Sähköasennus kompressorijärjestelmiin
30 kesäkuuta, 2022
tässä artikkelissa tutustumme sähköjärjestelmään, joka varmistaa, että kompressori toimii kuten pitääkin. Tähän kuuluvat moottorit, kaapelit, jännitteensäädin ja oikosulkusuojaus.
Paineilmakompressorin sähkömoottorin keskeiset periaatteet
Paineilman tuottamiseksi paineilmakompressorin sähkömoottori käyttää energiaa tehon tuottamiseen. Yleisin tyyppi on kolmivaiheinen oikosulkumoottori, jota käytetään kaikentyyppisillä teollisuudenaloilla. Se on hiljainen ja luotettava, joten se on osa useimpia järjestelmiä, kuten kompressoreita.
Paineilmakompressorin sähkömoottori koostuu kahdesta pääosasta: Staattorista ja pyörivästä roottorista. Kolmivaiheiseen syöttöön kytketty staattori tuottaa pyörivän magneettikentän. Energia muuttuu liikkeeksi eli mekaaniseksi energiaksi roottorilla.
Staattorin käämityksen virta luo pyörivän magneettikentän, joka aiheuttaa virtaa roottoriin. Tuloksena on myös magneettikenttä. Staattorin ja roottorin magneettikenttien välinen vuorovaikutus luo kiertovääntöä ja saa roottorin akselin pyörimään.
Jos induktiomoottorin akseli pyörii samalla nopeudella kuin magneettikenttä, roottorin indusoitu virta on nolla. Tämä on kuitenkin mahdotonta esimerkiksi laakereiden erilaisten häviöiden vuoksi. Siksi nopeus on aina noin 1–5 % pienempi kuin magneettikentän synkroninen nopeus ( "eli luisto"). (Kestomagneettimoottorit eivät tuota lainkaan luistoa.)
Moottorin energian muuntaminen ei tapahdu ilman häviöitä. Nämä häviöt johtuvat muun muassa resistiivisesta hävikistä, ilmanvaihtohäviöistä, magnetisoitumishäviöistä ja kitkahäviöistä.
Moottorin käämityksen eristysmateriaali jaetaan eristysluokkiin International Electrotechnical Commission (IEC) 60085 -standardien mukaisesti. Lämpötila -arvoa vastaava kirjain , joka on rajausalueen yläraja, määrittää kunkin luokan. Jos yläraja ylittää 10 °C:ssa tietyn ajan, eristyksen käyttöikä lyhenee lähes puoleen.
Eristysluokka |
B |
F |
H |
Käämin lämpötila enint. °C. |
130 |
155 |
180 |
Ympäristön lämpötila (°C) |
40 |
40 |
40 |
Lämpötilan nousu °C. |
80 |
105 |
125 |
Lämpömarginaali °C. |
10 |
10 |
15 |
Suojausluokat IEC 60034-5 -standardin mukaisesti määrittävät, miten moottori on suojattu kosketukselta ja vedeltä. Nämä ilmoitetaan kirjaimilla IP ja kahdella numerolla. Ensimmäinen numero ilmoittaa, että kiinteä esine suojaa kosketukselta ja tunkeutumiselta. Toinen numero ilmoittaa suojauksen vedeltä. Alla on tietoja kunkin luokan edustamista.
IP 23: (2) suojaus yli 12 mm:n kohteita vastaan. (3) suoja enintään 60°:n suoraa vesisuihketta vastaan pystysuorasta.
IP 54: (5) suojaus pölyltä. (4) suojaa kaikilta suunnilta suihkutettavan veden varalta.
IP 55: (5) suojaus pölyltä. (5) suojaa matalapaineisilta vesisuihkuilta kaikista suunnista.
