Motor¶
Samenvatting¶
De elektromotor is de krachtbron van vrijwel iedere industriële menginstallatie. De motor zet elektrische energie om in een draaiende beweging, waarmee via een tandwielkast (gearbox) en een as de impeller wordt aangedreven.
Bij Jongia worden voornamelijk driefasen asynchrone elektromotoren toegepast. Deze motoren staan bekend om hun betrouwbaarheid, lange levensduur en relatief eenvoudige constructie. Afhankelijk van de toepassing kan de motor direct op een vaste snelheid draaien of worden aangestuurd door een frequentieregelaar, waarmee het toerental traploos kan worden aangepast.
De keuze van de juiste motor is essentieel voor een goed functionerende menginstallatie. Niet alleen het vermogen, maar ook het toerental, het koppel, de omgeving en de energie-efficiëntie spelen een belangrijke rol.
Theorie¶
Wat is een elektromotor?¶
Een elektromotor zet elektrische energie om in mechanische energie.
Bij een menginstallatie betekent dit dat de motor een draaiende beweging levert waarmee uiteindelijk de impeller in de tank wordt aangedreven.
Een complete aandrijflijn bestaat meestal uit:
- elektromotor;
- koppeling;
- gearbox;
- mengas;
- impeller.
Samen zorgen deze onderdelen ervoor dat het product in beweging wordt gebracht.
Hoe werkt een elektromotor?¶
De meest gebruikte industriële motor is de driefasen asynchrone motor.
Wanneer de drie fasen van het elektriciteitsnet worden aangesloten, ontstaat in de stator een draaiend magnetisch veld.
Dit magnetische veld brengt de rotor in beweging.
Hierdoor begint de motoras te draaien.
De rotor draait altijd iets langzamer dan het magnetische veld. Dit verschil wordt slip genoemd en is een normaal verschijnsel bij asynchrone motoren.
Belangrijkste onderdelen¶
Een elektromotor bestaat onder andere uit:
- stator;
- rotor;
- motoras;
- lagers;
- lagerhuizen;
- ventilator;
- koelribben;
- aansluitkast.
Iedere component draagt bij aan een betrouwbare werking van de motor.
Vermogen¶
Het vermogen van een elektromotor wordt uitgedrukt in kilowatt (kW).
Een groter vermogen betekent dat de motor meer mechanische arbeid kan leveren.
Voor de keuze van het juiste motorvermogen wordt gekeken naar:
- viscositeit van het product;
- grootte van de impeller;
- toerental;
- tankafmetingen;
- bedrijfsduur.
Een te kleine motor kan overbelast raken.
Een veel te grote motor is duurder en werkt vaak minder efficiënt.
Toerental¶
Het toerental wordt uitgedrukt in omwentelingen per minuut (rpm).
Bij een netfrequentie van 50 Hz zijn de meest voorkomende toerentallen:
| Aantal polen | Toerental (ongeveer) |
|---|---|
| 2 | 3000 rpm |
| 4 | 1500 rpm |
| 6 | 1000 rpm |
| 8 | 750 rpm |
Het uiteindelijke toerental van de impeller wordt meestal verder verlaagd door een gearbox.
Koppel¶
Naast het vermogen is ook het koppel belangrijk.
Koppel is de draaiende kracht waarmee de motor de as aandrijft.
Het wordt uitgedrukt in Newtonmeter (Nm).
Een hoogviskeus product vraagt meestal meer koppel dan een dunne vloeistof.
Daarom zijn vermogen, toerental en koppel altijd met elkaar verbonden.
Energie-efficiëntie¶
Elektromotoren worden ingedeeld in efficiëntieklassen volgens de IEC-norm.
Veel voorkomende klassen zijn:
- IE2;
- IE3;
- IE4;
- IE5.
Hoe hoger de IE-klasse, hoe minder elektrische energie verloren gaat als warmte.
Hoewel een efficiëntere motor vaak duurder is in aanschaf, levert deze gedurende zijn levensduur meestal een aanzienlijke energiebesparing op.
Koeling¶
Tijdens bedrijf ontstaat warmte.
Vrijwel alle industriële motoren worden gekoeld.
Veel voorkomende koelmethode:
- IC411: een ventilator op de motoras blaast lucht langs koelribben op de motorbehuizing.
Bij zware toepassingen of bijzondere omgevingen kunnen andere koelsystemen worden toegepast.
Beschermingsklasse (IP)¶
Motoren worden geleverd met verschillende beschermingsgraden.
Bijvoorbeeld:
| IP-code | Bescherming |
|---|---|
| IP55 | Bescherming tegen stof en waterstralen |
| IP65 | Hoge stofdichtheid en bescherming tegen waterstralen |
| IP66 | Bescherming tegen krachtige waterstralen |
De juiste IP-klasse hangt af van de omgeving waarin de motor wordt gebruikt.
Explosieveiligheid (ATEX)¶
Wanneer menginstallaties worden gebruikt in omgevingen met explosiegevaar, moet de motor voldoen aan de ATEX-richtlijnen.
Denk bijvoorbeeld aan:
- oplosmiddelen;
- alcoholen;
- stofexplosiegevaar;
- chemische dampen.
ATEX-motoren zijn zo ontworpen dat zij geen ontstekingsbron vormen.
Frequentieregelaar¶
Veel Jongia-mixers worden aangestuurd met een frequentieregelaar.
Hiermee kan:
- het toerental worden aangepast;
- de motor zacht starten;
- de motor zacht stoppen;
- het energieverbruik worden geoptimaliseerd.
Dit maakt één menginstallatie geschikt voor meerdere producten en processen.
Praktijk bij Jongia¶
Binnen Jongia wordt voor iedere menginstallatie een geschikte elektromotor geselecteerd op basis van de proceseisen. Daarbij worden onder andere het gewenste toerental, het benodigde koppel, de viscositeit van het product en de bedrijfsomstandigheden meegenomen.
In veel gevallen wordt de motor gecombineerd met een gearbox en een frequentieregelaar. Hierdoor kan het toerental nauwkeurig worden afgestemd op het mengproces, terwijl de motor efficiënt blijft werken.
Bij installaties in de voedingsmiddelen-, farmaceutische en chemische industrie wordt daarnaast gekeken naar zaken als hygiëne, corrosiebestendigheid, reinigbaarheid en – indien nodig – explosieveiligheid volgens de ATEX-richtlijnen.
Tijdens onderhoud worden motoren gecontroleerd op:
- lagerslijtage;
- temperatuur;
- trillingen;
- isolatieweerstand;
- ventilatie;
- elektrische aansluitingen.
Preventief onderhoud voorkomt onverwachte stilstand en verlengt de levensduur van de aandrijving.
Veelgemaakte fouten¶
- Denken dat een grotere motor altijd beter is. Een te grote motor is duurder, zwaarder en werkt vaak minder efficiënt dan een correct gedimensioneerde motor.
- Vermogen en koppel door elkaar halen. Een hoog vermogen betekent niet automatisch dat een motor voldoende koppel levert voor een hoogviskeus product.
- De koeling blokkeren. Vervuilde koelribben of een afgedekte ventilator kunnen leiden tot oververhitting.
- Vergeten dat de motor onderdeel is van de complete aandrijflijn. Ook de gearbox, koppeling en impeller bepalen hoe de installatie presteert.
- Geen rekening houden met de omgeving. Factoren zoals vocht, stof, agressieve reinigingsmiddelen en explosiegevaar bepalen mede welke motor geschikt is voor een toepassing.