Ana Sayfa / Haberler / Sektör Haberleri / Alçak Gerilim Motorları: Gerilim Aralığı, Seçim Kuralları ve IE3/IE4 Verimliliği

Alçak Gerilim Motorları: Gerilim Aralığı, Seçim Kuralları ve IE3/IE4 Verimliliği

Bir motorun üzerindeki isim plakasında 400 V, 415 V, 460 V veya 690 V yazıyorsa bu, düşük gerilimli bir motordur. Öncelikle sonuç geliyor: kabaca 1 MW'ın altındaki hemen hemen her endüstriyel tahrik için düşük gerilim doğru seçimdir çünkü kontaktörlerden kablolara, yumuşak yolvericilerden yedek yataklara kadar etrafındaki zincirin tamamı standarttır, ucuzdur ve her yerde mevcuttur. Zor kısım voltaj bandı değil. Gerçek görev için doğru kutup sayısını, muhafazayı, yalıtımı ve verimlilik sınıfını elde etmektir.

Uygulamada Düşük Gerilim Ne Anlama Geliyor?

Genellikle LT olarak kısaltılan düşük gerilim, IEC 60038'in düşük voltaj olarak sınıflandırdığı bandı tanımlar: fazlar arasında 1.000 V AC'ye kadar. Bunun üzerinde, motorlar orta gerilim veya yüksek gerilim haline gelir ve MV anahtarlama donanımı, OG kablo uçları ve 3,3 kV, 6,6 kV, 10 kV veya 11 kV dereceli bir başlatıcı veya sürücü ile elektrik mimarisi tamamen değişir. Düşük gerilim, Birleşik Krallık'ta, Hindistan'da, Orta Doğu'da ve Asya'nın büyük bölümünde gündelik bir terimdir; düşük voltaj, IEC ve Kuzey Amerika belgelerindeki eşdeğer ifadedir.

Hemen hemen tüm düşük gerilimli endüstriyel motorlar, standart bir tasarım için pratik tavan olarak 690 V ile yaklaşık 0,06 kW ile 1.000 kW arasında üç fazlı asenkron (endüksiyon) makinelerdir. Tek fazlı düşük gerilimli motorlar 230 V'ta mevcuttur, ancak başlatma akımı ve gövde boyutu hızlı bir şekilde büyüdüğü için 2,2 kW'ın üzerinde olmaları nadiren mantıklıdır.

Tablo 1. Endüstriyel motorlarda kullanılan gerilim bantları. Düşük gerilim, günlük görevlerin en geniş kapsamını kapsar.
Gerilim bandı Tipik motor gerilimleri Tipik güç aralığı Başlangıç ekipmanı
Düşük gerilim (LV) 230, 400, 415, 460, 480, 525, 690V 0,06 - 1.000 kW DOL, yıldız-üçgen, yumuşak yol verici, LV VFD
Orta gerilim (MV) 3.3, 6.6, 10, 11kV 200 kW'tan 20 MW'a MV yumuşak yol verici veya MV VFD
Yüksek voltaj 33 kV'un üstünde Standart motorlar için kullanılmaz Geçerli değil

Alçak gerilim bandının ticari avantajı standardizasyondur. Kontaktörler, aşırı yük röleleri, kablo rakorları, terminal kutuları ve rulmanlar kısa teslim süreleri olan kullanıma hazır ürünlerdir ve yedek motor genellikle aylar yerine günler içinde temin edilebilir.

Alçak Gerilim Motoru Nasıl Yapılır?

Standart bir alçak gerilim motoru tamamen kapalı, fan soğutmalı (TEFC) bir makinedir. Stator, lamine çelik bir çekirdek içinde üç fazlı bir sargı taşır, rotor bir sincap kafeslidir, şaft iki rulman üzerinde çalışır ve kaputun altındaki şafta monte edilmiş bir fan, havayı çerçeve kanatçıkları boyunca iter. Terminal kutusu, isim plakası, kaldırma noktaları ve montaj ayakları aynı çerçeveye dökülür veya işlenir; bu nedenle bir tedarikçinin 4 kutuplu motoru genellikle başka bir tedarikçinin kapladığı alana düşebilir.

Terminal kutusu Stator ve rotor Soğutma fanı ve kaporta Şaft ve anahtar Montaj ayakları
Şekil 1. Veri sayfasında görünen ana parçaları gösteren tipik düşük gerilimli TEFC motor.

Tedarik sırasında iki isim plakası derecelendirmesine dikkat edilmelidir. B Sınıfı sıcaklık artışına sahip F Sınıfı yalıtım, normal endüstriyel spesifikasyondur: sargı sistemi 155 °C'ye derecelendirilmiştir, ancak tasarım, nominal yükte fiili artışı Sınıf B sınırları dahilinde tutar ve bu da yalıtım ömrünü önemli ölçüde uzatır. IP55, pompa odaları, atölyeler ve korunaklı dış mekan kurulumuna uygun, toza karşı korumalı ve her yönden gelen su jetlerine karşı dayanıklı olağan muhafazadır.

