Sähköasennus kompressorijärjestelmiin
30 kesäkuuta, 2022
tässä artikkelissa tutustumme sähköjärjestelmään, joka varmistaa, että kompressori toimii kuten pitääkin. Tähän kuuluvat moottorit, kaapelit, jännitteensäädin ja oikosulkusuojaus.
Ilmakompressorin sähkömoottorin keskeiset periaatteet
Paineilman tuottamiseen paineilmakompressorin sähkömoottori käyttää energiaa tehon tuottamiseen. Yleisin tyyppi on kolmivaiheinen oikosulkuinduktiomoottori, jota käytetään kaikenlaisilla teollisuudenaloilla. Se on hiljainen ja luotettava, joten se on osa useimpia järjestelmiä, myös kompressoreita.
Ilmakompressorin sähkömoottori koostuu kahdesta pääosasta, kiinteästä staattorista ja pyörivästä roottorista. Kolmivaiheiseen verkkovirtaan kytketty staattori tuottaa pyörivän magneettikentän. Energia muunnetaan liikkeeksi eli mekaaniseksi energiaksi roottorin mukana.
Staattorin käämien virta luo pyörivän magneettivoimakentän, joka indusoi virtoja roottoriin. Tämä aiheuttaa magneettikentän myös siellä. Staattorin ja roottorin magneettikenttien vuorovaikutus luo vääntömomentin, joka saa roottorin akselin pyörimään.
Jos induktiomoottorin akseli pyörisi samalla nopeudella kuin magneettikenttä, indusoitunut virta roottorissa olisi nolla. Tämä on kuitenkin mahdotonta esimerkiksi laakereiden erilaisten häviöiden vuoksi. Siksi nopeus on aina noin 1-5 % magneettikentän synkronisen nopeuden alapuolella (ns. luisto). (Kestomagneettimoottorit eivät aiheuta lainkaan luistoa.)
Energian muuntaminen moottorissa ei tapahdu ilman hävikkiä. Nämä häviöt johtuvat muun muassa resistiivisistä häviöistä, tuuletushäviöistä, magnetointihäviöistä ja kitkahäviöistä.
Moottorin käämien eristysmateriaali jaetaan eristysluokkiin kansainvälisen sähköteknisen komission (IEC) 60085 standardien mukaisesti. Lämpötilaa vastaava kirjain, joka on eristyksen käyttöalueen yläraja, ilmaisee kunkin luokan. Jos yläraja ylittää 10 °C tietyn ajan kuluessa, eristyksen käyttöikä lyhenee lähes puoleen.
Suojausluokka |
B |
F |
H |
Käämin maks.lämpötila °C |
130 |
155 |
180 |
Ympäristön lämpötila °C |
40 |
40 |
40 |
Lämpötilan nousu °C |
<80 |
105 |
125 |
Lämpömarginaali °C |
10 |
10 |
15 |
Standardin IEC 60034-5 mukaiset suojausluokat määrittävät, miten moottori on suojattu kosketukselta ja vedeltä. Ne on merkitty kirjaimilla IP ja kahdella numerolla. Ensimmäinen numero ilmaisee suojauksen kiinteän esineen koskettamista ja tunkeutumista vastaan. Toinen numero ilmaisee vedenkestävyyden. Katso alta, mitä kukin luokka edustaa.
IP 23: (2) suojaus yli 12 mm:n kokoisilta esineiltä. (3) suojaus suoralta vesisuihkulta enintään 60°:n kulmassa pystysuorasta.
IP 54: (5) suojaus pölyltä. (4) suojaus kaikista suunnista roiskuvaa vettä vastaan.
IP 55: (5) suojaus pölyltä. (5) suojaus kaikista suunnista tulevilta matalapaineisilta vesisuihkuilta.
