Trang chủ / Tin tức / Tin tức ngành / Hướng dẫn về động cơ điện áp thấp: Dải điện áp IEC, Xếp hạng nhiệm vụ và lựa chọn

Hướng dẫn về động cơ điện áp thấp: Dải điện áp IEC, Xếp hạng nhiệm vụ và lựa chọn

Một động cơ máy bơm 7,5 kW trên nguồn điện 400 V sẽ chết sau 18 tháng thay vì 10 tháng và thương hiệu trên bảng tên hiếm khi là lý do. Cuộn dây được chế tạo cho dải điện áp khác, chu kỳ hoạt động không bao giờ khớp với tải và cáp giữa MCC và hộp đầu cuối giảm nhiều vôn hơn bất kỳ ai đã kiểm tra. Ba biến số đó quyết định kết quả rất lâu trước khi giá cả quyết định.

Câu trả lời ngắn gọn: động cơ có độ căng thấp là bất kỳ máy nào có điện áp định mức bằng hoặc dưới 1.000 V AC - theo thuật ngữ thông thường, động cơ một pha 220-240 V và động cơ ba pha 380-460 V dẫn động máy bơm, quạt, băng tải, máy nén và máy công cụ. Cố định dải điện áp, cấp nhiệm vụ và mô-men xoắn khởi động ở giai đoạn tìm hiểu; cấp hiệu suất, kích thước khung, cách lắp đặt và vỏ bọc theo thứ tự có thể dự đoán được.

Căng thẳng thấp thực sự có ý nghĩa gì trên các thị trường

IEC 60034-1 vạch ra ranh giới giữa điện áp thấp và cao ở 1.000 V AC. Thông lệ ở Bắc Mỹ theo NEMA dừng ở mức thấp hơn, ở 600 V. Dù thế nào đi nữa, các động cơ được tìm thấy trên bệ máy bơm, bộ truyền động băng tải hoặc máy nén xưởng đều thuộc cùng một dòng: máy ba pha có điện áp từ 380 V đến 460 V, cộng với máy một pha ở 220-240 V.

Bởi vì thuật ngữ này chỉ mô tả trần điện áp, nên câu hỏi hữu ích là cuộn dây được thiết kế cho băng tần nào - và dải đó không phải lúc nào cũng là số liệu lưới danh định trong nhà máy.

Dải điện áp động cơ có độ căng thấp và vùng sử dụng điển hình. Luôn xác nhận điện áp tại các cực của động cơ chứ không phải số liệu lưới danh định.
Dải cung Các vùng điển hình Tần số Ghi chú thực hành
220-240 V, một pha hoặc ba pha Công nghiệp nhẹ trên toàn thế giới 50/60Hz Máy bơm nhỏ, quạt, máy xưởng; Các phiên bản khởi động bằng tụ điện phổ biến
380 V Trung Quốc, một phần Đông Nam Á 50Hz Động cơ khung tiêu chuẩn IEC lên đến vài trăm kW
400 V EU và hầu hết các thị trường IEC 50Hz Trung tâm thiết kế máy IE3, IE4 Châu Âu
415 V Anh, Ấn Độ, Trung Đông, Úc 50Hz Thường được trích dẫn với dung sai ±10% trên bảng tên
440/460V Bắc Mỹ, Mỹ Latinh 60Hz 60Hz raises shaft speed about 20% versus a 50 Hz design
575 V Canada, một số địa điểm khai thác 60Hz Thường được phục vụ bởi các cuộn dây định mức kép thay vì một loạt riêng biệt

Thiết kế 50 Hz chạy ở tần số 60 Hz quay nhanh hơn khoảng 20% và mất một phần mô-men xoắn sẵn có do tỷ lệ vôn trên mỗi hertz thay đổi. Cuộn dây định mức kép tồn tại chính vì lý do này, nhưng chúng phải được chỉ định khi yêu cầu, không được phát hiện trên bảng tên sau khi giao hàng.

