Elektromotory KUBO – technologické vlastnosti

V roce 2018 KUBO představilo řadu bezrámových synchronních motorů s permanentními magnety (Voltage Motors) s vnějším průměrem od 38 mm do 170 mm.

Vznik vlastní uzavřené výroby moderních elektromotorů KUBO byl dán obecným výrazným zaostáváním specifických vlastností elektromotorů vyráběných v Ruské federaci od technické úrovně stanovené společnostmi z Evropy a USA. Dalším faktorem byla důležitost poskytovat domácím spotřebitelům elektrické stroje vyrobené pouze z domácích stavebních materiálů, na které se nevztahují vývozní omezení a sankce.

Tento článek popisuje konstrukční vlastnosti a technologie elektromotorů KUBO, které jim poskytují výhody oproti všem tuzemským i řadě západních výrobců.

Obrázek 1 – Elektromotor JGV115x25T

Vlastnosti a výhody elektromotorů KUBO

Výhody elektrických strojů KUBO spočívají ve třech faktorech:

– vlastní metodika výpočtu;

Metoda výpočtu

KUBO nepoužívá oblíbené softwarové balíky pro výpočty elektrických strojů z důvodu jejich nepružnosti, nízké rychlosti výpočtu a omezené funkčnosti pro optimalizaci elektromotoru dle požadavků zákazníka.

Výpočtová metoda pro elektromotory KUBO a na jejím základě vytvořený softwarový balík kombinují parametrické metody s metodou konečných prvků. Podstata výpočtu spočívá v analýze matic vektorového magnetického potenciálu dané geometrie elektrického stroje v různých režimech jeho činnosti. V řadě případů se používají metody cíleného hledání optimální konfigurace elektromotoru z hlediska daného kvalitativního kritéria.

Vyvinutý softwarový balík má následující funkce:

– Kompletní matematický model (digitální dvojče);

– Vícekriteriální optimalizace elektromagnetické struktury;

– zohlednění nelineárních vlastností materiálů;

– Zohlednění všech typů ztrát v jádře a ve vinutích;

– Zohlednění teplotních vlivů.

Přesnost shody experimentálně naměřených a vypočtených charakteristik elektromotorů je 95÷97%

Softwarový balík nemá žádná zásadní omezení na konstrukci počítaného elektrického stroje: analyzují se elektromotory s vyčnívajícími póly a bez vyčnívajících pólů, zohledňuje se šikmost rotoru nebo statoru, chlazení kapalinou atd.

Výpočet bere v úvahu všechny typy ztrát v mědi, stejně jako vysokofrekvenční ztráty v oceli, rozdělené na složky: hystereze, dodatečné a vířivé ztráty. V tomto případě se posouzení vysokofrekvenčních ztrát neprovádí podle Steinmetzova vzorce, ale v časové oblasti s odkazem na geometrii elektromotoru.

Obrázek 2 – Struktura ztrát v elektrickém stroji

Výsledky výpočtů se shodují s výsledky testů elektrických strojů až do harmonického složení back-EMF, což umožňuje snížit počet iterací při vývoji nových modelů elektromotorů na jednu.

Softwarový balík také umožňuje sestavit vnější charakteristiky elektromotorů příklad mechanické charakteristiky je znázorněn na obrázku 3.

Obrázek 3 – Vnější (mechanická) charakteristika elektromotoru

Pro účely výpočtu optimálního návrhu elektrického stroje v daném smyslu se používají metody cíleného vyhledávání. Obrázek 3 tedy ukazuje volbu konfigurace elektromotoru, která má nejlepší poměr mezi pulzačním momentem z ozubených zón a elektromagnetickým momentem.

Obrázek 4 – Výběr optimálního elektromotoru

V závislosti na požadavcích kladených na elektrický pohon lze elektrické stroje optimalizovat na minimální pulzační moment z ozubených zón, minimální tvorbu tepla, maximální elektromagnetický moment vztažený k hmotnosti a další kritéria.

Design a technologické vlastnosti

Elektromotor je obvykle tepelně nejvíce zatíženým prvkem v elektromechanickém systému, s čímž je třeba počítat při jeho návrhu. Úkolem vytvoření správného návrhu elektrického stroje je zamezit vzniku přebytečného tepla a vzniklé teplo efektivně odvádět.

Přečtěte si více

Střih Medusa – Nový módní trend roku 2025 (Foto) — Různé

Významným moderním trendem ve výrobě elektrických strojů je přechod na stále vyšší provozní teploty, až 200°C a vyšší.

Konstrukční prvky elektromotorů KUBO byly vyvinuty s ohledem na tyto faktory, a proto zahrnují:

– pevný (nesegmentovaný) magnetický obvod;

– leštěný vnější povrch statoru;

– plnění vinutí tepelně odolnou tepelně vodivou hmotou;

– plně automatické navíjení;

– použití desky plošných spojů pro spínání vinutí;

– vestavěná teplotní čidla;

– vestavěné Hallovy senzory;

– vestavěná čidla vlhkosti (pro řadu JYC).

