Bij het installeren van een compressor is het essentieel dat u begrijpt hoe elk onderdeel de andere onderdelen beïnvloedt en welke normen en voorschriften van toepassing zijn. Hier volgt een overzicht van de factoren waarmee u rekening moet houden voor een goed functionerende installatie van uw elektrische systeem.
Het kiezen van de juiste motor voor een compressor is essentieel om ervoor te zorgen dat het systeem op het meest efficiënte en effectieve niveau werkt.
Hierdoor wordt het risico op mechanische defecten geminimaliseerd en worden dure reparaties en uitvaltijd voorkomen. Hoe langer de motor meegaat en werkt, hoe meer geld er wordt bespaard.
Voor het bedrijf met luchtcompressoren, worden gewoonlijk driefasige kooiankerinductiemotoren gebruikt. Laagspanningsmotoren zijn ideaal voor een vermogen tot 450-500 kW, terwijl hoogspanningsmotoren geschikter zijn voor een hoger vermogen.
De motor, meestal luchtgekoeld, is geselecteerd om te werken bij een maximale omgevingstemperatuur van 40 °C en een hoogte van maximaal 1000 m. Sommige fabrikanten bieden standaardmotoren die een maximale omgevingstemperatuur van 46 °C aan kunnen. Bij het dimensioneren van compressorinstallaties op grotere hoogtes of bij hogere temperaturen, moet het uitgangsvermogen worden gereduceerd.
De motor is meestal op de flens gemonteerd en rechtstreeks op de compressor aangesloten. Het toerental is aangepast aan het type compressor, maar in de praktijk worden alleen 2-polige of 4-polige motoren met een toerental van 3000 omw/min gebruikt. Het nominale vermogen van de motor wordt eveneens bepaald (op 1500 omw/min).
Het gebruik van een motor met te grote afmetingen kan leiden tot
hogere kosten,
een onnodig hoge startstroom,
grotere zekeringen,
lage vermogensfactor,
en lagere efficiëntieniveaus.
Aan de andere kant kan het gebruik van een motor die te klein is voor de installatie leiden tot
Door het vermogen van de motor af te stemmen op de vereisten van de compressor, worden potentiële problemen voorkomen en wordt ervoor gezorgd dat de motor optimaal presteert. Dit is goed voor zowel de motor als de compressor, omdat ze hierdoor langer kunnen meegaan en efficiënter werken.
De beschermingsgraad van de motor is de mate waarin een motor bestand is tegen stof en water. De beschermingsgraad van de motor is gereguleerd door normen.
Het is belangrijk om te weten dat open motoren niet ideaal zijn voor gebruik met compressoren, omdat ze onvoldoende bescherming bieden tegen stof en water. Een IP23-motor is bijvoorbeeld alleen bestand tegen spatwater of fijne nevel, maar niet tegen volledige onderdompeling in vloeistof.
Het stof- en waterstraalbestendige ontwerp (IP55) verdient de voorkeur boven open motoren (IP23), die mogelijk regelmatig gedemonteerd en gereinigd moeten worden.
In andere gevallen leidt stofafzetting in de machine op den duur tot oververhitting, waardoor de levensduur wordt verkort. Aangezien de omkasting van de compressorinstallatie ook bescherming biedt tegen stof en water, kan ook een beschermingsklasse onder IP55 worden gebruikt.
Bij het kiezen van een motor is ook de startmethode van groot belang. Bij ster-driehoekstarten wordt de motor gestart met slechts een derde van het normale startkoppel. Daarom kan het nuttig zijn om de koppelcurves van de motor en de compressor met elkaar te vergelijken om een goede start van de compressor te waarborgen.
De meest voorkomende startmethoden zijn directe start, ster-driehoekstart en softstart.
Directe start is eenvoudig, maar vereist een hoge startstroom en een hoog koppel waardoor de motor beschadigd kan raken.
Ster-driehoekstart beperkt de startstroom en bestaat uit drie schakelaars, een overbelastingsbeveiliging en een timer die de motor van ster- naar driehoekschakeling schakelt.
Softstart is een geleidelijke startmethode waarbij halfgeleiderschakelaars worden gebruikt om de startstroom te beperken.
Directe start is eenvoudig en vereist alleen een schakelaar en overbelastingsbeveiliging. Het nadeel is de hoge startstroom, die 6-10 keer de nominale stroom van de motor bedraagt, en het hoge startkoppel dat bijvoorbeeld assen en koppelingen kan beschadigen.
