Elektrická instalace v kompresorových systémech
30 června, 2022
Zajistěte bezpečný a spolehlivý provoz elektrického kompresorového systému. Zjistěte základní faktory elektrické instalace, které je třeba vzít v úvahu, od motorů až po ochranu obvodů.
Elektromotor vzduchového kompresoru – základní principy
Elektromotor vzduchového kompresoru využívá k výrobě stlačeného vzduchu energii. Nejběžnějším typem je třífázový indukční motor s klecovou svorkou, který se používá ve všech typech průmyslových odvětví. Je tichý a spolehlivý, a proto je součástí většiny systémů, včetně kompresorů.
Elektromotor vzduchového kompresoru se skládá ze dvou hlavních částí, stacionárního statoru a rotujícího rotoru. Stator, připojený k třífázovému síťovému napájení, vytváří rotující magnetické pole. Energie se přeměňuje na pohyb, tedy mechanickou energii s rotorem.
Proud ve vinutích statoru vytváří rotující magnetické pole, které indukuje proudy v rotoru. Také zde tak vzniká magnetické pole. Točivý moment vzniká působením magnetických polí statoru a rotoru, což způsobuje otáčení hřídele rotoru.
Pokud by se hřídel indukčního motoru otáčela stejnou rychlostí jako magnetické pole, indukovaný proud v rotoru by byl nulový. Vzhledem k různým ztrátám, například v ložiscích, to však není možné. Proto je rychlost vždy cca 1-5 % pod synchronní rychlostí magnetického pole (tzv. „prokluz“). (Motory s permanentními magnety nevytvářejí žádný prokluz.)
Přeměna energie v motoru neprobíhá bez ztrát. Tyto ztráty jsou mimo jiné výsledkem odporových ztrát, ztrát ventilace, ztrát magnetizace a ztrát třením.
Izolační materiál vinutí motoru je rozdělen do tříd izolace v souladu s normami Mezinárodní elektrotechnické komise (IEC) 60085. Písmeno odpovídající teplotě , což je horní mez pro oblast použití izolace, označuje každou třídu. Pokud horní limit překročí 10 °C po určitou dobu, zkrátí se životnost izolace téměř o polovinu.
Stupeň krytí |
B |
F |
H |
Max. teplota vinutí °C |
130 |
155 |
165 |
Okolní teplota °C |
40 |
40 |
40 |
Zvýšení teploty °C |
80 |
105 |
125 |
Tepelná mez °C |
10 |
10 |
15 bar |
Třídy ochrany podle normy IEC 60034-5 specifikují, jak je motor chráněn proti kontaktu a vodě. Ty jsou označeny písmeny IP a dvěma číslicemi. První číslice udává ochranu proti kontaktu a proniknutí pevným předmětem. Druhá číslice udává stupeň ochrany proti vodě. Viz níže, co každá třída představuje.
IP 23: (2) ochrana proti vniknutí předmětů větších než 12 mm. (3) ochrana proti přímému stříkání vody do úhlu 60° od svislice.
IP 54: (5) ochrana proti prachu. (4) ochrana proti stříkající vodě ze všech směrů.
IP 55: (5) ochrana proti prachu. (5) ochrana proti nízkotlakému proudu vody ze všech směrů.
Metody chlazení podle normy IEC 60034-6 specifikují metody chlazení motoru. Toto je označeno písmeny IC následovanými řadou číslic představujících typ chlazení (nevětrané, samovětrané, nucené chlazení) a režim chlazení (vnitřní chlazení, povrchové chlazení, chlazení v uzavřeném okruhu, chlazení kapalinou atd.).).
Způsob instalace, představený písmeny IM a čtyřmi číslicemi, udává, jak je motor instalován podle normy IEC 60034-7. Níže jsou uvedeny dva příklady, co to znamená.
IM 1001: dvě ložiska, hřídel s volným koncem čepu a těleso statoru s patkami.
IM 3001: dvě ložiska, hřídel s volným čepovým koncem, tělo statoru bez patek a velká příruba s hladkými upevňovacími otvory.
Třífázový elektromotor lze zapojit dvěma způsoby: hvězdou (Y) nebo trojúhelníkem (Δ). Fáze vinutí ve třífázovém motoru jsou označeny U, V a W (U1-U2; V1-V2; W1-W2). Normy ve Spojených státech odkazují na T1, T2, T3, T4, T5, T6. Při zapojení do hvězdy (Y) jsou „konce“ fází vinutí motoru spojeny dohromady, vytvoří nulový bod. Vizuálně vypadá jako hvězda (Y).
Napříč vinutími bude fázové napětí (fázové napětí = hlavní napětí/√3; například 400 V = 690/√3). Proud Ih vstupující směrem k nulovému bodu se stává fázovým proudem, a proto bude fázový proud protékat vinutími If = Ih. Při zapojení do trojúhelníku (Δ) se začátek a konce spojují mezi různými fázemi, které pak tvoří trojúhelník (Δ). Výsledkem je, že na vinutích je hlavní napětí.
Proud Ih přiváděný do motoru je hlavní proud. Tento proud je rozdělen mezi vinutí a vytváří fázový proud, Ih/√3 = If. Stejný motor lze připojit jako 690V zapojení do hvězdy nebo 400V zapojení do trojúhelníku. V obou případech je napětí napříč vinutími 400 V.
Zapojení do hvězdy 690 V má k motoru nižší proud než zapojení do trojúhelníku 400 V. Vztah mezi úrovněmi proudu je √3. Na typovém štítku motoru může být uvedeno 690/400 V (jako příklad). Zapojení do hvězdy je určeno pro vyšší napětí. Zapojení do trojúhelníku je implicitně určeno pro spodní čerpadlo. Proud, který je také uveden na typovém štítku, udává nižší hodnotu pro motor zapojený do hvězdy a vyšší hodnotu pro motor zapojený do trojúhelníku.
Točivý moment Elektromotoru je vyjádřením točivého momentu rotoru. Točivý moment každého motoru je maximální. Točivý moment vyšší než tento znamená, že motor se nemůže otáčet. U normálního zatížení pracuje motor výrazně pod maximálním momentem, ale sekvence startu bude vyžadovat dodatečné zatížení. Točivý moment motoru se obvykle zobrazuje v křivce.
Související články
Využití odpadního tepla v kompresorových systémech
30 června, 2022
Zjistěte, jak se energie z odpadního tepla regeneruje ve vodou chlazených nebo vzduchem chlazených systémech stlačeného vzduchu. Podíváme se na potenciál obnovy a různé způsoby využití energie.
Napájecí proud
5 září, 2022
Elektrická energie hraje při stlačování vzduchu velkou roli. Přečtěte si více o elektrickém výkonu a vztahu mezi činným, jalovým a zdánlivým výkonem.