Hız, Tork ve Kutup Sayısı

Kutup sayısı hızı, hız ise torku belirler. 50 Hz'lik bir beslemede senkron hızlar 2, 4, 6 ve 8 kutup için 3.000, 1.500, 1.000 ve 750 rpm'dir ve tam yük hızı kayma nedeniyle yüzde birkaç daha düşük olur. İlişki basittir: Nm cinsinden tork, kW cinsinden güçle çarpılan 9.550'nin devir/dakika cinsinden hıza bölünmesine eşittir. Dolayısıyla 15 kW'lık 4 kutuplu bir motor tam yükte yaklaşık 99 Nm üretirken, 8 kutuplu aynı 15 kW'lık motor yaklaşık 199 Nm üretir.

Tablo 2. 50 Hz ve 60 Hz'de 15 kW alçak gerilim motor için yaklaşık tam yük hızları ve tork.
Direkler 50 Hz'de hız 60 Hz'de hız 15 kW'ta tork Tipik görev
2 Yaklaşık 2.900 dev/dak Yaklaşık 3.500 rpm Yaklaşık 49 Nm Pompalar, fanlar, yüksek hızlı makineler
4 Yaklaşık 1.450 dev/dak Yaklaşık 1.750 dev/dak Yaklaşık 99 Nm Genel amaçlı, pompalar, konveyörler
6 Yaklaşık 960 rpm Yaklaşık 1.160 rpm Yaklaşık 149 Nm Karıştırıcılar, kırıcılar, ağır çalıştırma
8 Yaklaşık 720 rpm Yaklaşık 870 rpm Yaklaşık 199 Nm Yavaş konveyörler, değirmenler, doğrudan tahrikli

Kutup sayısını alışkanlıktan değil, tahrik edilen makinenin ihtiyaç duyduğu tork ve hızdan seçin. 2 kutuplu motor kompakt ve ucuzdur ancak dar bir faydalı tork aralığı sunarken, 8 kutuplu doğrudan tahrikli motor, ağırlık ve fiyat pahasına dişli kutusunu ortadan kaldırır. Genel pompa, fan ve konveyör görevi için, YE3/IE3 genel amaçlı yüksek verimli endüksiyon motoru 4 kutuplu gibi 4 kutuplu bir IE3 makinesi mantıklı varsayılandır.

YE3/IE3 General-Purpose High-Efficiency Induction Motor (4-pole) YE3/IE3 Genel Amaçlı Yüksek Verimli Asenkron Motor (4 kutuplu) YE3/IE3 Genel Amaçlı Yüksek Verimli Asenkron Motor (4 kutuplu), 1500 RPM senkronize hıza ve güç çıkışına sahip YE3(IE3) yüksek verimli serinin bir parçasıdır... Ürünü Görüntüle →

Verimlilik Sınıfları ve Çalıştırma Maliyeti

IEC 60034-30-1, IE1'den IE4'e kadar uluslararası verimlilik sınıflarını tanımlar. AB'de, 2019/1781 sayılı Yönetmelik, Temmuz 2021'den bu yana 0,75 kW ila 1.000 kW arasındaki çoğu üç fazlı motor için minimum olarak IE3'ü zorunlu kılmıştır; Temmuz 2023'ten itibaren belirli derecelendirmeler için IE4 gerekli olmuştur ve diğer birçok pazarda da benzer minimum verimlilik kuralları geçerlidir. Bir kıyaslama olarak, bir IE3 motorunun kayıpları, aynı çıkışa sahip bir IE2 makinesinden yaklaşık %20 daha düşüktür.

IE3 Temmuz 2021'den bu yana çoğu 0,75 - 1.000 kW motor için AB minimumu
%90 Elektriğin ömür boyu maliyetinin tipik payı
~%20 Aynı çıkışta IE2 ile karşılaştırıldığında IE3'te daha düşük kayıplar

Satın alma fiyatı belirleyici maliyet değildir. Enerji kurumları tarafından alıntılanan yaşam döngüsü çalışmaları, genellikle 10 ila 15 yıllık sürekli çalışma süresi boyunca bir motorun toplam maliyetinin %90'ından fazlasını elektriğin oluşturduğunu gösterirken, motorun kendisi yalnızca küçük bir kısımdır. Bu nedenle IE4 primi, 7/24 çalışan bir pompada kendini aylar içinde amorti eder ve yılda birkaç yüz saat çalışan bir motorda yıllar sürebilir. Görevin sürekli olduğu ve yükün neredeyse tama yakın olduğu durumlarda, YE4/IE4 genel amaçlı enerji tasarruflu 4 kutuplu endüksiyon motoru gibi bir IE4 makinesi, hizmet ömrü açısından daha ucuz bir seçimdir.