Ster-driehoekstart wordt gebruikt om de startstroom te beperken. De starter bestaat uit drie schakelaars, een overbelastingsbeveiliging en een timer.
De motor wordt gestart met de steraansluiting en na een ingestelde tijd (wanneer het toerental 90% van het nominale toerental heeft bereikt) schakelt de timer de schakelaars zodat de motor driehoekverbonden is. Dit is de bedrijfsmodus.
Ster-driehoekstarten vermindert de startstroom tot ongeveer 1/3 ten opzichte van direct starten. Maar tegelijkertijd daalt het startkoppel ook tot 1/3.
Vanwege het relatief lage startkoppel moet de motorbelasting tijdens de startfase laag zijn, zodat de motor zijn nominale toerental bijna bereikt voordat wordt overgeschakeld naar de driehoekverbinding.
Als het toerental te laag is, wordt bij het overschakelen naar de driehoekverbinding een stroom-/koppelpiek gegenereerd die net zo groot is als bij direct starten.
Softstart (of geleidelijk starten), wat een alternatief kan zijn voor ster-driehoekstarten, is een startmethode waarbij halfgeleiders (voedingsschakelaars van het IGBT-type) in plaats van mechanische schakelaars worden gebruikt. De start is geleidelijk en de startstroom is beperkt tot ongeveer drie keer de nominale stroom.
De starters voor direct starten en ster-driehoekstarten zijn in de meeste gevallen geïntegreerd in de compressor.
Bij een grote compressorinstallatie kunnen de starters afzonderlijk in de schakelkast worden geplaatst in verband met:
(Bekijk meer informatie over het creëren van optimale werkomstandigheden in uw compressorruimte.)
NB: Een starter voor softstarten wordt vanwege warmtestraling meestal apart naast de compressor geplaatst, maar kan in de compressorinstallatie worden geïntegreerd als het koelsysteem goed wordt vastgezet. De startapparatuur van hoogspanningscompressoren bevindt zich altijd in een aparte schakelkast.
Ontdek de belangrijkste principes van elektromotoren.
In de meeste gevallen is het niet nodig om een afzonderlijke regelspanning op de compressor aan te sluiten, omdat deze al een geïntegreerde regeltransformator heeft. Het primaire uiteinde van de transformator wordt op de voeding van de compressor aangesloten. Deze opstelling biedt een betrouwbaardere werking.
Als er problemen zijn met de stroomvoorziening, stopt de compressor onmiddellijk en kan niet opnieuw worden gestart. Deze functie, met een intern gevoede regelspanning, moet worden gebruikt wanneer de starter zich niet in de buurt van de compressor bevindt.
Kabels moeten overeenkomstig de bepalingen van de norm "zo zijn gedimensioneerd dat zij onder normale bedrijfsomstandigheden niet aan buitensporige temperaturen worden blootgesteld en dat zij niet door een elektrische kortsluiting thermisch of mechanisch worden beschadigd".
Om de juiste kabels voor een taak te kiezen, moet u rekening houden met:
Om kabels te beschermen tegen kortsluitingen en overbelasting, kunt u ook gebruikmaken van zekeringen.
Bij gebruik van motoren hebt u twee soorten bescherming nodig. Kortsluitbeveiliging, zoals zekeringen, wordt gebruikt om gevaarlijke elektrische kortsluitingen te voorkomen. Overbelastingsbeveiliging, meestal de motorbescherming in de starter, schakelt de starter in en onderbreekt deze als de stroom een bepaald niveau overschrijdt. Hierdoor worden de motor en de kabels beschermd.
Kortsluitbeveiliging beschermt de starter, overbelastingsbeveiliging en kabels. Raadpleeg IEC 60364-5-52 om de juiste kabeldoorsnede te kiezen.
Maar er is nog een belangrijke factor: de "uitschakelvertraging". Dit houdt in dat de installatie zo moet zijn ontworpen dat deze snel en veilig kan worden onderbroken als er sprake is van kortsluiting. Om vast te stellen of aan de voorwaarde is voldaan, moet rekening worden gehouden met de kabellengte, de doorsnede en de kortsluitbeveiliging.