Použití pevného (nesegmentového) magnetického obvodu statoru zajišťuje elektromotoru vysoký koeficient tepelné vodivosti od vinutí k vnějšímu povrchu statoru a také mechanickou tuhost konstrukce v celém rozsahu provozních teplot.

Vnější povrch statoru je broušený, což umožňuje instalaci statoru do pouzdra zákazníka buď smršťováním nebo lepením. Naopak statory elektromotorů segmentového provedení, pokud nejsou instalovány v meziplášťech, lze pouze lepit.

Společnost KUBO vyvinula a neustále zdokonaluje technologii vakuového plnění statorů elektromotorů tepelně odolnou, tepelně vodivou směsí, která zajišťuje:

– vysoká tepelná vodivost od vinutí k vnějšímu povrchu statoru;

– vysoká mechanická pevnost včetně odolnosti proti hydrostatickému tlaku prostředí;

– ochrana vinutí před vnějšími vlivy;

– upevnění vinutí, aby se zabránilo urychlenému stárnutí izolace vodiče vinutí.

Navíjení elektromotorů se provádí pouze pomocí automatické navíjecí stroje, ruční navíjení elektromotorů KUBO je zakázáno. Zjevnými výhodami použití navíjecích strojů je vysoká opakovatelnost a spolehlivost výsledných vinutí.

KUBO má patentovaný design desky plošných spojů, která je namontována na elektromotoru. Je určen pro:

– zapojení statorových vinutí v daném pořadí;

– připojení elektromotoru k externímu řídicímu systému pomocí čepových lístků;

– montáž Hallových čidel, čidel teploty a vlhkosti;

Použití desky s plošnými spoji činí konstrukci elektrického stroje spolehlivým a technologicky vyspělým. Instalace výstupních vodičů se provádí připájením na okvětní lístky kolíků instalovaných na desce plošných spojů metodou lisování.

Obrázek 5 – Pohled na desku plošných spojů u vysokonapěťových elektromotorů řady JYC

Kombinace popsaných konstrukčních a technologických faktorů dělá z elektromotorů KUBO unikátní high-tech produkt určený pro použití v moderních mechatronických a robotických systémech.

Aplikace elektromotorů KUBO

Elektrické stroje KUBO jsou určeny pro použití v elektromechanických pohonech mechatronických a robotických systémů, včetně přesných sledovacích pohonů, otočných ložisek, orientačních zařízení, podvodních pohonných systémů vozidel a mnoha dalších aplikací.

V současné době se vyrábí tři řady elektromotorů:

– JYC – pro podvodní vozidla;

– JGV – pro pochodové pohony mobilních robotů.

Rozdělení elektromotorů podle aplikační oblasti je do jisté míry libovolné, např. všechny řady elektromotorů se s úspěchem používají v podvodních vozidlech, ale častěji se v nich používá řada JYC, protože je určena pro vysoká napájecí napětí a je optimalizována pro kapalinové chlazení.

KUBO poskytuje plnou technickou podporu ve všech fázích životního cyklu elektromotorů – od vývoje konstrukce elektrického pohonu a vývoje technologie instalace elektromotoru až po konzultace algoritmů a způsobů řízení.

Přečtěte si více

Průjem u králíků, průjem - co dělat a jak léčit |

Stránka pro vestavné elektromotory obsahuje instalační a rozměrové výkresy, STEP modely a návody na lepení statorů a rotorů. Pro podrobné rady ohledně výběru a použití elektrického stroje ve vašem elektromechanickém systému kontaktujte KUBO.

Obrázek 6 – Statory podvodních elektromotorů řady JYC

Závěry

Elektromotory KUBO jsou moderním high-tech řešením pro stavbu komplexních elektromechanických systémů. Řeší problém poskytnout Ruské federaci domácí produkt, který nemá přímé domácí analogy.

Společně s indukčními snímači úhlové polohy řady MF nabízí KUBO zákazníkům moderní sadu komponentů pro digitální elektrický pohon ruské výroby.

Asynchronní elektromotory, široce používané v průmyslových procesech, jsou zapojeny do trojúhelníku nebo hvězdy. Jedna z prvních možností se používá ve většině případů u motorů, které se liší délkou provozu a spouštění. Kombinované zapojení se používá ke spouštění vysoce výkonných elektromotorů.

Pokud jde o připojení elektromotoru s hvězdou, používá se v počáteční fázi startování, následně přepnutí na trojúhelník. Kromě toho se rozšířilo připojení třífázového motoru 220V.

Při připojení na 220V je motor vystaven silným proudovým tokům, které zkracují jeho životnost. V průmyslové oblasti jsou vysoce výkonné elektromotory zapojeny spíše do hvězdy než do trojúhelníku.

