موتورهای کم تنش: محدوده ولتاژ، قوانین انتخاب و راندمان IE3/IE4

اگر روی پلاک موتور دارای ولتاژ 400 ولت، 415 ولت، 460 ولت یا 690 ولت باشد، موتوری با کشش کم است. نتیجه گیری ابتدا حاصل می شود: تقریباً برای هر درایو صنعتی زیر تقریباً 1 مگاوات، تنش کم انتخاب مناسبی است، زیرا کل زنجیره اطراف آن، از کنتاکتورها و کابل گرفته تا استارت های نرم و یاتاقان های یدکی، استاندارد، ارزان و در همه جا موجود است. قسمت دشوار باند ولتاژ نیست. این است که تعداد قطب، محفظه، عایق و کلاس کارایی را برای وظیفه واقعی درست می کند.

تنش پایین در عمل به چه معناست

کشش کم، که معمولاً به LT کوتاه می شود، نواری را که IEC 60038 آن را به عنوان ولتاژ پایین طبقه بندی می کند، توصیف می کند: حداکثر 1000 ولت AC بین فازها. بالاتر از آن، موتورها به ولتاژ متوسط ​​یا کشش بالا تبدیل می‌شوند و معماری الکتریکی به طور کامل تغییر می‌کند، با تابلوهای MV، پایانه‌های کابل MV و یک استارت یا درایو با ولتاژ 3.3 کیلو ولت، 6.6 کیلو ولت، 10 کیلو ولت یا 11 کیلو ولت. تنش کم در بریتانیا، هند، خاورمیانه و بیشتر آسیا اصطلاح روزمره است. ولتاژ پایین عبارتی معادل در اسناد IEC و آمریکای شمالی است.

تقریباً تمام موتورهای صنعتی با تنش کم، ماشین‌های سه فاز ناهمزمان (القایی) بین حدود 0.06 کیلو وات تا 1000 کیلووات هستند و 690 ولت به عنوان سقف عملی برای طراحی استاندارد می‌باشند. موتورهای تک فاز با کشش کم در ولتاژ 230 ولت وجود دارند، اما به ندرت بالاتر از 2.2 کیلو وات منطقی هستند زیرا جریان راه اندازی و اندازه قاب به سرعت رشد می کنند.

مزیت تجاری نوار تنش کم استانداردسازی است. کنتاکتورها، رله‌های اضافه بار، گلدسته‌های کابل، جعبه‌های ترمینال و یاتاقان‌ها مواردی هستند که زمان عرضه آن‌ها کوتاه است و موتور جایگزین اغلب می‌تواند ظرف چند روز به جای چند ماه تهیه شود.

چگونه یک موتور با کشش کم ساخته می شود

یک موتور استاندارد کشش پایین یک دستگاه کاملاً محصور با فن خنک کننده (TEFC) است. استاتور یک سیم پیچ سه فاز را در یک هسته فولادی چند لایه حمل می کند، روتور یک قفس سنجاب است، شفت در دو یاتاقان نورد کار می کند، و یک فن نصب شده روی شفت در زیر یک کاسه، هوا را در سراسر پره های قاب فشار می دهد. جعبه پایانه، پلاک نام، نقاط بالابر و پایه‌های نصب در یک قاب ریخته‌گری یا ماشینکاری می‌شوند، به همین دلیل است که موتور 4 قطبی یک تامین‌کننده معمولاً می‌تواند به ردپای تامین‌کننده دیگر بیفتد.

دو رتبه بندی پلاک در حین خرید شایسته توجه هستند. عایق کلاس F با افزایش دمای کلاس B، مشخصات صنعتی معمولی است: سیستم سیم پیچ تا 155 درجه سانتیگراد درجه بندی شده است، اما طراحی افزایش واقعی را در محدوده کلاس B در بار نامی نگه می دارد، که عمر عایق را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. IP55 محفظه معمولی، محافظت شده از گرد و غبار و مقاوم در برابر جت های آب از هر جهت است که مناسب اتاق های پمپ، کارگاه ها و نصب در فضای باز است.

سرعت، گشتاور و تعداد قطب

شمارش قطب سرعت را تعیین می کند و سرعت گشتاور را تعیین می کند. در منبع 50 هرتز سرعت های سنکرون 3000، 1500، 1000 و 750 دور در دقیقه برای قطب های 2، 4، 6 و 8 است و سرعت بار کامل به دلیل لغزش چند درصد کمتر است. این رابطه ساده است: گشتاور در نیوتن متر برابر است با 9550 ضرب در توان بر حسب کیلووات، تقسیم بر سرعت در دور در دقیقه. بنابراین یک موتور 4 قطبی 15 کیلوواتی حدود 99 نیوتن متر در بار کامل تولید می کند، در حالی که همان پیچ 15 کیلوواتی برای 8 قطب حدود 199 نیوتن متر تولید می کند.

