Selecteer de juiste elektromotor in 6 stappen

Waarvoor heb je de motor nodig? En in wat voor productieomgeving wordt de motor toegepast? Het antwoord op deze vragen geeft een eerste richting aan wat voor motor geschikt is voor de specifieke toepassing. Het benodigde vermogen, de snelheid en de plek waar de motor moet worden ingebouwd zijn andere bepalende factoren. Wat zijn de stappen die je moet volgen om de juiste kleine, standaard fase-3 motor voor jouw toepassing te selecteren?

Een eerste stap in het kiezen van de juiste motor is het bepalen van het koppel en toerental. Deze heb je nodig om het gewenste vermogen te berekenen. Binnen een toepassing heeft een motor namelijk een bepaald koppel en een bepaalde snelheid nodig om een draaimoment te veroorzaken. De vragen die je dus als eerste moet stellen: wat moet ik bewegen, hoe snel moet ik het bewegen en hoe zwaar is het? Om de functie van de motor nog verder te specificeren is het verder handig om te weten of de motor gewoon alleen maar iets moet laten draaien, voor een geregelde snelheid moet zorgen of iets moet positioneren. Hoe nauwkeuriger je de functie van een motor kan bepalen, des te beter wordt de keuze van het type motor. Sommige motoren zijn namelijk meer geschikt voor een bepaalde functie dan de andere.

Een volgende belangrijke stap in het selectieproces is het in kaart brengen van de productieomgeving waarin de motor moet opereren. Wordt de motor toegepast in een laboratoriumomgeving waarin niet veel gebeurt of draait de motor in een omgeving waar deze wordt blootgesteld aan één of meerdere productiefactoren? Het kiezen van de juiste motor is onder meer afhankelijk van:

• Temperatuur - Bij lage temperaturen heb je bijvoorbeeld specifieke lagers nodig of een verwarmingselement wanneer de motor stilstaat.
• Medium - Komt de motor in aanraking met water/vocht of andere vloeistoffen? Zo ja, zijn het vloeistoffen die de aandrijving kunnen beïnvloeden? In dat geval zal er een coating moeten worden aangebracht en de motor op een bepaalde manier afgedicht moeten worden. Dat heeft ook invloed op de keuze van het type motor.
• Voedselveiligheid - Sommige materialen waarvan de motor is gemaakt, zijn niet voedselveilig. Het is dan niet aan te raden deze motoren in de voedingsmiddelenindustrie te gebruiken, zeker niet wanneer de kans aanwezig is dat het materiaal van de motor in aanraking komt met het voedsel.
• Omgevingsfactoren - Is de productieomgeving wel geschikt voor een bepaalde motor? Borstelmotoren kunnen bijvoorbeeld slecht tegen een vervuilde omgeving of een omgeving met gassen die agressief zijn. Die borstels maken ook vonken, dus het mag niet toegepast worden in omgevingen met brandbare stoffen. Ook heb je te maken met EMC, elektromagnetische storingen en straling. Hier kan je dan beter een borstelloze motor kiezen.

Een volgende stap is het bepalen van de inbouwruimte voor de motor. In sommige productieomgevingen kan deze ruimte nogal eens beperkt zijn. Denk bijvoorbeeld aan AGV systemen (Automated Guided Vehicles). Die moeten allemaal pallets kunnen heffen, maar de ruimte eronder is zeer beperkt. Sommige motoren hebben uit principe een hogere vermogensdichtheid dan andere motoren. En het ene type motor is compacter en kan meer vermogen in dezelfde bouwvorm leveren dan een andere motor. Als de ruimte inderdaad een uitdaging is, kan je kijken of je losse onderdelen van een motor, zoals de rotor of stator los kan toepassen. Het voordeel van een elektromotor is dat deze verschillende bouwvormen heeft en dus op meerdere manieren gemonteerd kan worden:

• B3: Montage d.m.v. een voet - de motor staat plat op de grond, de as is horizontaal en wordt bevestigd aan de voet.
• B5: Montage d.m.v. een buitenflens met een diameter groter dan die van de behuizing van de motor. Motoren met een flens zitten bijvoorbeeld op een pomp en de as van de motor gaat dan rechtstreeks de pomp in.
• B14: Montage d.m.v. een binnenflens met een diameter kleiner dan die van de behuizing van de motor.
• B35: Montage d.m.v. voet + buitenflens (combinatie van B3 en B5)
• B34: Montage d.m.v. voet + binnenflens (combinatie van B3 en B14)

De bouwvorm (of montagewijze) wordt met een code van de Europese IEC34-7-standaard aangeduid. Deze norm bepaalt de afmetingen van een motor. Daaronder vallen de diameter van de as, de lengte van de as, de ashoogte en de afstand van de boringen. Dit is met name geldig voor de standaard inductiemotoren. Andere motoren volgen geen of een andere standaard (NEMA). Dus als je een standaard inductiemotor hebt die aan de IEC34-norm voldoet, dan kun je alle leveranciers van elektromotoren selecteren die deze IEC34-norm motoren kunnen leveren.