YE4/IE4 General-Purpose Energy-Saving Induction Motor (4-pole) YE4/IE4 Genel Amaçlı Enerji Tasarruflu Asenkron Motor (4 kutuplu) 2 kutuplu model hız için tasarlandıysa, 4 kutuplu YE4/IE4 Genel Amaçlı Enerji Tasarruflu Asenkron Motor da uyumluluk için tasarlandı. 1500 R'lik senkron hız ile... Ürünü Görüntüle →

Seçimi Değiştiren Saha Koşulları

Dört saha koşulu düzenli olarak bir projeyi katalog varsayılanından uzaklaştırır:

  • Ortam sıcaklığı 40 °C'nin üzerinde veya rakım 1.000 m'nin üzerinde. Standart değerler 40 °C ve 1.000 m'yi varsayar ve çıktının bu değerlerin üzerinde düşürülmesi gerekir.
  • Değişken hızlı çalışma. İnverter beslemesi harmonik kayıplarını, terminallerde daha hızlı voltaj artışını ve daha büyük çerçevelerde şaft voltajlarını artırır.
  • IP55'in yalnızca temel olduğu ve daha yüksek korumanın yanı sıra uygun bir boya sisteminin gerekli olduğu aşındırıcı, nemli veya yıkanan alanlar.
  • Sık çalıştırma ve durdurma, daha yüksek bir görev derecesi ve genellikle tutma veya konumlandırma için elektromanyetik fren gerektirir.

Hız kontrolünün sürecin bir parçası olduğu durumlarda, YVF2 genel amaçlı değişken frekanslı motor 4 kutuplu gibi VFD dereceli bir makine, invertör beslemeli standart bir motorun soğutma ve yalıtımdan ödün vermesini önler. Gibi görevler pompa ve HVAC servisi Uzun çalışma saatlerini mütevazı başlangıç torkuyla birleştirin; bu tam olarak verimlilik sınıfının işletme maliyeti üzerinde en büyük etkiye sahip olduğu yerdir.

YVF2 General-Purpose Variable-Frequency Motor (4-pole) YVF2 Genel Amaçlı Değişken Frekanslı Motor (4 kutuplu) YVF2 Genel Amaçlı Değişken Frekanslı Motor (4 kutuplu), çok çeşitli genel amaçlı endüstriyel uygulamalara uygun, sorunsuz hız regülasyonu ve güçlü çok yönlülük sunar... Ürünü Görüntüle →

Alçak Gerilim Motorlarının Gerçekte Başarısız Olduğu Yer

Alçak gerilim motorları çok yaygın kullanıldığı için arıza durumları iyi belgelenmiştir. IEEE ve EPRI tarafından yayınlanan motor güvenilirliği çalışmaları, üç fazlı asenkron motorlarda tutarlı bir şekilde aynı dağılımı bulmuştur: arızaların en büyük payını yataklar oluşturur, bunu stator sargı yalıtımı izler ve rotor ve şaft sorunları çok geride kalır.

Rulmanlar %41
Stator sargısı %37
Rotor ve şaft %10
Diğer nedenler %12
Şekil 2. IEEE ve EPRI motor güvenilirlik çalışmalarına göre üç fazlı asenkron motorlarda bileşen bazında arızaların payı.

Bakım planlaması açısından bu, hizalamanın, kayış gerginliğinin, yağlama aralıklarının ve yatak kalitesinin herhangi bir elektrik yükseltmesinden daha önemli olduğu anlamına gelir. İnvertör çalışması, mil akımları nedeniyle yatak hasarını hızlandırabilir; bu nedenle daha büyük invertörle çalışan motorlar genellikle yalıtımlı yataklar veya şaft topraklama halkasıyla belirtilir.

Düşük Gerilim Artık Doğru Cevap Olmadığında

Düşük gerilim üç durumda ekonomik olmaktan çıkar: kabaca 1 MW'ın üzerindeki güç, kablonun gerilim düşümü ve iletken boyutunun kullanışsız hale gelmesine yetecek kadar uzun olması ve alçak gerilim barasındaki kısa devre seviyesinin şalt cihazını pahalı hale getirdiği kurulumlar. 400 V beslemeli 500 kW'lık bir motor kabaca 870 A çeker; bu da zaten birkaç paralel kablo hattı ve çok büyük bir kesici gerektirir; aynı motor 6,6 kV'ta yaklaşık 53 A çeker. Alçak gerilim ile orta gerilim arasındaki geçiş normalde 500 kW ile 1.500 kW arasındadır ve marş motoru ile motor arasındaki mesafe arttıkça yükselir.

