Bahay / Balita / Balita sa Industriya / Gabay sa Motor na Induction ng Mababang Voltage: Mga Klase sa Kahusayan, Pagpili at Paggamit

Gabay sa Motor na Induction ng Mababang Voltage: Mga Klase sa Kahusayan, Pagpili at Paggamit

Ang isang 15 kW pump mosar sa isang 400 V, 50 Hz na supply ay nagtutulak sa breaker sa bawat malamig na pagsisimula, kahit na ang rating ng nameplate ay tumutugma sa duty point. Sa karamihan ng mga kaso ang motor ay hindi masyadong malaki o maliit: ang panimulang kasalukuyang, ang aktwal na boltahe ng busbar at ang curve ng proteksyon ay hindi na sumasang-ayon sa isa't isa. Ang naka-lock na rotor na kasalukuyang sa isang karaniwang three-phase na makina ay karaniwang tumatakbo ng anim hanggang walong beses na na-rate ang kasalukuyang, ayon sa IEC 60034-12 na naka-lock na rotor data, at ang dalawang-segundong surge ay nagpapasya kung gumagana ang pag-install.

Ang maikling sagot sa likod ng sitwasyong iyon: ang isang mababang boltahe na induction motor ay isang squirrel-cage AC machine na binuo para sa mga boltahe ng linya hanggang sa 1,000 V, at ang pagiging angkop nito ay napagpasyahan sa pamamagitan ng boltahe, dalas, panimulang torque, klase ng kahusayan, enclosure at mounting, hindi sa pamamagitan ng kilowatts lamang.

Sinasaklaw ng gabay na ito kung ano ang aktwal na kasama ng "mababang boltahe", kung paano binabago ng mga klase sa kahusayan ng IE ang kabuuang halaga ng pagmamay-ari, kung paano inililipat ng mga paraan ng pagsisimula ang torque, kung saan nabigo ang mga motor na ito sa serbisyo, at kung aling mga tseke ang nabibilang sa isang detalye ng pagbili.

Ang Talagang Sinasaklaw ng "Mababang Boltahe."

Inilalagay ng IEC 60038 ang low voltage band sa hanggang 1,000 V AC sa pagitan ng mga conductor. Ang pagsasanay sa North American ay gumuhit ng linya sa 600 V, kaya naman ang NEMA frame motors ay nakatala bilang mababang boltahe hanggang sa 575 V. Lahat ng nasa itaas nito, tulad ng 3.3 kV, 6 kV o 10 kV, ay katamtamang boltahe at may ganap na naiibang istraktura ng gastos para sa switchgear, mga cable at mga pagwawakas.

Sa pagsasagawa, halos lahat ng pang-industriya na LV motor ay isa sa ilang mga rating: 380 V, 400 V o 415 V sa 50 Hz, at 440 V, 460 V o 480 V sa 60 Hz. Tinutukoy ng IEC 60034-1 ang Zone A sa ±5% boltahe at ±2% dalas, na ang Zone B ay umaabot sa ±10% boltahe at 3% / −5% dalas. Sa labas ng mga banda na iyon ay umiikot pa rin ang motor, ngunit ang torque, pagtaas ng temperatura at kahusayan ay hindi na tumutugma sa data ng catalog.

Mga nominal na boltahe na matatagpuan sa tatlong-phase na mababang boltahe na sistema. Itugma ang nameplate ng motor sa boltahe na sinusukat sa mga terminal, hindi sa boltahe ng pamamahagi ng gusali.
Nominal na boltahe Dalas Mga tipikal na rehiyon Praktikal na tala
230 V 50 Hz Europe, Asia, Africa (single-phase) Mga maliliit na motor hanggang sa humigit-kumulang 2-3 kW
380 V 50 Hz Tsina, bahagi ng Asya Pamamahagi ng legacy; Ang 400 V rated na motor ay kadalasang pinahihintulutan ito
400 V 50 Hz IEC Europe, Australia, karamihan sa Africa Ang reference rating para sa IEC low voltage motors
415 V 50 Hz United Kingdom, India, mga estado ng Gulpo Mga 4% above 400 V, nasa loob pa rin ng IEC Zone A
440 V 60 Hz Latin America, mga bahagi ng Southeast Asia Kadalasang ginagamit bilang boltahe ng paggamit sa 480 V system
460 V 60 Hz North America (NEMA) Karaniwang boltahe ng paggamit sa 480 V distribution
Mga karaniwang sistema ng supply ng mababang boltahe (nominal na boltahe ng linya)
230 V / 50 Hz single-phase 230
380 V / 50 Hz tatlong yugto 380
400 V / 50 Hz tatlong yugto 400
415 V / 50 Hz tatlong yugto 415
440 V / 60 Hz tatlong yugto 440
460 V / 60 Hz tatlong yugto 460
Ang haba ng bar ay proporsyonal sa nominal na boltahe sa isang 0-500 V na sukat. Ang mga halaga ay sumusunod sa karaniwang antas ng pamamahagi ng mababang boltahe ng IEC at NEMA.