Kortsluitbeveiliging wordt aangebracht op een van de startpunten van de kabels en kan zekeringen of een stroomonderbreker omvatten. Beide opties bieden het juiste beschermingsniveau als de door u geselecteerde oplossing correct is afgestemd op het systeem.
Zekeringen werken beter bij grote kortsluitstromen, maar zorgen niet voor een volledig isolerende onderbreking en hebben lange uitschakeltijden bij kleine storingen. Stroomonderbrekers zorgen voor een snelle en volledig isolerende onderbreking, zelfs voor kleine storingen, maar vereisen meer planning. De dimensionering van de kortsluitbeveiliging is gebaseerd op de verwachte belasting, maar ook op de beperkingen van de starteenheid.
Voor kortsluitbeveiliging van de starter, zie IEC-norm 60947-4-1 Type 1 & Type 2 (IEC - International Electrotechnical Commission).
De keuze voor type 1 of type 2 is gebaseerd op de invloed die een kortsluiting heeft op de starter.
Type 1: "… in geval van kortsluiting mag de schakelaar of starter geen gevaar opleveren voor personen of installaties en is de schakelaar of starter niet meer geschikt voor verder gebruik zonder reparatie en vervanging van onderdelen."
Type 2: "… in geval van kortsluiting mag de schakelaar of starter geen gevaar voor personen of installaties opleveren en moet de schakelaar of starter geschikt zijn voor verder gebruik. Het risico van lichte laswerkzaamheden aan de schakelaars wordt erkend, in welk geval de fabrikant de onderhoudsmaatregelen moet aangeven …"
Elektromotoren verbruiken zowel actief vermogen (dat in mechanische arbeid wordt omgezet) als reactief vermogen (dat de motor magnetiseert). Het reactieve vermogen belast de kabels en de transformator. De verhouding tussen de twee wordt bepaald door de vermogensfactor cos φ. Deze ligt meestal tussen 0,7 en 0,9, waarbij de onderste waarde betrekking heeft op kleine motoren.
De vermogensfactor kan tot bijna 1 worden verhoogd door het reactieve vermogen rechtstreeks door de machine te laten opwekken met behulp van een condensator. Hierdoor hoeft er minder reactief vermogen van het net te worden afgenomen. Dit wordt gedaan om extra kosten van de energieleverancier voor het afnemen van reactief vermogen boven een bepaald niveau te voorkomen. Het helpt bovendien om zwaar belaste transformatoren en kabels te ontlasten.
Door rekening te houden met deze factoren, kunt u een goed werkend elektrisch systeem creëren dat de prestaties en levensduur van uw compressor maximaliseert.
Het gebruik van een motor die te groot is voor een luchtcompressor kan diverse nadelen hebben. Het kan leiden tot hogere kosten, een hogere startstroom, de noodzaak van grotere zekeringen, een lagere arbeidsfactor en lagere efficiëntieniveaus.
Als een motor te klein is voor de installatie, kan deze overbelast raken en kunnen er storingen optreden.
Als u nog aan het beslissen bent welke compressor u nodig hebt, vindt u hier een aantal handige tips over het kiezen van een luchtcompressor.
Meer informatie over het installeren van een compressorsysteem vindt u hieronder.
Samen met elektriciteit, water en gas houdt perslucht onze wereld draaiende. We zien het misschien niet altijd, maar perslucht is overal om ons heen. Omdat er zoveel verschillende toepassingen voor (en eisen aan) perslucht zijn, zijn compressoren nu verkrijgbaar in allerlei verschillende soorten en maten. In deze gids vertellen wij wat compressoren doen, waarom u ze nodig hebt en welke opties u hebt.
Wilt u extra hulp? Klik op de onderstaande knop, waarna een van onze experts zo spoedig mogelijk contact met u opneemt.
25 April, 2022
Er zijn een aantal beslissingen nodig bij de vaststelling van de dimensies van een persluchtinstallatie zodat dat deze voldoet aan verschillende behoeften, maximaal rendement geeft tijdens gebruik en voorbereid is op toekomstige uitbreidingen. Lees meer.
31 May, 2022
Het installeren van een compressorsysteem is eenvoudiger dan vroeger. Er moet echter nog wel met enkele zaken rekening worden gehouden en dan met name met de locatie van de compressor en hoe de ruimte rond de compressor moet worden georganiseerd. Meer informatie vindt u hier.
16 March, 2023
To generate compressed air, an air compressor electric motor uses energy to produce power. This guide explains how they work.