Pokud potřebujete vědět, jak připojit elektromotor 380 až 220, pak je důležité vědět, že existuje několik metod, které mají výhody i nevýhody.

Stručný obsah článku:

Opětovné připojení z 380V na 220

Pro připojení třífázového motoru na 220 voltů je důležité vědět, že má šest svorek, které plně odpovídají několika vinutím. Pomocí zkoušečky drátů se provede volání k nalezení cívky. Konce jsou spojeny do dvojic a tvoří trojúhelníky.

Nejprve je několik konců síťového vodiče připojeno k několika koncům výsledného trojúhelníku. Nepoužitý konec je připevněn ke kondenzátoru, přičemž jeho volný vodič je také připojen ke konci cívek, stejně jako síťový vodič.

Volba možnosti přesně určuje, kde se bude motor otáčet. Po dokončení nezbytných akcí se motor spustí po přivedení 220 voltů.

Pokud se během procesu připojení ozve hučení, ale motor se neotáčí, musí být nainstalován kondenzátor, díky kterému se motor během procesu spouštění otáčí, jako na fotografii připojení elektromotoru na webu.

Odpor se měří pomocí testeru. Pokud ji nemáte, můžete použít baterii nebo žárovku určenou pro svítilnu: určité vodiče jsou připojeny přímo k obvodu s lampou.

Pokud jsou nalezeny konce vinutí, žárovka se rozsvítí. Mnohem problematičtější je určit konce, stejně jako začátek vinutí. V tomto případě je zapotřebí voltmetr.

Když jsou baterie a vodič odpojeny, je důležité sledovat, zda se šipka nevychyluje. Podobné akce musí být provedeny s jinými vinutími, aby se změnila při dosažení polarity. Vychýlení ukazatele je dosaženo před počátečním měřením.

Hvězda-trojúhelník

Ve většině motorů domácí výroby je hvězda již sestavena, ale trojúhelník vyžaduje spojení několika fází a hvězda je zkonstruována ze šesti následujících konců přítomných na vinutí. Schémata připojení elektromotoru jsou na obrázku.

Přečtěte si více

Způsoby upevnění žaluzií | SVIL Články o roletách, roletách, jak vybrat závěsy, jak vybrat rolety

Nepopiratelnou výhodou kombinace třífázového obvodu pomocí hvězdy je, že motor produkuje maximální výkon. Tento typ připojení je oblíbený u fandů, ale ve výrobě se používá jen zřídka kvůli složitosti schématu připojení.

Možnosti připojení elektromotoru

Nejčastěji se na 220/380V připojuje elektromotor se stávajícím kondenzátorem, přes který se snižuje výkon. Kontakt kondenzátoru by měl být připojen k nule a druhý k dalšímu výstupu motoru. Výsledkem je zařízení s minimálním výkonem.

Pro zvýšení výkonu by měl být do stávajícího obvodu přidán spouštěcí kondenzátor. Při jednofázovém zapojení hlásí třetí výstup.

Pokud jde o způsob připojení asynchronního elektromotoru, je jednoduše zapojen do trojúhelníku, stejně jako hvězda. Takové jednotky mají několik vinutí. Chcete-li změnit stávající napětí, nemůžete se obejít bez změny umístění výstupů, které jdou do horní části připojení.

Při připojování takových motorů je důležité přečíst si pokyny a certifikát, protože dovážené verze často obsahují trojúhelník, který je vhodný pro domácí 220 volty. Takové motory, pokud nejsou pečlivě zváženy a zapojeny do hvězdicového tvaru, okamžitě vyhoří.

Pokud výkon dosáhne více než 3 watty, nedoporučuje se připojovat motor, protože by mohlo dojít ke zkratu a poškození proudového chrániče.

Připojení třífázového motoru

Rotor zapojený do třífázového obvodu se otáčí pomocí magnetického pole, které vzniká z proudu, který se vyskytuje v různých časech v různých vinutích.

Když je však tento motor připojen k jednofázovému obvodu, není pozorováno žádné otáčení rotoru. Nejjednodušší způsob připojení zahrnuje připojení třetího kontaktu pomocí kondenzátoru s fázovým posunem.

Při připojení k jednofázovému obvodu má motor stejnou rychlost otáčení jako při provozu z třífázové sítě. Výkonové ztráty jsou však vysoké a přímo závisí na kapacitě kondenzátoru, provozních podmínkách motoru a možnosti připojení.

Nejběžnějším typem obvodu při připojení elektromotoru je třífázový obvod, což je soubor elektrických obvodů s ekvivalentní frekvencí EMF, lišících se fázemi, ale vytvořených jedním zdrojem energie.

Navzdory skutečnosti, že mnoho motorů může pracovat z jednofázové sítě, ne každý může pracovat bez přerušení. Elektromotory navržené pro 380/220 voltů jsou v takové situaci považovány za vynikající možnost.