Dalawang pagkakamali ang lalabas nang paulit-ulit sa panig ng pagbili. Ang una ay ang pag-order ng 380 V motor para sa isang site na ang sinusukat na boltahe ay malapit sa 415 V, na nagtutulak sa magnetic circuit patungo sa saturation at nagpapataas ng kasalukuyang. Ang pangalawa ay nagpapatakbo ng 60 Hz motor sa 50 Hz: ang kasabay na bilis ay bumaba ng humigit-kumulang 17%, ang shaft-mounted fan ay gumagalaw ng mas kaunting hangin, at ang magagamit na shaft output ay karaniwang kailangang ma-derate maliban kung ang isang drive ay mayroong pare-parehong volts-per-hertz ratio.

Mga Efficiency Class at Life-Cycle Cost

Tinutukoy ng IEC 60034-30-1 ang mga klase ng kahusayan ng IE1 hanggang IE4 para sa mga line-fed induction motor, at ang klase sa nameplate ay nakakaapekto sa kabuuang gastos nang higit pa kaysa sa presyo ng pagbili. Sa European Union, ang Regulasyon 2019/1781 ay nangangailangan ng IE3 bilang minimum para sa karamihan ng mga three-phase na motor mula 0.75 kW hanggang 1,000 kW mula noong Hulyo 2021, at pinalawig ang IE4 sa 75-200 kW band para sa 2, 4 at 6 na poste na mga makina mula Hulyo 2023. Ilapat ang mga patakaran ng Comparable sa China, Canada, at Canada mula Hulyo 2023. Australia.

Ang hakbang mula sa IE3 to IE4 ay hindi uniporme. Ang agwat sa pinakamababang kahusayan ay pinakamalawak sa maliliit na rating, kadalasang dalawa hanggang tatlong porsyentong puntos sa paligid ng 1 kW, at lumiliit nang mas mababa sa isang punto sa malalaking frame. Mahalaga iyon dahil ang pag-save ng mga timbangan sa oras ng pagtakbo at load factor, hindi sa label.

Para sa isang motor na patuloy na tumatakbo sa mataas na load factor, ang enerhiya ay nangingibabaw sa panghabambuhay na gastos; ang mga modelo ng gastos sa siklo ng buhay na ginagamit sa mga internasyonal na programa sa kahusayan ng motor ay patuloy na naglalagay ng presyo ng pagbili sa maliit na bahagi ng kabuuan. Ang praktikal na tuntunin ay tukuyin ang pinakamataas na klase na binibigyang-katwiran ng tungkulin, pagkatapos ay kumpirmahin na ang hinimok na kagamitan ay maaaring aktwal na gumamit ng labis na kahusayan. Ang isang pump na tumatakbo sa 30% ng pinakamahusay na kahusayan nito ay nag-aaksaya ng mas maraming enerhiya kaysa sa anumang pag-upgrade ng klase ng IE na maaaring mabawi.

Ano ang pisikal na nagbabago sa pagitan ng IE3 at IE4

  • Mas aktibong materyal: mas mahabang stator stack at mas malaking conductor cross-section.
  • Lower-loss rotor cages, madalas na die-cast na tanso kaysa aluminyo.
  • Mas mahigpit na pagpapahintulot sa air gap, lamination burr at rotor balance.
  • Mas mataas na presyo, at para sa ilang mga rating mas matagal na lead time kaysa sa katumbas ng IE3.

