Jak vybrat elektromotor pro průmyslové zařízení

Autor: Ing. Petr Kučava

Při návrhu automatizovaného zařízení se může stát, že motor vyhovuje požadovaným otáčkám, ale nedokáže spolehlivě zvládnout zatížení při rozběhu. Jindy je jeho výkon dostatečný, avšak konstrukce pohonu neodpovídá dostupnému prostoru nebo požadovanému způsobu řízení. Výběr elektromotoru proto nelze založit pouze na jednom údaji z technického listu. Důležité je posoudit celý pohon v kontextu konkrétní aplikace.

Správně zvolený motor musí odpovídat nejen požadovanému výkonu, ale také průběhu zatížení, mechanickému uspořádání a způsobu řízení zařízení. Sortiment elektrických motorů Bühler zahrnuje kartáčové DC motory, bezkartáčové EC motory, převodové motory i sestavy bMotion, takže při výběru lze vycházet z různých konstrukčních řešení.

Výkon není jediným kritériem

Jmenovitý výkon vyjadřuje, kolik mechanické energie může motor za stanovených podmínek dodávat za jednotku času. Pro praktický návrh je ale stejně důležitý točivý moment, otáčky a charakter zatížení. Pohon, který pracuje s proměnlivým odporem nebo se často rozbíhá, může mít jiné požadavky než zařízení s rovnoměrným provozem. Význam má také napájecí napětí a dostupný proud, protože tyto parametry musí odpovídat napájecí části zařízení.

Před výběrem motoru se vyplatí připravit zejména:

• Požadovaný točivý moment: jakou sílu musí pohon vyvinout při běžném provozu a rozběhu.
• Otáčky: jaká rychlost je potřebná na výstupní hřídeli.
• Napájení: jaké napětí a proud může zařízení motoru poskytnout.
• Provozní režim: zda motor pracuje nepřetržitě, přerušovaně nebo v častých cyklech.
• Montážní rozměry: jaký prostor je k dispozici a jak bude motor mechanicky připojen.

Kartáčový, nebo bezkartáčový motor?

Jedním z prvních rozhodnutí je volba principu motoru. Kartáčové DC motory Bühler využívají mechanickou komutaci prostřednictvím kartáčů, zatímco bezkartáčové EC motory potřebují elektronický kontrolér a komutaci zajišťují například Hallovy sondy. Rozdíl se promítá do konstrukce, způsobu řízení i požadavků na údržbu. Vhodnější varianta se odvíjí od charakteru aplikace a celkového návrhu zařízení.

• Kartáčové DC motory: jsou přímo napájené stejnosměrným proudem a mohou být vhodné pro jednodušší pohonné úlohy.
• Bezkartáčové EC motory: vyžadují odpovídající elektronické řízení a mohou být součástí přesněji řízených pohonů.
• Převodové motory: kombinují motor s převodovkou a umožňují přizpůsobit otáčky a točivý moment potřebám mechanismu.
• Sestavy bMotion: umožňují kombinovat motor s převodovkou, enkodérem nebo brzdou podle požadavků aplikace.

Volba mezi jednotlivými typy by měla vycházet z požadované funkce celého zařízení, nikoli pouze z ceny samotného motoru. Je také nutné ověřit, zda vybraný model vyžaduje samostatný kontrolér a zda bude možné jeho řízení začlenit do stávající elektroniky.

Kdy je potřeba převodovka nebo zpětná vazba

Motor nemusí být schopen přímo zajistit požadovanou rychlost a sílu na pracovním mechanismu. V takovém případě může být vhodné doplnit jej převodovkou. Planetové převodovky se používají v různých převodových poměrech, zatímco šnekové varianty se liší například materiálem převodů a charakterem použití. Při návrhu je nutné ověřit přenášený točivý moment, účinnost i prostorové uspořádání sestavy.

U zařízení, kde je důležité sledovat polohu nebo rychlost, může být přínosný také enkodér. Ten poskytuje řídicímu systému informace o otáčení hřídele, které lze využít při řízení pohybu. Brzda může být zase potřebná v aplikacích, kde je třeba po zastavení udržet mechanismus v požadované poloze. Převodovka, enkodér ani brzda nejsou univerzální doplňky pro každý motor; jejich použití musí odpovídat funkci a bezpečnostním požadavkům zařízení.

Co ověřit před objednáním

Před objednáním motoru je vhodné porovnat technické parametry s požadavky celé sestavy. Kromě výkonu, otáček a točivého momentu je důležité prověřit rozměry, typ hřídele, napájení, způsob řízení a dostupnost potřebného příslušenství. U převodových motorů je navíc třeba zkontrolovat převodový poměr a zatížení výstupu. Pokud se motor vybírá pro nové zařízení, vyplatí se připravit stručnou specifikaci jeho provozních podmínek ještě před porovnáváním konkrétních modelů.

Při výběru elektrických motorů Bühler může být užitečné využít technickou podporu dodavatele, zejména pokud aplikace vyžaduje kombinaci motoru, převodovky a řídicí elektroniky. Nejlepší volbou není automaticky motor s nejvyšším výkonem, ale takový pohon, jehož parametry odpovídají reálnému zatížení a konstrukci zařízení. Pečlivé ověření těchto požadavků snižuje riziko nevhodného výběru a následných úprav při integraci.