De frequentie van de beweging die de motor veroorzaakt bepaalt in grote mate de levensduur ervan. Gaat het om een toepassing dat 1 keer per dag heen en weer moet of is het iets wat 24/7 draait? Denk bijvoorbeeld aan borstelmotoren. Daar zitten borstels in om energie over te dragen, maar die slijten naarmate ze vaker worden gebruikt. Voor dingen die af en toe heen en weer moeten bewegen is het een prima oplossing, aangezien deze borstels 3.000 tot 5.000 uur meegaan. Het spreekt voor zich dat ze voor toepassingen die continu draaien minder geschikt zijn.

Een motor zorgt ervoor dat elektrische energie wordt omgezet in mechanische energie. Het rendement tussen de elektrische energie en de mechanische energie geeft de efficiëntie van een motor weer. Bijvoorbeeld automotoren hebben een heel slecht rendement. Daar moet je veel energie in stoppen om een bepaalde hoeveelheid mechanische energie te krijgen. De rendementsklassen variëren van IE1 tot en met IE4, waarbij het hoogste getal voor het meeste rendement staat.

Voor toepassingen waarin je een nieuwe motor gaat integreren, mag je motoren met rendementsklasse IE1 en IE2 niet meer gebruiken. En vanaf 2025 mag je alleen nog maar IE4-motoren aanschaffen. Deze motoren zijn duurder, maar de extra kosten verdien je in maximaal twee jaar weer terug en vanaf dat moment ga je kosten besparen. Bedrijven zien die investering vaak niet op korte termijn, maar ze komen meestal in actie als de huidige motor vervangen moet worden. En dan zien ze in dat ze er ook geld mee kunnen besparen op de lange termijn.

Stap 1 tot en met 5 gaat over de eigenschappen van de motor zelf. Maar hoe moet de motor aangestuurd gaan worden? Wat voor soort interface moet de motor hebben met jouw systeem? Heb je een systeem met een besturing en wil je het op basis van een output aan en uit kunnen zetten of wil je de mogelijkheid hebben om alle statussen te controleren, zodat je continu de prestaties van de motor kunt monitoren, dan zijn de mogelijkheden daarin vrij ruim. Er is genoeg keuze tussen verschillende fabrikanten, waarbij de één de optie om aan te haken bij een bestaand systeem niet heeft, maar de ander wel. Maatwerk speelt daarin een belangrijke rol.

In deze context speelt het voedingssysteem ook een belangrijke rol. Wat voor voedingssysteem heb ik? Kan de motor gewoon op het lichtnet (AC) worden aangesloten? Of is het een batterijgevoed systeem? Dit brengt verschillende eisen met zich mee die aan de motor gesteld worden. Een belangrijke trend is dat sturingen steeds meer in de motor geïntegreerd worden. Voordeel daarvan is dat het geheel op elkaar afgestemd en compact is. De gebruiker hoeft niet een aparte besturingskast met kabels aan te schaffen, wat de kans op storingen vermindert.

We hebben het tot nu toe vooral over de motor en aansturing gehad. Maar het stopt daar niet. De meeste motoren hebben een hoog toerental en een laag koppel. Voor de meeste systemen wil je het omgekeerde, een hoog koppel en een laag toerental. Net zoals op je fiets en auto zit daar een versnelling tussen en het is gebruikelijk dat deze bij de motor geleverd wordt. Hetzelfde geldt voor de tandwielvertraging. Daarin heb je ook weer dezelfde keuzes. Afhankelijk van de toepassing beoordeel je ook welke daar het meest geschikt voor is. Levensduur en geluid zijn daarin belangrijk. Je vergroot de scope door in het selectieproces ook de aandrijving mee te nemen, want je hebt er niets aan dat de motor jaren meegaat, maar de aandrijving er binnen een jaar mee ophoudt. Selectie is hierin zeker ook belangrijk, omdat de aandrijftechniek vaak zonder onderhoud geleverd wordt, dat moet gewoon een aantal jaren meegaan.

ERIKS werkt als vertegenwoordiger van een aantal grote fabrikanten van elektromotoren. Ons assortiment bestaat daarom uit motoren die voldoen aan de huidige standaarden en de kwaliteit hebben om binnen elke productieomgeving te worden toegepast. We maken berekeningen en zijn experts in het programmeren van aandrijfsystemen. Zodat we onze klanten optimaal adviseren in de keuze voor een motor die het beste aansluit op hun toepassing. Daarnaast maken we zelf complete geengineerde oplossingen en die produceren we ook. Door ons vroeg aan te haken in het selectie- of ontwerpproces, ontwikkelen we samen met jou oplossingen die leiden tot kostenbesparingen en een efficiëntere productie.

Wil je meer weten over hoe je de beste elektromotor voor jouw toepassing kiest en hoe ERIKS je daarbij kan ondersteunen? Neem contact op via mgd@eriks.be. We vertellen je er graag meer over!