Starting Torque, Load Torque at Starting Method

Torque, hindi ang kahusayan, ang nakakasira sa mga pag-install. IEC 60034-12 pinapangkat ang mga disenyo ng squirrel-cage ayon sa mga katangian ng naka-lock na rotor: Disenyo N para sa normal na panimulang tungkulin tulad ng mga pump at fan, at Disenyo H para sa mas mataas na locked-rotor torque na may mababang starting current, na ginagamit sa mga conveyor, crusher at positive-displacement load. Ang mataas na panimulang torque ay karaniwang nakukuha gamit ang deep-bar o double-cage rotor, na tumatanggap ng mas mataas na slip at bahagyang mas mababang full-load na kahusayan.

Ang direktang on-line na pagsisimula ay ang pinakamurang opsyon at ang pinaka-hinihingi sa supply. Binabawasan ng pagsisimula ng Star-delta ang kasalukuyang sa humigit-kumulang isang-katlo ng halaga ng DOL, ngunit ang magagamit na panimulang torque ay bumababa sa parehong salik sa humigit-kumulang isang-katlo, isang madalas na dahilan ng pag-hum ng isang motor sa halip na pabilisin ang isang naka-load na conveyor. Ang mga soft starter ay nakikipagpalitan ng kaunting torque para sa isang kinokontrol na ramp, habang ang isang variable frequency drive ay nag-aalis ng problema sa inrush sa pamamagitan ng pagkontrol sa boltahe at frequency nang magkasama.

Constant torque o variable torque

Ang mga fan at centrifugal pump ay sumusunod sa mga batas ng affinity: tumataas ang torque sa parisukat na bilis, kaya ang pagmamaneho sa mga load na ito ay mabilis na nakakatipid ng enerhiya. Ang mga conveyor, extruder at positive-displacement pump ay humihiling ng halos pare-parehong torque pababa sa mababang bilis at nangangailangan ng sapilitang bentilasyon o isang inverter-rated na motor. Ang isang karaniwang TEFC na motor na tumatakbo sa 10 Hz sa isang drive ay mag-overheat, dahil ang shaft-mounted fan nito ay hindi na gumagalaw ng sapat na hangin sa buong frame.

Kung Saan Talagang Nabigo ang Low Voltage Motors

Ang mga istatistika ng pagkabigo ay patuloy na tumuturo sa mga bearings kaysa sa paikot-ikot. Ang isang malawakang binanggit na IEEE at EPRI motor reliability survey ay nag-attribute ng humigit-kumulang 41% ng mga pagkabigo sa mga bearings, mga 37% sa stator windings, malapit sa 10% sa mga rotor at humigit-kumulang 12% sa lahat ng iba pa, kabilang ang shaft, frame at mga terminal.

Bahagi ng mababang boltahe na pagkabigo ng motor ayon sa bahagi
Bearings 41%
Paikot-ikot na stator 37%
rotor 10%
baras, frame, mga terminal 12%
Batay sa malawak na binanggit na IEEE at EPRI motor reliability survey. Ang haba ng bar ay pinaliit sa isang maximum na 50%.

Binubuo ng pamamahagi na iyon ang kasanayan sa pagpapanatili. Umiikli ang buhay ng bearing sa pamamagitan ng misalignment, sobrang pag-igting ng sinturon, hindi tamang dami ng grasa at mga alon ng baras sa mga motor na pinapakain ng drive. Ang mga winding failure ay kasunod ng moisture ingress, kontaminasyon, edad ng pagkakabukod at kawalan ng balanse ng boltahe: Ang NEMA MG-1 ay nagbibigay ng mga derating na salik kapag ang kawalan ng balanse ay lumampas sa 1%, dahil kahit isang maliit na negatibong-sequence na bahagi ay gumagawa ng hindi katimbang na pagtaas sa rotor heating.

