شده.
- در ستون آخر جدول: به دلیل در دسترس نبودن مقادیر نامی الکتروموتور کاجیلی در ولتاژ 400V از مقادیر نامی در 380V استفاده شده و به سبب آن در قسمت Results ثبت نشده است.
برگه آزمون برای یک نمونه الکتروموتور موتوژن
جمع‌بندی و تحلیل نتایج آزمون‌ها
همان طور که گفته شد در این مقاله سه نمونه الکتروموتور با ولتاژ نامی و توان حدودا مشابه را از سه برند خوش‌نام و باکیفیت در بازار ایران (موتوژن، زیمنس و کایجیلی) از منظر آزمایش‌های اساسی الکتروموتور بررسی کردیم. نتایج آزمون‌های بی‌باری، روتور قفل شده، بار نامی و آزمون حرارتی، به تفکیک در جدول‌ها آورده شده است.
آخرین جدول، مربوط به جمع‌بندی نتایج آزمون‌ها و پارامترهایی است از آزمایش‌های قبلی به دست آمده است. البته ستون آخر این جدول تکمیل نشده چون مقادیر نامی برای ولتاژ 400 ولت در این موتور کاجیلی در دسترس نیست. همان طور که مشاهده می‌شود، دو پارامتر در جدول هایلایت و با عبارت «Not OK» مشخص شده‌اند:
- یکی راندمان واقعی موتور کاجیلی که کمی از مقدار نامی و محدوده مجاز تعیین شده کمتر است.
- دومین پارامتر مربوط به گشتاور راه‌اندازی است که آن نیز اندکی از محدوده مجاز تغییرات کمتر است. در بقیه موارد، تمام پارامترها برای تمام الکتروموتورها مورد تایید است. برای مقایسه دقیق پارامترهای مختلف، می‌توانید جدول را بررسی کنید.
هر سه برند الکتروموتورهای موتوژن، کاجیلی و الکتروموتور زیمنس از الکتروموتورهای پرفروش و باکیفیت هستند که امتحان خود را به خوبی پس داده و اعتماد مشتریان را جلب کرده‌اند.
کالا صنعتی به عنوان نمایندگی الکتروموتور موتوژن و عاملیت فروش الکتروموتورهای کاجیلی و زیمنس، این امکان را دارد که در سریع‌ترین زمان، با قیمت بسیار مناسب و در سراسر کشور، این محصولات را به مشتریان تحویل دهد. برای مشاوره در خصوص انتخاب موتور مناسب با نیاز و کاربرد خود و نیز استعلام بهترین و جدیدترین قیمت الکتروموتور، با کارشناسان کالاصنعتی در تماس باشید.