صفحه اصلی / اخبار / اخبار صنعت / راهنمای موتور القایی ولتاژ پایین: کلاس های راندمان، انتخاب و استفاده

راهنمای موتور القایی ولتاژ پایین: کلاس های راندمان، انتخاب و استفاده

یک موتور پمپ 15 کیلوواتی روی منبع تغذیه 400 ولت و 50 هرتز در هر شروع سرد، قطع کننده را خاموش می کند، حتی اگر رتبه پلاک نام با نقطه کار مطابقت داشته باشد. در بیشتر موارد موتور نه بزرگ است و نه کم اندازه: جریان راه اندازی، ولتاژ واقعی شینه و منحنی حفاظتی دیگر با یکدیگر همخوانی ندارند. جریان روتور قفل شده در یک ماشین استاندارد سه فاز معمولاً شش تا هشت برابر جریان نامی مطابق با داده‌های روتور قفل شده IEC 60034-12 اجرا می‌شود و این افزایش دو ثانیه‌ای تعیین می‌کند که آیا نصب کار می‌کند یا خیر.

پاسخ کوتاه پشت آن سناریو: یک موتور القایی ولتاژ پایین یک ماشین AC قفس سنجابی است که برای ولتاژهای خط تا 1000 ولت ساخته شده است و مناسب بودن آن بر اساس ولتاژ، فرکانس، گشتاور راه اندازی، کلاس بازده، محفظه و نصب تعیین می شود، نه تنها با کیلووات.

این راهنما شامل مواردی است که «ولتاژ پایین» واقعاً شامل می‌شود، چگونه کلاس‌های راندمان اینترنت اکسپلورر هزینه کل مالکیت را تغییر می‌دهند، روش‌های راه‌اندازی چگونه گشتاور را تغییر می‌دهند، این موتورها در کجا کار نمی‌کنند، و کدام چک‌ها به مشخصات خرید تعلق دارند.

آنچه "ولتاژ پایین" واقعاً پوشش می دهد

IEC 60038 باند ولتاژ پایین را تا 1000 ولت AC بین هادی ها قرار می دهد. رویه آمریکای شمالی خط را روی 600 ولت ترسیم می کند، به همین دلیل است که موتورهای قاب NEMA به عنوان ولتاژ پایین تا 575 ولت فهرست می شوند. همه چیز بالاتر از آن، مانند 3.3 کیلو ولت، 6 کیلو ولت یا 10 کیلو ولت، ولتاژ متوسط ​​است و با ساختار هزینه ای کاملاً متفاوت برای تابلو برق، کابل ها و پایانه ها ارائه می شود.

در عمل تقریباً هر موتور LV صنعتی یکی از تعداد انگشت شماری است: 380 ولت، 400 ولت یا 415 ولت در 50 هرتز، و 440 ولت، 460 ولت یا 480 ولت در 60 هرتز. IEC 60034-1 منطقه A را با ولتاژ ± 5% و فرکانس ± 2% تعریف می کند و منطقه B به ولتاژ ± 10% و فرکانس 3% / -5% گسترش می یابد. خارج از این باندها، موتور همچنان می چرخد، اما گشتاور، افزایش دما و راندمان دیگر با داده های کاتالوگ مطابقت ندارند.