Dung sai điện áp và độ sụt cáp thiết lập các điều kiện vận hành thực tế

Theo IEC 60034-1, động cơ phải cung cấp mô-men xoắn định mức trong Vùng A: độ lệch điện áp là ±5% ở tần số định mức, với độ lệch tần số được giới hạn ở mức ±2%. Vùng B cho phép điện áp ±10% nhưng cho phép chênh lệch hiệu suất. Hầu hết các cây trồng đều nằm giữa hai đường đó và dây cáp trung chuyển thường là thứ đẩy chúng đến đó.

Lấy một động cơ 4 cực, công suất 7,5 kW có dòng điện khoảng 15 A ở 400 V với hệ số công suất là 0,85. Một bộ cấp dây đồng 4mm2 tạo ra độ sụt điện áp khoảng 2,6% trên 100 m; tăng lên 10 mm2 sẽ giảm tỷ lệ đó xuống còn khoảng 1,0%. Kết hợp quãng đường chạy 150 m với độ võng nguồn 5% ở máy biến áp và động cơ sẽ thấy khoảng 360 V thay vì 400 V — bên ngoài Vùng B trước khi khởi động.

0% 1,0% 2,0% 3,0% 4 mm² 6mm2 10mm2 16mm2 25mm2 2,6% 1,7% 1,0% 0,65% 0,41% Điện áp rơi trên 100 m ở 400 V, 7,5 kW, cos phi 0,85, 50 Hz

Hiệu ứng kích nổ là tồi tệ nhất khi khởi động. Mô-men xoắn khởi động thay đổi theo bình phương điện áp đầu cực, do đó mức giảm 10% sẽ loại bỏ khoảng 19% mô-men xoắn bị khóa của rôto. Trên băng tải có tải hoặc máy bơm chuyển vị dương, giới hạn đó là sự khác biệt giữa khởi động sạch và hành trình quá tải.

Chu kỳ làm việc, loại tải và cấp hiệu suất

Nhiệm vụ là bộ lọc thứ hai. IEC 60034-1 xác định chế độ làm việc liên tục S1, S2 thời gian ngắn và S3 gián đoạn. Một động cơ được mua cho S1 và áp dụng chu kỳ làm việc 60% với khả năng khởi động thường xuyên sẽ nóng hơn so với định mức giả định của nó và tuổi thọ cách điện sẽ rút ngắn khi nhiệt độ cuộn dây tăng thêm 10 K. Máy bơm và quạt là những tải có mô-men xoắn thay đổi, trong đó công suất gần như tuân theo khối tốc độ; băng tải, máy nghiền và tời là những loại tải có mô-men xoắn không đổi cần mô-men xoắn đứt cao. Đối với nhóm thứ hai, mô-men xoắn bị khóa rô-to quan trọng hơn hiệu suất toàn tải.

Lớp hiệu quả đến từ IEC 60034-30-1. Đối với máy 4 cực, 7,5 kW, hiệu suất đầy tải tối thiểu trong bảng tiêu chuẩn là khoảng 89,1% ở IE2, 90,4% ở IE3 và 92,1% ở IE4. Tại EU, Quy định 2019/1781 đã yêu cầu IE3 cho hầu hết các động cơ 0,75-1000 kW kể từ tháng 7 năm 2021, với IE4 cho dải 75-200 kW kể từ tháng 7 năm 2023.

IE2 89,1% IE3 90,4% IE4 92,1% 85% 90% 93%

Hiệu suất đầy tải tối thiểu đối với động cơ 4 cực, 7,5 kW, 50 Hz ở mỗi cấp IE, dựa trên bảng IEC 60034-30-1 đã công bố. Bước từ IE2 lên IE4 có giá trị khoảng ba điểm phần trăm, mà trong chu kỳ làm việc 24/7 là một con số năng lượng có thể đo lường được.