تعداد قطب ها را از روی گشتاور و سرعت مورد نیاز ماشین رانده انتخاب کنید، نه از روی عادت. یک موتور 2 قطبی فشرده و ارزان است اما باند باریکی از گشتاور مفید را ارائه می دهد، در حالی که یک موتور 8 قطبی با درایو مستقیم گیربکس را به قیمت وزن و قیمت حذف می کند. برای پمپ عمومی، فن و وظیفه نوار نقاله، یک دستگاه IE3 4 قطبی مانند موتور 4 قطبی موتور القایی با راندمان بالا YE3/IE3 پیش فرض معقول است.

موتور القایی با راندمان بالا (4 قطبی) همه منظوره YE3/IE3 موتور القایی با راندمان بالا YE3/IE3 (4 قطبی) بخشی از سری YE3 (IE3) با راندمان بالا است، با سرعت سنکرون 1500 RPM و خروجی برق... مشاهده محصول →

کلاس های کارایی و هزینه دویدن

IEC 60034-30-1 کلاس های کارایی بین المللی IE1 تا IE4 را تعریف می کند. در اتحادیه اروپا، مقررات 2019/1781 IE3 را به عنوان حداقل برای اکثر موتورهای سه فاز از 0.75 کیلووات تا 1000 کیلووات از ژوئیه 2021، با IE4 برای رتبه بندی های خاص از جولای 2023 مورد نیاز است، و قوانین حداقل بازده قابل مقایسه در بسیاری از بازارهای دیگر اعمال می شود. به عنوان یک معیار، یک موتور IE3 تقریباً 20٪ تلفات کمتری نسبت به یک دستگاه IE2 با همان خروجی دارد.

قیمت خرید تعیین کننده هزینه نیست. مطالعات چرخه عمر که توسط آژانس‌های انرژی ذکر شده است، معمولاً نشان می‌دهد که الکتریسیته بیش از 90 درصد از هزینه کل موتور را در طول 10 تا 15 سال کار مداوم تشکیل می‌دهد، در حالی که خود موتور تنها کسری کوچک است. به همین دلیل است که یک IE4 Premium در عرض چند ماه با یک پمپ 24 ساعته بازپرداخت می کند و ممکن است سالها در موتوری که چند صد ساعت در سال کار می کند، طول بکشد. در جایی که کار مداوم است و بار تقریباً کامل می‌شود، یک دستگاه IE4 مانند موتور القایی 4 قطبی صرفه‌جویی انرژی عمومی YE4/IE4 انتخاب ارزان‌تری در طول عمر مفید آن است.

موتور القایی کم مصرف همه منظوره YE4/IE4 (4 قطبی) اگر مدل 2 قطبی برای سرعت ساخته شده است، موتور القایی صرفه جویی انرژی عمومی 4 قطبی YE4/IE4 برای سازگاری ساخته شده است. با سرعت سنکرون 1500 R ... مشاهده محصول →

شرایط سایت که انتخاب را تغییر می دهد

چهار شرایط سایت به طور منظم یک پروژه را از پیش فرض کاتالوگ دور می کند:

• دمای محیط بالای 40 درجه سانتی گراد یا ارتفاع بالای 1000 متر. درجه بندی استاندارد 40 درجه سانتیگراد و 1000 متر را فرض می کند و خروجی باید بالاتر از این مقادیر کاهش یابد.
• عملکرد با سرعت متغیر منبع تغذیه اینورتر تلفات هارمونیک، افزایش سریع ولتاژ در پایانه ها و در فریم های بزرگتر، ولتاژ شفت را اضافه می کند.
• مناطق خورنده، مرطوب یا شسته شده، جایی که IP55 فقط خط پایه است و حفاظت بالاتر به علاوه یک سیستم رنگ مناسب مورد نیاز است.
• شروع و توقف مکرر، که نیاز به درجه کاری بالاتر و اغلب یک ترمز الکترومغناطیسی برای نگه داشتن یا قرار دادن دارد.

در جایی که کنترل سرعت بخشی از فرآیند است، یک ماشین دارای رتبه VFD مانند موتور 4 قطبی با فرکانس متغیر همه منظوره YVF2 از آسیب های خنک کننده و عایق موتور استاندارد در تامین اینورتر جلوگیری می کند. وظایفی مانند سرویس پمپ و تهویه مطبوع ساعت‌های طولانی کار را با گشتاور راه‌اندازی متوسط ترکیب کنید، دقیقاً جایی که کلاس راندمان بیشترین تأثیر را بر هزینه عملیاتی دارد.