ولتاژهای نامی موجود در سیستم های سه فاز ولتاژ پایین. پلاک موتور را با ولتاژ اندازه گیری شده در پایانه ها مطابقت دهید، نه با ولتاژ توزیع ساختمان.
ولتاژ اسمی فرکانس مناطق معمولی نکته کاربردی
230 V 50 هرتز اروپا، آسیا، آفریقا (تک فاز) موتورهای کوچک تا حدود 2-3 کیلو وات
380 V 50 هرتز چین، بخش هایی از آسیا توزیع میراث؛ موتورهای دارای ولتاژ 400 ولت معمولاً آن را تحمل می کنند
400 ولت 50 هرتز IEC اروپا، استرالیا، بیشتر آفریقا رتبه مرجع برای موتورهای ولتاژ پایین IEC
415 V 50 هرتز بریتانیا، هند، کشورهای خلیج فارس حدود 4% بالای 400 ولت، هنوز در داخل IEC Zone A
440 V 60 هرتز آمریکای لاتین، بخش هایی از آسیای جنوب شرقی اغلب به عنوان ولتاژ استفاده در سیستم های 480 ولت استفاده می شود
460 V 60 هرتز آمریکای شمالی (NEMA) ولتاژ استفاده استاندارد در توزیع 480 ولت
سیستم های تغذیه ولتاژ پایین رایج (ولتاژ خط اسمی)
230 ولت / 50 هرتز تک فاز 230
سه فاز 380 ولت / 50 هرتز 380
400 ولت / 50 هرتز سه فاز 400
415 ولت / 50 هرتز سه فاز 415
440 ولت / 60 هرتز سه فاز 440
460 ولت / 60 هرتز سه فاز 460
طول میله متناسب با ولتاژ اسمی در مقیاس 0-500 ولت است. مقادیر از سطوح توزیع ولتاژ پایین استاندارد IEC و NEMA پیروی می کنند.

دو اشتباه به طور مکرر در سمت خرید ظاهر می شود. اولین مورد سفارش یک موتور 380 ولت برای مکانی است که ولتاژ اندازه گیری شده آن نزدیک به 415 ولت است، که مدار مغناطیسی را به سمت اشباع سوق می دهد و جریان را افزایش می دهد. دومی موتور 60 هرتز را با فرکانس 50 هرتز راه اندازی می کند: سرعت سنکرون حدود 17 درصد کاهش می یابد، فن نصب شده روی شفت، هوای کمتری را حرکت می دهد، و خروجی شفت قابل استفاده معمولاً باید کاهش یابد، مگر اینکه درایو نسبت ولت بر هرتز ثابتی داشته باشد.

کلاس های بهره وری و هزینه چرخه زندگی

IEC 60034-30-1 کلاس های کارایی IE1 تا IE4 را برای موتورهای القایی تغذیه خطی تعریف می کند و کلاس روی پلاک بسیار بیشتر از قیمت خرید بر هزینه کل تأثیر می گذارد. در اتحادیه اروپا، مقررات 2019/1781 IE3 را به عنوان حداقل برای اکثر موتورهای سه فاز از 0.75 کیلووات تا 1000 کیلووات از جولای 2021 ملزم کرده است، و IE4 را به باند 75-200 کیلووات برای ماشین های 2، 4 و 6 قطبی افزایش داده است. چین، برزیل و استرالیا.

قدم از IE3 به IE4 یکنواخت نیست شکاف در حداقل راندمان در رتبه‌بندی‌های کوچک، اغلب دو تا سه درصد در حدود 1 کیلو وات، وسیع‌تر است، و در فریم‌های بزرگ تا زیر یک نقطه کاهش می‌یابد. این مهم است زیرا مقیاس صرفه جویی با ساعت کار و ضریب بار، نه با برچسب.

برای موتوری که به طور مداوم با ضریب بار بالا کار می کند، انرژی بر هزینه طول عمر غالب است. مدل‌های هزینه چرخه عمر مورد استفاده در برنامه‌های بین‌المللی راندمان موتور به طور مداوم قیمت خرید را در بخش کوچکی از کل قرار می‌دهند. قاعده عملی این است که بالاترین کلاسی را که وظیفه توجیه می کند مشخص کنید، سپس تأیید کنید که تجهیزات رانده واقعاً می توانند از راندمان اضافی استفاده کنند. پمپی که در 30 درصد از بهترین نقطه بازده خود کار می‌کند، انرژی بسیار بیشتری نسبت به ارتقاء کلاس IE می‌تواند بازیابی کند، هدر می‌دهد.

آنچه از نظر فیزیکی بین IE3 و IE4 تغییر می کند

  • مواد فعال تر: پشته استاتور طولانی تر و سطح مقطع هادی بزرگتر.
  • قفس‌های روتور با تلفات کمتر، غالباً به جای آلومینیوم، مس ریخته‌گری می‌شوند.
  • تحمل‌های سخت‌تر در شکاف هوا، سوراخ‌های لمینیت و تعادل روتور.
  • قیمت بالاتر، و برای برخی رتبه‌بندی‌ها زمان ارائه طولانی‌تر از معادل IE3.