Ang mga pagpipilian sa enclosure at pagkakabukod ay ang pinakamurang proteksyon na magagamit. Ang IP55 ay ang karaniwang pagpipilian para sa mga TEFC machine sa maalikabok o mamasa-masa na mga halaman, ang IP65 ay nagdaragdag ng resistensya sa tubig na nakadirekta sa hose, at ang IP23 ay dapat manatili sa loob ng malinis na hangin. Ang pagkakabukod ng Class F na may pagtaas ng temperatura ng Class B ay karaniwang ginagawa dahil nag-iiwan ito ng thermal headroom para sa 40 °C na kapaligiran at mga site na hanggang 1,000 m altitude; sa itaas ng mga halagang iyon ang output ay dapat na derated.

Sa loob ng Low Voltage Induction Motor

Ang sumabog na view sa ibaba ay nagpapakita ng mga bahagi na tumutukoy sa presyo at buhay ng serbisyo: ang frame na may mga cooling fins, ang stator lamination stack kasama ang winding nito, ang rotor cage, ang shaft, ang terminal box, ang cooling fan at cowl, at ang mounting feet.

Sumabog na isometric view: pangunahing bahagi ng isang mababang boltahe na induction motor
Kahon ng terminal Mga palikpik na nagpapalamig Fan cowl Shaft Pag-mount ng mga paa Stator at rotor
Schematic, hindi sa sukat. Ang posisyon ng terminal box, hugis ng cowl at mounting feet ay nag-iiba sa laki ng frame, enclosure rating at mounting arrangement.

Ang materyal ng frame ay isang komersyal na desisyon gaya ng teknikal. Pinangangasiwaan ng cast iron ang vibration at agresibong kapaligiran sa mga kemikal na halaman at ito ay pamantayan sa mas malalaking frame; ang aluminyo ay naglalabas ng init at nakakabawas ng timbang, na mahalaga para sa mga bomba at portable na kagamitan. Ang mga copper rotor cage ay kadalasang lumilitaw sa IE4 at mas malalaking rating ng IE3, kung saan ang pagbawas sa pagkawala ng rotor ay nagbibigay-katwiran sa dagdag na gastos.

Checklist ng Isang Mamimili Bago ang Order

Karamihan sa mga error sa pagtutukoy ay lumalabas sa unang oras ng pagkomisyon sa halip na sa unang taon. Ito ang mga tseke na pumipigil sa kanila.

  1. Ang boltahe at dalas ng nameplate ay sinuri laban sa sinusukat na supply, hindi laban sa pagguhit.
  2. Efficiency class at ang regulasyong nalalapat sa bansang pinag-install.
  3. Mga kundisyon ng tungkulin at pagsisimula: S1 tuloy-tuloy, S3 pasulput-sulpot, o isang high-inertia na pagsisimula.
  4. Naka-lock-rotor at breakdown torque na naka-plot laban sa torque-speed curve ng driven load.
  5. Mounting arrangement, B3 foot, B5 flange o B35 foot at flange, kasama ang eksaktong laki ng frame.
  6. Enclosure rating, insulation class at ambient temperature, na may pagbaba sa itaas 40 °C o 1,000 m.
  7. Ang tungkulin ng inverter ay nakumpirma sa pamamagitan ng pagsulat kung ang isang drive ay gagamitin, kasama ang pinahihintulutang hanay ng bilis.
  8. Certification gaya ng CE o CCC, na sinusuportahan ng isang ulat sa pagsubok sa kahusayan sa halip na isang claim sa catalog.
  9. Shaft diameter, keyway at flange run-out tolerances, kasama ang terminal box at cable entry position.

Dalawang panganib sa pagbili ang nararapat na partikular na atensyon. Una, maaaring matugunan ng isang motor ang isang klase ng kahusayan sa papel habang ang eksaktong rating na inihatid ay hindi kailanman nasubok, kaya humingi ng data ng pagsubok para sa output at bilang ng poste. Pangalawa, ang mga sukat ng frame at shaft ay nag-iiba sa pagitan ng mga tagagawa kahit na sa magkatulad na output, kaya ang isang kapalit ay dapat na tukuyin sa pamamagitan ng mga sukat pati na rin sa pamamagitan ng rating. Ang straightness ng shaft, keyway tolerance at flange run-out ang mga karaniwang sanhi ng motor na umaakma ngunit nanginginig.

