Faktory pro spouštění nízkonapěťového nebo středněnapěťového elektromotoru
Nízkonapěťové motory jsou často preferovanou volbou kvůli obeznámenosti s produkty a dostupnými službami, stejně jako obvykle nižší ceně jednotlivých komponent. S rostoucím výkonem v koňských silách (hp) však může být přechod na motor se středním napětím výhodný. Nízkonapěťové motory obvykle dosahují výkonu až 1 000 hp, zatímco motory středního napětí mohou pokrýt výkon 250 hp a vyšší.
Kromě toho ve speciálních aplikacích pohonu s proměnnou frekvencí (VFD) mohou nízkonapěťové motory dosáhnout výkonu až 5 000 hp nebo i více. Toto vysoké hodnocení je přednostně nad limitem nízkého napětí 600 voltů National Electrical Manufacturers Association (NEMA), ale stále pod limitem nízkého napětí 1 000 voltů Mezinárodní elektrotechnické komise (IEC).
Vědět, kdy vybrat správný motor pro aplikaci, může uživatelům ušetřit čas, prostor a peníze. Zde jsou některé oblasti, které je třeba vzít v úvahu při výběru mezi nízkonapěťovými a středněnapěťovými elektromotory.
Kabeláž
U nízkonapěťových motorů se s rostoucím rozsahem hp zvětšuje velikost kabeláže, aby zvládla nárůst ampérů. Vzhledem k tomu, že vodiče jsou měděnou součástí, může toto zvýšení průřezu drátu zvýšit náklady, zejména u delších kabelů vedených přes velké zařízení nebo na velkou vzdálenost ke vzdálené čerpací stanici. Toto zvětšení průměru také zvětšuje poloměry zatáček, což zvyšuje obtížnost vytváření spojení ve svorkovnicích. To může být časově náročné a představovat další riziko pro personál údržby během počátečního nastavení motoru.
Nižší proud u vysokonapěťových motorů umožňuje použití menších kabelů (svodů) i při vyšším výkonu. Použití vedení s menším rozchodem snižuje náklady na stopu u těchto dálkových připojení ke vzdáleným čerpacím stanicím. Během připojování motoru se také snáze pracuje s kabely malého průřezu a připojují se ve svorkovnici motoru. To může zkrátit čas personálu údržby při vytváření připojení a snížit riziko poškození kabelů.
Cena mědi jako komodity a rozdíl v tloušťce vodičů dimenzovaných pro nízkonapěťové stroje oproti středněnapěťovým strojům mohou být tak velké, že to může být primární určující faktor v tom, jaká napěťová služba je specifikována. Vyšší náklady na zařízení středního napětí lze snadno kompenzovat v aplikacích s dlouhými kabely z rozvodu.
Velikost
Když se bere v úvahu prostor, měla by být přezkoumána více než velikost motoru jako volba mezi nízkonapěťovým nebo středněnapěťovým motorem, který má dopad na komponenty v celém systému.
Nízkonapěťové pohony jsou menší než středněnapěťové pohony, pokud při výběru motoru hrají roli aplikace s proměnnými otáčkami. Nad 1 000 hp se však tento poměr začíná obracet a velikost disku může být srovnatelná nebo dokonce menší. Díky nižším ampérům umožňují vysokonapěťové motory také použití menších spínacích zařízení na napájecí straně, napájecího transformátoru a ovládacích prvků.
Vinutí
Aby se zabránilo zkratům a zachovala se dlouhá životnost vinutí středního napětí, jsou běžně vyráběna pomocí systému tvarově vinuté izolace. Izolační systém je utěsněn pomocí vakuově tlakově impregnovaného (VPI) systému, který vyplňuje dutiny ve spirálách a chrání je před kontaminací. Cívky jsou uspořádány vně jádra statoru, aby byla zajištěna ideální rozteč závitů, což umožňuje proudění vzduchu kolem cívek pro zlepšení přenosu tepla. Je to proces pracnější, ale dobře se hodí pro náročné napěťové impulsy středonapěťového systému. Navíc díky menším vodičům použitým ve vinutích existuje možnost mít více závitů, takže existuje větší flexibilita v elektrickém návrhu, což umožňuje dosáhnout specifických výkonnostních charakteristik.
U vinutí nízkonapěťových motorů s vodiči o větším průměru existuje více omezení elektrického návrhu, ale menší potřeba přesně uspořádaných cívek, které jsou potřebné k tomu, aby vydržely střední napětí. Z tohoto důvodu mohou nízkonapěťové stroje používat cenově výhodnější náhodné nebo kašovité vinutí s důkladným ponořením a vypálením v laku, které je často spojeno s vakuovou impregnací vinutí, aby se zajistilo, že izolační materiál vyplní všechny dutiny. . Výsledkem je nízkonapěťový izolační systém, který je schopen překročit průmyslové standardy pro dlouhou životnost a zároveň dosáhnout výkonnostních charakteristik nezbytných pro širokou škálu aplikací.
Jako na všechny dobré otázky, ani na to, zda zvolit nízkonapěťový nebo vysokonapěťový motor pro čerpadlový systém, není jednoduchá odpověď. Je třeba zvážit několik faktorů, včetně specifik místa a instalace, které ovlivní, jaká napěťová služba je pro daný projekt nejlepší. Při výběru motoru pro aplikaci by vyhodnocení těchto tří faktorů mělo poskytnout nejlepší všestranný motor pro dané zařízení.
Wayne Paschall je specialistou na produktový trh společnosti ABB Inc. v divizi velkých strojů a generátorů. Pro více informací navštivte abb.com.
podle Wayne Paschall
ABB
www.pumpsandsystems.com