گشتاور راه اندازی، گشتاور بار و روش راه اندازی

گشتاور، نه بازده، چیزی است که تاسیسات را خراب می کند. IEC 60034-12 طرح‌های قفس سنجابی را بر اساس ویژگی‌های روتور قفل شده گروه‌بندی می‌کند: طرح N برای کار شروع معمولی مانند پمپ‌ها و فن‌ها، و طرح H برای گشتاور روتور قفل شده بالاتر با جریان راه‌اندازی کم، مورد استفاده در نوار نقاله‌ها، سنگ شکن‌ها و بارهای با جابجایی مثبت. گشتاور راه‌اندازی بالا معمولاً با روتور میله‌ای عمیق یا روتور دو قفسی به دست می‌آید که لغزش بالاتر و راندمان بار کامل کمی کمتر را می‌پذیرد.

راه اندازی مستقیم بر روی خط ارزان ترین گزینه و بیشترین تقاضا برای عرضه است. راه‌اندازی ستاره مثلث جریان را تقریباً به یک سوم مقدار DOL کاهش می‌دهد، اما گشتاور راه‌اندازی موجود با همان ضریب به حدود یک سوم کاهش می‌یابد، دلیلی مکرر که موتور به جای شتاب دادن به نوار نقاله بارگذاری شده، زمزمه می‌کند. استارترهای نرم گشتاور کمی را با یک رمپ کنترل شده مبادله می کنند، در حالی که یک درایو فرکانس متغیر با کنترل ولتاژ و فرکانس با هم مشکل هجومی را برطرف می کند.

گشتاور ثابت یا گشتاور متغیر

فن ها و پمپ های گریز از مرکز از قوانین تمایل پیروی می کنند: گشتاور با مجذور سرعت افزایش می یابد، بنابراین حرکت روی این بارها باعث صرفه جویی سریع در انرژی می شود. نوار نقاله ها، اکسترودرها و پمپ های جابجایی مثبت نیاز به گشتاور تقریباً ثابت تا سرعت پایین دارند و به تهویه اجباری یا موتور دارای رتبه اینورتر نیاز دارند. یک موتور استاندارد TEFC که با فرکانس 10 هرتز روی یک درایو کار می کند، بیش از حد گرم می شود، زیرا فن نصب شده روی شفت آن دیگر هوای کافی را در سراسر قاب حرکت نمی دهد.

جایی که موتورهای ولتاژ پایین واقعاً خراب می شوند

آمار خرابی به‌جای سیم‌پیچ به بلبرینگ‌ها اشاره می‌کند. بررسی قابلیت اطمینان موتور IEEE و EPRI که به طور گسترده مورد استناد قرار گرفته است، تقریباً 41٪ از خرابی ها را به یاتاقان ها، حدود 37٪ به سیم پیچ های استاتور، نزدیک به 10٪ به روتورها و حدود 12٪ به هر چیز دیگری از جمله شفت، قاب و پایانه ها نسبت می دهد.

سهم خرابی موتورهای ولتاژ پایین بر اساس جزء
بلبرینگ 41%
سیم پیچ استاتور 37%
روتور 10%
شفت، قاب، پایانه ها 12%
بر اساس بررسی های قابل اعتماد موتور IEEE و EPRI که به طور گسترده مورد استناد قرار گرفته است. طول میله تا حداکثر 50٪ مقیاس بندی شده است.

این توزیع شیوه نگهداری را شکل می دهد. عمر یاتاقان از طریق ناهماهنگی، کشش بیش از حد تسمه، حجم نادرست گریس و جریان شفت در موتورهای تغذیه شده با درایو کاهش می یابد. خرابی سیم پیچ به دنبال ورود رطوبت، آلودگی، سن عایق و عدم تعادل ولتاژ است: NEMA MG-1 فاکتورهای کاهش دهنده را هنگامی که عدم تعادل از 1% فراتر رفت، فراهم می کند، زیرا حتی یک جزء کوچک توالی منفی باعث افزایش نامتناسب در گرمایش روتور می شود.