Direktang kinokontrol ng mga tagagawa na may in-house stamping, winding, machining at huling pagsubok ang mga pagpapaubaya na iyon. Ang Zhejiang Kuayue Motor, na nakabase sa Taizhou, Zhejiang, ay nakagawa ng maliliit at katamtamang industrial na motor sa loob ng 34 na taon at gumagawa ng mga linya ng YE3 (IE3) at YE4 (IE4) kasama ng YBX3 explosion-proof, YEJ2 electromagnetic brake, YVF2 inverter-duty at YD2 multi-speed series. Ang mga motor nito ay ginawa sa ilalim ng ISO 9001 at nagdadala ng sertipikasyon ng CCC at CE, na may mga pagpapadala sa mga customer sa buong Europe, Americas, Southeast Asia at Middle East.

Mga Madalas Itanong

Q1. Ano ang isang mababang boltahe induction motor?

Ito ay isang squirrel-cage AC motor na idinisenyo upang patakbuhin ang mga boltahe sa linya hanggang sa 1,000 V AC, kadalasan ay isang three-phase na makina sa 380-480 V at 50 o 60 Hz. Ang umiikot na magnetic field sa stator ay nag-uudyok ng kasalukuyang sa rotor cage, na gumagawa ng shaft torque.

Q2. Ano ang pagkakaiba sa pagitan ng IE3 at IE4 motors?

Ang mga IE4 na motor ay may mas mababang pagkalugi at mas mataas na minimum na kahusayan kaysa sa IE3, gaya ng tinukoy sa IEC 60034-30-1. Pinakamalaki ang agwat ng kahusayan sa maliliit na rating ng output. Mas mahal ang IE4 at maaaring mas mabigat, kaya pinakamabilis itong nagbabayad sa mga application na matagal nang tumatakbo at may mataas na load-factor.

Q3. Maaari bang tumakbo ang isang 400 V na three-phase na motor sa isang 415 V na supply?

Oo, sa loob ng mga limitasyon. Ang IEC 60034-1 Zone A ay nagbibigay-daan sa ±5% na boltahe, na sumasaklaw sa humigit-kumulang 380-420 V. Sa 415 V ang kasalukuyang karaniwang tumataas at ang motor ay tumatakbo nang mas mainit, kaya suriin ang aktwal na pagkarga at pagtaas ng temperatura bago ipagpalagay na ang pagganap ay hindi nagbabago.

Q4. Dapat ba akong gumamit ng direktang on-line na pagsisimula o isang VFD?

Gamitin lamang ang DOL kapag ang supply ay maaaring sumipsip ng anim hanggang walong beses na na-rate ang kasalukuyang at ang pagkarga ay madaling bumilis. Pumili ng variable frequency drive kapag ang pagsisimula ng kasalukuyang ay dapat na limitado, ang bilis ay kailangang kontrolin, o ang load ay isang fan o pump. Ang mga application ng drive ay nangangailangan ng isang inverter-rated na motor.

Q5. Ano ang pagkakaiba sa pagitan ng IP55 at IP65 na mga motor?

Ang IP55 ay lumalaban sa mga dust at water jet mula sa anumang direksyon at ito ang karaniwang rating para sa mga TEFC na pang-industriya na motor. Nagdaragdag ang IP65 ng proteksyon laban sa tubig na nakadirekta sa hose, na nababagay sa pagproseso ng pagkain, mga washdown na lugar at mga panlabas na instalasyon na nakalantad sa mabigat na spray.

Q6. Aling motor ang nababagay sa isang conveyor o pandurog na may mataas na panimulang torque?

Maghanap ng isang high-torque na disenyo ng squirrel-cage, IEC Design H o ang NEMA Design C at D na katumbas, kadalasang ginagawa gamit ang deep-bar o double-cage rotor. Suriin ang locked-rotor torque laban sa load curve, at isaalang-alang ang isang drive na may torque boost kung ang supply ay naglilimita sa simula ng kasalukuyang.

CUSTOMIZED SERVICE  CUSTOMIZED SERVICE  CUSTOMIZED SERVICE  CUSTOMIZED SERVICE 
CUSTOMIZED SERVICE  CUSTOMIZED SERVICE  CUSTOMIZED SERVICE  CUSTOMIZED SERVICE