Bên trong một động cơ điện áp thấp: Mỗi bộ phận làm gì

Hộp thiết bị đầu cuối Stator và cuộn dây Rôto và trục Vỏ quạt Chân gắn Khung có vây với đường dẫn khí làm mát

Lớp cách điện của stato mang cuộn dây và lớp cách điện của nó quyết định khoảng trống nhiệt mà bạn có: lớp cách điện lớp F với mức tăng nhiệt độ lớp B là sự thỏa hiệp phổ biến trong công nghiệp. Rôto lồng sóc và mômen truyền trục, với các ổ trục có kích thước phù hợp với tải trọng hướng tâm của bộ truyền động đai hoặc tải trọng hướng trục của bơm trục đứng. Hộp đầu cuối là nơi cố định dải điện áp và phương thức kết nối - xếp hạng sao, tam giác hoặc kép - trong suốt thời gian lắp đặt.

Bao vây và môi trường theo cùng một logic. IP55 bao gồm hầu hết các nhiệm vụ công nghiệp trong nhà và ngoài trời, nhưng các khu vực rửa trôi, không khí mặn và khí hậu ẩm ướt cần được chú ý kỹ hơn đến việc bịt kín, nút xả nước và lò sưởi chống ngưng tụ. Xếp hạng tiêu chuẩn giả định nhiệt độ môi trường xung quanh là 40 °C và độ cao 1.000 m; ở trên, sản lượng phải được giảm xuống. Trong môi trường dễ cháy nổ, vỏ bọc trở thành một hạng mục được chứng nhận theo tiêu chuẩn IEC 60079 chứ không phải là một ưu tiên.

Khớp động cơ với máy

Nhiệm vụ của bơm và quạt giúp động cơ có dải tốc độ rộng và hoạt động ổn định, đặc biệt khi sử dụng bộ truyền động tần số thay đổi. Băng tải và máy cấp liệu trục vít yêu cầu nhiều mô men xoắn hơn và chịu được sự thay đổi tốc độ ít hơn. Tời, cần trục và trục định vị cần có phanh điện từ với mômen giữ và thời gian nhả xác định. Radar bên dưới cho thấy cùng một khung có độ căng thấp được chỉ định khác nhau cho mỗi dòng.

mô-men xoắn khởi động Quán tính Phạm vi tốc độ Chu kỳ nhiệm vụ Biên độ quá tải Bơm và quạt băng tải Palăng

Khi có sự tham gia của bộ truyền động, động cơ không còn là thiết bị có tốc độ cố định nữa. Chế độ biến tần khiến điện áp ở cuộn dây tăng nhanh hơn, gia nhiệt hài hòa hơn và ở tốc độ thấp, quạt làm mát quay quá chậm để bảo vệ máy. Hệ thống thông gió độc lập hoặc lớp cách nhiệt cao hơn thường là câu trả lời trung thực hơn là một khung lớn hơn.

Kiểm tra mua sắm giúp ngăn chặn lợi nhuận tốn kém

Hầu hết các khiếu nại về động cơ điện áp thấp đều bắt nguồn từ thông tin có sẵn trong cuộc điều tra và chưa bao giờ được xác nhận. Hãy xử lý các mục này trước khi đặt hàng.