انتخاب محفظه و عایق ارزان ترین محافظ موجود است. IP55 انتخاب استاندارد برای ماشین های TEFC در کارخانه های گرد و غبار یا مرطوب است، IP65 مقاومت در برابر آب هدایت شده توسط شیلنگ را افزایش می دهد و IP23 باید در داخل خانه و در هوای تمیز باقی بماند. عایق بندی کلاس F با افزایش درجه حرارت کلاس B یک روش معمول است زیرا فضای حرارتی را برای محیط 40 درجه سانتیگراد و مکان هایی تا ارتفاع 1000 متری ایجاد می کند. خروجی بالاتر از آن مقادیر باید کاهش یابد.

داخل یک موتور القایی ولتاژ پایین

نمای منفجر شده زیر قطعاتی را نشان می دهد که قیمت و عمر مفید را تعیین می کنند: قاب با پره های خنک کننده، پشته لمینیت استاتور با سیم پیچ آن، قفس روتور، شفت، جعبه ترمینال، فن خنک کننده و روپوش، و پایه های نصب.

نمای ایزومتریک منفجر شده: قطعات اصلی یک موتور القایی ولتاژ پایین
جعبه ترمینال باله های خنک کننده روپوش فن شفت پایه های نصب استاتور و روتور
شماتیک، نه به مقیاس. موقعیت جعبه ترمینال، شکل روپوش و پایه های نصب بسته به اندازه قاب، رتبه بندی محفظه و ترتیب نصب متفاوت است.

مواد قاب به همان اندازه که یک تصمیم فنی است یک تصمیم تجاری است. چدن لرزش و محیط های تهاجمی را در کارخانه های شیمیایی کنترل می کند و در قاب های بزرگتر استاندارد است. آلومینیوم گرما را به خوبی می ریزد و وزن را کاهش می دهد، که برای پمپ ها و تجهیزات قابل حمل مهم است. قفس‌های روتور مسی بیشتر در رتبه‌بندی‌های IE4 و IE3 بزرگتر ظاهر می‌شوند، جایی که کاهش تلفات روتور هزینه اضافی را توجیه می‌کند.

چک لیست خریدار قبل از سفارش

بیشتر خطاهای مشخصات در اولین ساعت راه اندازی به جای سال اول ظاهر می شوند. اینها چک هایی است که از آنها جلوگیری می کند.

  1. ولتاژ و فرکانس پلاک نام بر اساس منبع اندازه گیری شده بررسی می شود، نه در برابر نقشه.
  2. کلاس کارایی و مقرراتی که در کشور محل نصب اعمال می شود.
  3. وظیفه و شرایط شروع: S1 پیوسته، S3 متناوب، یا شروع با اینرسی بالا.
  4. روتور قفل شده و گشتاور شکست در برابر منحنی سرعت گشتاور بار رانده شده رسم شده است.
  5. ترتیب نصب، پایه B3، فلنج B5 یا پایه و فلنج B35، به علاوه اندازه دقیق قاب.
  6. درجه بندی محفظه، کلاس عایق و دمای محیط، با درجه بندی بالای 40 درجه سانتیگراد یا 1000 متر.
  7. در صورت استفاده از درایو، وظیفه اینورتر به صورت کتبی تأیید شده است، از جمله محدوده سرعت مجاز.
  8. گواهینامه هایی مانند CE یا CCC که به جای ادعای کاتالوگ، توسط گزارش تست کارایی پشتیبانی می شود.
  9. قطر شفت، مدار کلید و فلنج، به علاوه جعبه ترمینال و موقعیت ورودی کابل.

دو ریسک خرید شایسته توجه خاص هستند. اولاً، یک موتور می تواند یک کلاس بازده روی کاغذ داشته باشد در حالی که درجه بندی دقیق ارائه شده هرگز آزمایش نشده است، بنابراین داده های آزمایشی را برای آن خروجی و تعداد قطب ها بخواهید. ثانیاً، ابعاد قاب و شفت بین سازندگان حتی در خروجی یکسان متفاوت است، بنابراین جایگزینی باید بر اساس ابعاد و همچنین بر اساس درجه بندی مشخص شود. صاف بودن شفت، تحمل کلید و فرسودگی فلنج از علل معمول موتوری هستند که جا می‌شوند اما می‌لرزند.