موتور فرکانس متغیر همه منظوره YVF2 (4 قطبی) موتور فرکانس متغیر همه منظوره YVF2 (4 قطبی) تنظیم سرعت نرم و تطبیق پذیری قوی را ارائه می دهد که برای طیف گسترده ای از صنایع همه منظوره مناسب است. مشاهده محصول →

جایی که موتورهای با تنش پایین واقعاً از کار می افتند

از آنجایی که موتورهای کشش کم بسیار مورد استفاده قرار می گیرند، الگوی خرابی آنها به خوبی مستند شده است. مطالعات قابلیت اطمینان موتور منتشر شده توسط IEEE و EPRI به طور مداوم توزیع یکسانی را در موتورهای القایی سه فاز نشان می‌دهد: یاتاقان‌ها بیشترین سهم خرابی‌ها را به خود اختصاص می‌دهند و به دنبال آن عایق سیم‌پیچ استاتور، با مشکلات روتور و شفت بسیار عقب‌تر است.

برای برنامه ریزی تعمیر و نگهداری، این به معنای تراز، کشش تسمه، فواصل روانکاری و کیفیت بلبرینگ بیش از هر ارتقای الکتریکی است. عملکرد اینورتر می تواند آسیب یاتاقان را از طریق جریان شفت تسریع کند، به همین دلیل است که موتورهای بزرگتر اینورتر اغلب با یاتاقان های عایق یا حلقه ارت شافت مشخص می شوند.

وقتی تنش پایین دیگر جواب درستی نیست

تنش کم در سه موقعیت اقتصادی نیست: توان بیش از 1 مگاوات، کابل به اندازه ای طولانی کار می کند که افت ولتاژ و اندازه هادی غیر عملی می شود، و تاسیساتی که سطح اتصال کوتاه در شینه ولتاژ پایین باعث گران شدن تابلو برق می شود. یک موتور 500 کیلوواتی روی منبع 400 ولت تقریباً 870 آمپر می کشد که در حال حاضر نیاز به چندین کابل موازی و یک قطع کننده بسیار بزرگ دارد. در 6.6 کیلوولت همان موتور حدود 53 A می کشد. تقاطع بین کشش کم و ولتاژ متوسط ​​معمولاً بین 500 کیلو وات تا 1500 کیلو وات قرار می گیرد و با افزایش فاصله بین استارت و موتور افزایش می یابد.

چک لیست مشخصات قبل از سفارش

یک چک لیست کوتاه از اکثر خطاهای سفارش جلوگیری می کند:

1. منبع تغذیه: ولتاژ، فرکانس، تعداد فازها و اینکه آیا موتور روی VFD کار می کند یا خیر.
2. نقطه وظیفه: گشتاور و سرعت مورد نیاز، شمارش قطب و روش راه اندازی.
3. کلاس کارایی مورد نیاز بازار مقصد، به علاوه هر گونه گواهینامه مانند CE، CCC یا ISO 9001.
4. محفظه و عایق: رتبه IP، کلاس عایق و افزایش دما.
5. محیط: دمای محیط، ارتفاع، رطوبت، جو خورنده یا انفجاری.
6. مکانیکی: ترتیب نصب (B3، B5 یا B35)، ابعاد شفت، جهت چرخش و موقعیت جعبه ترمینال.
7. تجاری: در دسترس بودن قطعات یدکی، زمان تحویل و اینکه آیا می توان گزارش های تست را ارائه کرد.

سوالات متداول در مورد موتورهای کم تنش

دریافت مشخصات درست در اولین بار

موتورهای کشش کم، نیروی کار کارخانه‌های صنعتی هستند و بیشتر خطاهای مشخصات ناشی از این است که آنها را به‌عنوان کالایی که تنها با کیلووات سفارش داده می‌شوند، تلقی می‌شوند. ولتاژ، تعداد قطب ها، کلاس بازده و محفظه هر یک تأثیر قابل اندازه گیری بر هزینه انرژی و زمان توقف دارند. اگر برای تطبیق موتور با یک وظیفه خاص به کمک نیاز دارید، جزئیات بار، داده های عرضه و محیط را ارسال کنید و قاب، کلاس کارایی و گزینه‌ها را می‌توان قبل از اینکه به یک سفارش متعهد شوید تأیید کرد.