IEC 60034-6 -standardin mukaiset jäähdytysmenetelmät määrittävät moottorin jäähdytysmenetelmät. Tämä on merkitty kirjaimilla IC, joita seuraa sarja numeroita, jotka ilmaisevat jäähdytystyypin (ei-tuuletettu, itsejäähdytetty, pakotettu jäähdytys) ja jäähdytystilan (sisäinen jäähdytys, pintajäähdytys, suljetun piirin jäähdytys, nestejäähdytys jne.).
Asennusmenetelmä, jota edustavat kirjaimet IM ja neljä numeroa, kertoo, miten moottori on asennettu standardin IEC 60034-7 mukaisesti. Seuraavassa on kaksi esimerkkiä siitä, mitä tämä tarkoittaa.
IM 1001: kaksi laakeria, akseli, jossa on vapaatngon pää, ja staattorin runko, jossa jalat.
IM 3001: Kaksi laakeria, akseli, jossa on vapaatangon pää, staattorin runko ilman jalkoja ja suuri laippa, jossa on liukureiät.
Kolmivaiheisen sähkömoottorin voi liittää kahdella tavalla: Y (Y) tai D (Δ). Kolmivaihemoottorin käämitysvaiheet on merkitty U-, V- ja W-kirjaimella (U1-U2; V1-V2; W1-W2). Yhdysvalloissa standardeissa viitataan standardeihin T1, T2, T3, T4, T5, T6. Tähtiliitoksella (Y) "" moottorin käämityksen vaiheiden päät yhdistetään, jolloin muodostuu nollapiste. Se näyttää visuaalisesti tähdestä (Y).
Vaihejännite (vaihejännite = pääjännite/√3; esimerkiksi 400V = 690/√3) on käämityksen poikki. Virta Ih nollapistettä kohti muuttuu vaihevirraksi, ja vastaavasti vaihevirta virtaa, jos = Ih käämityksen läpi. Delta (Δ) -yhteyden myötä alku ja loppu yhdistetään eri vaiheiden välille, jolloin muodostuu delta (Δ). Tämän seurauksena käämityksen päällä on pääjännite.
Moottorin nykyinen Ih on päävirta. Tämä jakautuu käämeihin, jotta vaihevirta saadaan, Ih/√3 = jos. Sama moottori voidaan liittää 690 V:n Y-liitäntään tai 400 V:n D-liitäntään. Kummassakin tapauksessa käämityksen jännite on 400 V.
690 V:n Y-liitännän virta moottoriin on pienempi kuin 400 V:n D-liitännän. Nykyisten tasojen suhde on √3. Tällöin moottorin laatassa voi olla 690/400 V (esimerkki). Y-liitäntä on tarkoitettu korkeampaan jännitteeseen. Kuten oletettua, delta-yhteys on tarkoitettu pienempään. Virta, joka näkyy myös kilvessä, näyttää tähdellä kytketyn moottorin alemman arvon ja D-kytkettyyn moottorin korkeamman arvon.
Sähkömoottorin kääntömomentti ilmaisee roottorin kääntötehon. Jokaisella moottorilla on enimmäisvääntömomentti. Tämän vääntömomentin yläpuolella oleva kuormitus tarkoittaa, että moottori ei pysty pyörimään. Normaalikuormituksessa moottori toimii huomattavasti enimmäisvääntömomenttia alhaisemmalla tasolla, mutta käynnistysjaksoon liittyy ylimääräinen kuormitus. Moottorin ominaisuudet esitetään yleensä vääntömomenttikäyränä.
Asiantuntija-artikkelit
Energian talteenotto kompressorijärjestelmissä
30 kesäkuuta, 2022
Lue, miten hukkalämmön tuottama energia hyödynnetään vesijäähdytteisissä tai ilmajäähdytteisissä paineilmajärjestelmissä. Tarkastelemme hyödyntämismahdollisuuksia ja erilaisia energian talteenottomenetelmiä.
Electric Power
5 syyskuuta, 2022
Electricity plays a big role in the compression of air. Learn more about electric power and the relationship between active, reactive and apparent power.