تولیدکنندگان با مهر زنی داخلی، سیم پیچی، ماشین کاری و تست نهایی مستقیماً این تلرانس ها را کنترل می کنند. ژجیانگ کوایو موتور، مستقر در تایژو، ژجیانگ، به مدت 34 سال موتورهای صنعتی کوچک و متوسط ​​ساخته است و خطوط YE3 (IE3) و YE4 (IE4) را در کنار ترمز الکترومغناطیسی ضد انفجار YBX3، ترمز الکترومغناطیسی YEJ2، اینورتر YVF2 و سری YD2 تولید می کند. موتورهای آن تحت استاندارد ISO 9001 تولید می شوند و دارای گواهینامه CCC و CE هستند و برای مشتریان در سراسر اروپا، آمریکا، آسیای جنوب شرقی و خاورمیانه ارسال می شوند.

سوالات متداول

Q1. موتور القایی ولتاژ پایین چیست؟

این یک موتور AC قفس سنجابی است که برای کار در ولتاژهای خطی تا 1000 ولت AC طراحی شده است که معمولاً یک دستگاه سه فاز در ولتاژ 380-480 ولت و 50 یا 60 هرتز است. یک میدان مغناطیسی دوار در استاتور باعث القای جریان در قفس روتور می شود که باعث تولید گشتاور شفت می شود.

Q2. تفاوت بین موتورهای IE3 و IE4 چیست؟

موتورهای IE4 تلفات کمتر و حداقل راندمان بالاتری نسبت به IE3 دارند، همانطور که در IEC 60034-30-1 تعریف شده است. شکاف بهره وری در رتبه بندی های خروجی کوچک بزرگترین است. IE4 هزینه بیشتری دارد و می‌تواند سنگین‌تر باشد، بنابراین در برنامه‌های طولانی‌مدت و با ضریب بار بالا سریع‌ترین بازپرداخت را دارد.

Q3. آیا یک موتور سه فاز 400 ولت می تواند با منبع تغذیه 415 ولت کار کند؟

بله، در محدوده. IEC 60034-1 Zone A ولتاژ ± 5% را می دهد که تقریباً 380-420 ولت را پوشش می دهد. در 415 ولت جریان معمولاً افزایش می یابد و موتور گرم تر می شود، بنابراین قبل از اینکه فرض کنید عملکرد بدون تغییر است، افزایش بار واقعی و دما را بررسی کنید.

Q4. آیا باید از راه اندازی مستقیم بر روی خط استفاده کنم یا از VFD؟

فقط زمانی از DOL استفاده کنید که منبع تغذیه بتواند شش تا هشت برابر جریان نامی جذب کند و بار به راحتی شتاب بگیرد. هنگامی که جریان راه اندازی باید محدود باشد، سرعت باید کنترل شود، یا بار یک فن یا پمپ است، یک درایو فرکانس متغیر را انتخاب کنید. برنامه های درایو به یک موتور دارای رتبه اینورتر نیاز دارند.

Q5. تفاوت موتورهای IP55 و IP65 چیست؟

IP55 در برابر گرد و غبار و جت های آب از هر جهت مقاومت می کند و امتیاز استاندارد برای موتورهای صنعتی TEFC است. IP65 محافظت در برابر آب هدایت شده توسط شیلنگ را اضافه می کند، که مناسب پردازش مواد غذایی، مناطق شستشو و تاسیسات بیرونی در معرض اسپری شدید است.

Q6. کدام موتور برای نوار نقاله یا سنگ شکن با گشتاور راه اندازی بالا مناسب است؟

به دنبال طرح قفس سنجابی با گشتاور بالا، IEC Design H یا معادل‌های NEMA Design C و D باشید که معمولاً با روتور میله‌ای عمیق یا دو قفس ساخته می‌شوند. گشتاور روتور قفل شده را در برابر منحنی بار بررسی کنید و اگر منبع جریان شروع را محدود کند، درایو با افزایش گشتاور را در نظر بگیرید.

خدمات سفارشی  خدمات سفارشی  خدمات سفارشی  خدمات سفارشی 
خدمات سفارشی  خدمات سفارشی  خدمات سفارشی  خدمات سفارشی