Standardin IEC 60034-6 mukaiset jäähdytysmenetelmät määrittävät moottorin jäähdytysmenetelmät. Se on merkitty kirjaimilla IC, joita seuraa numerosarja, joka edustaa jäähdytystyyppiä (tuulettamaton, itsetuuletettu, pakotettu jäähdytys) ja jäähdytystilaa (sisäinen jäähdytys, pintajäähdytys, suljettu jäähdytys, nestejäähdytys jne.).).
Asennusmenetelmä, jota edustavat kirjaimet IM ja neljä numeroa, ilmaisee, miten moottori on asennettu standardin IEC 60034-7 mukaisesti. Alla on kaksi esimerkkiä siitä, mitä tämä tarkoittaa.
IM 1001: kaksi laakeria, akseli, jossa on vapaa vetopää, ja staattorin runko jalkoineen.
IM 3001: kaksi laakeria, akseli, jossa on vapaa vetopää, staattorin runko ilman jalkoja ja suuri laippa, jossa on tasaiset kiinnitysreiät.
Kolmivaiheinen sähkömoottori voidaan kytkeä kahdella tavalla: tähti (Y) tai kolmio (Δ). Kolmivaihemoottorin käämitysvaiheet on merkitty U, V ja W (U1-U2; V1-V2; W1-W2). Yhdysvaltojen standardeissa viitataan T1, T2, T3, T4, T5, T6. Tähtiliitännällä (Y) moottorin käämien vaiheiden "päät" yhdistetään yhteen, muodostaa nollapisteen. Visuaalisesti se näyttää tähdeltä (Y).
Käämien välillä on vaihejännite (vaihejännite = pääjännite/√3; esimerkiksi 400 V = 690/√3). Virta Ih kohti nollapistettä muuttuu vaihevirraksi ja vastaavasti vaihevirta kulkee käämien läpi, jos = Ih. Kolmiokytkennässä (Δ) eri vaiheiden alku ja päät yhdistyvät toisiinsa, jolloin muodostuu kolmio (Δ). Tämän seurauksena käämien välillä on pääjännite.
Virta Ih moottoriin on päävirta. Tämä jakautuu käämien kesken, jolloin saadaan vaihevirta, Ih/√3 = Jos. Sama moottori voidaan kytkeä 690 V:n tähtikytkentään tai 400 V:n kolmiokytkentään. Molemmissa tapauksissa käämien välinen jännite on 400 V.
690 V:n tähtikytkennällä on pienempi virta moottoriin kuin 400 V:n kolmiokytkennällä. Virtatasojen välinen suhde on √3. Tällöin moottorikilvessä voi lukea 690/400 V (esimerkki). Tähtikytkentä on korkeampaa jännitettä varten. Kuten oletettu, kolmiokytkentä on alemmalle. Myös kilvessä ilmoitettu virta osoittaa pienemmän arvon tähtikytketylle moottorille ja suuremman arvon kolmiokytketylle moottorille.
Sähkömoottorin vääntömomentti ilmaisee roottorin pyörimiskykyä. Jokaisella moottorilla on maksimivääntömomentti. Tämän momentin ylittävä kuormitus tarkoittaa, että moottori ei pysty pyörimään. Normaalilla kuormituksella moottori toimii huomattavasti maksimimomentin alapuolella, mutta käynnistysjaksoon liittyy ylimääräinen kuorma. Moottorin ominaisuudet esitetään yleensä momenttikäyrässä.
Aiheeseen liittyvät artikkelit
Energian talteenotto kompressorijärjestelmissä
30 kesäkuuta, 2022
Lue, miten hukkalämmön tuottama energia hyödynnetään vesijäähdytteisissä tai ilmajäähdytteisissä paineilmajärjestelmissä. Tarkastelemme hyödyntämismahdollisuuksia ja erilaisia energian talteenottomenetelmiä.
Sähköinen virtalähde
5 syyskuuta, 2022
Sähköllä on suuri merkitys ilman puristamisessa. Lue lisää sähkötehosta ja aktiivisen, reaktiivisen ja näennäisen tehon suhteesta.