  1. Điện áp và tần số đầu cuối trong nhà máy, được đo, không giả định từ bản vẽ.
  2. Hạng nhiệm vụ và bắt đầu mỗi giờ, bao gồm ca làm việc tồi tệ nhất thay vì ngày bình thường.
  3. Mômen khởi động và mô men dừng cần thiết theo bội số của toàn tải, đặc biệt đối với máy nghiền, tời và máy bơm chuyển vị dương.
  4. Đặc tính tải: mô-men xoắn thay đổi, mô-men xoắn không đổi hoặc công suất không đổi.
  5. Bố trí lắp đặt và kích thước trục theo tiêu chuẩn IEC 60072 — Chân B3, mặt bích B5, mặt B14 hoặc B35 kết hợp.
  6. Đánh giá vỏ bọc, nhiệt độ môi trường, độ cao và bất kỳ môi trường rửa trôi, bụi hoặc ăn mòn nào.
  7. Hoạt động của ổ đĩa tần số thay đổi, bao gồm tốc độ tối thiểu và tối đa mà quy trình thực sự cần.
  8. Giấy tờ chứng nhận cho thị trường đích, bao gồm tài liệu CE, CCC nếu có hoặc chứng chỉ Ex cho khu vực nguy hiểm.
  9. Dữ liệu cuộn dây dự phòng và ký hiệu vòng bi được ghi lại trong hồ sơ bảo trì cho lần đại tu tiếp theo.

Rủi ro thương mại không chỉ ở việc động cơ bị hỏng. Sự không phù hợp được phát hiện tại chỗ có nghĩa là thời gian ngừng hoạt động, vận chuyển, kiểm tra lại và thảo luận về bảo hành tiêu tốn nhiều thời gian kỹ thuật hơn so với lựa chọn ban đầu.

Câu hỏi về động cơ căng thẳng thấp mà người mua hỏi nhiều nhất

Q1. Động cơ điện áp thấp là gì?

Nó là động cơ điện có điện áp định mức bằng hoặc dưới 1.000 V AC, bao gồm các máy một pha 220-240 V và máy ba pha 380-460 V dùng cho máy bơm, quạt, băng tải, máy nén và máy công cụ.

Q2. Điện áp nào được coi là điện áp thấp?

Theo IEC 60034-1, trần là 1.000 V AC. Trong thực tế, các dải tần thương mại là 220-240 V, 380 V, 400 V, 415 V, 440-460 V và 575 V, với nguồn cung cấp 50 Hz hoặc 60 Hz.

Q3. Động cơ 415 V có thể chạy bằng nguồn 380 V không?

Thông thường là có, miễn là độ lệch nằm trong dung sai ±5% của IEC 60034-1 ở Vùng A và tải chưa đạt đến giới hạn mô-men xoắn của động cơ. Dưới mức đó, dòng điện tăng lên và nhiệt độ cuộn dây theo sau.

Q4. Tôi nên chọn động cơ điện áp thấp IE3 hay IE4?

IE3 đáp ứng các yêu cầu tối thiểu hiện tại của EU đối với hầu hết các động cơ 0,75-1000 kW. IE4 có lợi khi thời gian hoạt động kéo dài vì hiệu quả đạt được khoảng hai điểm phần trăm tích lũy mỗi giờ hoạt động.

Q5. Động cơ điện áp thấp có thể chạy trên bộ điều khiển tần số thay đổi được không?

Nhiều người có thể làm được, nhưng nhiệm vụ biến tần đòi hỏi phải chú ý đến khả năng chịu đựng cách điện, sưởi ấm và làm mát hài hòa ở tốc độ thấp. Dưới khoảng 30 Hz trên quạt gắn trục, động cơ thông gió độc lập là lựa chọn an toàn hơn.

Q6. Động cơ điện áp thấp cần xếp hạng IP nào?

IP55 phù hợp với hầu hết các công trình lắp đặt ngoài trời trong nhà và có mái che. Môi trường rửa trôi, ven biển và bụi bặm thường được chứng minh là IP56 hoặc IP65, cùng với hệ thống thoát nước và hệ thống sưởi chống ngưng tụ trong thời gian ngừng hoạt động khi ẩm ướt.


DỊCH VỤ TÙY CHỈNH  DỊCH VỤ TÙY CHỈNH  DỊCH VỤ TÙY CHỈNH  DỊCH VỤ TÙY CHỈNH 
DỊCH VỤ TÙY CHỈNH  DỊCH VỤ TÙY CHỈNH  DỊCH VỤ TÙY CHỈNH  DỊCH VỤ TÙY CHỈNH