Sipariş Vermeden Önce Spesifikasyon Kontrol Listesi

Kısa bir kontrol listesi çoğu sipariş hatasını önler:

  1. Besleme: voltaj, frekans, faz sayısı ve motorun bir VFD'de çalışıp çalışmayacağı.
  2. Görev noktası: gerekli tork ve hız, kutup sayısı ve başlatma yöntemi.
  3. Hedef pazarın gerektirdiği verimlilik sınıfına ek olarak CE, CCC veya ISO 9001 gibi sertifikalar.
  4. Muhafaza ve yalıtım: IP derecesi, yalıtım sınıfı ve sıcaklık artışı.
  5. Ortam: ortam sıcaklığı, rakım, nem, aşındırıcı veya patlayıcı atmosfer.
  6. Mekanik: montaj düzeni (B3, B5 veya B35), şaft boyutları, dönüş yönü ve terminal kutusu konumu.
  7. Ticari: yedek parça bulunabilirliği, teslim süresi ve test raporlarının sağlanıp sağlanamayacağı.

Alçak Gerilim Motorları Hakkında Sıkça Sorulan Sorular

S1. Alçak gerilim motoru nedir?

Alçak gerilim motoru, 1000 V AC'ye kadar alçak gerilim kaynaklarıyla çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Pratikte hemen hemen hepsi 230 V ile 690 V arasında derecelendirilen üç fazlı asenkron motorlardır.

Q2. Alçak gerilim motorunun voltaj aralığı nedir?

Standart alçak gerilim motorlar 50 Hz veya 60 Hz'de 230 V, 400 V, 415 V, 460 V, 480 V veya 690 V için üretilmiştir. 690 V olağan üst sınırdır.

S3. Düşük gerilimli motor ile yüksek gerilimli motor arasındaki fark nedir?

Alçak gerilim motorları, standart AG şalt cihazı ve kabloyla 1.000 V'a kadar kaynaklarla çalışır. Yüksek gerilim motorları 3,3 kV ve üzerinde çalışır ve normalde 500 kW'ın üzerinde başlar.

S4. 2, 4, 6 ve 8 kutuplu motorlar arasında nasıl seçim yapabilirim?

Tahrik edilen makinenin hızını ve torkunu eşleştirin. 50 Hz'de 2 kutuplu, 2.900 rpm'ye yakın, 4 kutuplu, 1.450 rpm'ye yakın, 6 kutuplu, 960 rpm'ye yakın ve 8 kutuplu, 720 rpm'ye yakın çalışır.

S5. IE3 veya IE4 motoru ekstra maliyete değer mi?

Sürekli görevde, evet. Elektrik genellikle kullanım ömrü maliyetinin %90'ından fazlasını oluşturur, dolayısıyla IE3 veya IE4 verimliliği fiyat farkını hızlı bir şekilde amorti eder. Aralıklı görevde geri ödeme daha yavaştır.

S6. Düşük gerilimli bir motor VFD'de çalışabilir mi?

Standart bir motor, VFD üzerinde sınırlar dahilinde çalışabilir, ancak invertör görev motorları harmonikleri ve soğutmayı daha iyi idare eder. Uzun kablolar ve yüksek anahtarlama frekansları sarma ve taşıma riskini artırır.

S7. Düşük gerilimli bir motorda IP55 ne anlama gelir?

IP55, muhafazanın toza karşı korumalı ve her yönden gelen su jetlerine karşı dayanıklı olduğu anlamına gelir; bu, çoğu iç mekan endüstriyel ve korunaklı dış mekan kurulumunu kapsar.

Spesifikasyonu İlk Kez Doğru Şekilde Bulmak

Alçak gerilim motorları, endüstriyel tesislerin en büyük yüküdür ve çoğu spesifikasyon hatası, bunların yalnızca kilowatt cinsinden sipariş edilecek bir ürün olarak ele alınmasından kaynaklanmaktadır. Gerilim, kutup sayısı, verimlilik sınıfı ve muhafazanın her birinin enerji maliyeti ve arıza süresi üzerinde ölçülebilir bir etkisi vardır. Bir motoru belirli bir görevle eşleştirme konusunda yardıma ihtiyacınız varsa yük ayrıntılarını, tedarik verilerini ve ortamı gönderin ve çerçeve, verimlilik sınıfı ve seçenekler, sipariş vermeden önce onaylanabilir.


ÖZELLEŞTİRİLMİŞ HİZMET  ÖZELLEŞTİRİLMİŞ HİZMET  ÖZELLEŞTİRİLMİŞ HİZMET  ÖZELLEŞTİRİLMİŞ HİZMET 
ÖZELLEŞTİRİLMİŞ HİZMET  ÖZELLEŞTİRİLMİŞ HİZMET  ÖZELLEŞTİRİLMİŞ HİZMET  ÖZELLEŞTİRİLMİŞ HİZMET