Instalacja sprężarki wymaga zrozumienia, w jaki sposób poszczególne elementy wpływają na pozostałe oraz jakie normy i przepisy mają zastosowanie. Oto przegląd czynników, które należy wziąć pod uwagę w celu zapewnienia prawidłowego funkcjonowania instalacji elektrycznej.
Wybór odpowiedniego silnika sprężarki jest niezbędny do zapewnienia, że układ działa na najbardziej wydajnym i efektywnym poziomie.
Minimalizuje to ryzyko awarii mechanicznej i zapobiega kosztownym naprawom i przestojom. Im dłużej silnik pracuje i pracuje, tym więcej pieniędzy jest zaoszczędzonych.
Silnik jest zwykle chłodzony wentylatorem i wybierany do pracy w temperaturach do 40°C i na wysokości 1000 m. Niektórzy producenci oferują standardowe silniki o maksymalnej temperaturze otoczenia wynoszącej 46°C. Podczas wymiarowania instalacji sprężarek na wyższych wysokościachlub wyższych temperaturach wydajność musi zostać obniżona.
Silnik jest zwykle montowany na kołnierzu i bezpośrednio podłączony do sprężarki. Prędkość jest dostosowana do typu sprężarki, ale w praktyce tylko silniki 2-biegunowe lub 4-biegunowe o odpowiednich prędkościach 3,000 obr./min. Określa się również moc znamionową silnika (przy 1,500 obr./min).
Użycie silnika o zbyt dużych wymiarach może spowodować
wyższe koszty,
niepotrzebnie wysoki prąd rozruchowy,
większe bezpieczniki,
niski współczynnik mocy,
i obniżony poziom efektywności.
Z drugiej strony, użycie silnika, który jest zbyt mały do instalacji może spowodować
Dopasowanie mocy silnika do wymagań sprężarki pomaga uniknąć potencjalnych problemów i zapewnia najlepszą wydajność silnika. Jest to dobre zarówno dla silnika, jak i sprężarki, ponieważ pomaga im dłużej pracować i pracować wydajniej.
Klasa ochrony silnika jest miarą tego, jak dobrze silnik może wytrzymać kurz i wodę. Klasa ochrony silnika jest regulowana normami.
Należy pamiętać, że otwarte silniki nie są idealne do stosowania ze sprężarkami, ponieważ nie zapewniają odpowiedniej ochrony przed kurzem i wodą. Na przykład silnik IP23 będzie w stanie wytrzymać tylko rozpryski wody lub drobną mgłę, ale nie całkowite zanurzenie w cieczy.
Konstrukcja odporna na kurz i wodę (IP55) jest preferowana w porównaniu z silnikami otwartymi (IP23), które mogą wymagać regularnego demontażu i czyszczenia.
W innych przypadkach osady kurzu w maszynie mogą ostatecznie spowodować przegrzanie, co skutkuje skróceniem żywotności. Ponieważ obudowa zespołu sprężarek chroni również przed pyłem i wodą, można również zastosować klasę ochrony poniżej IP55.
Metoda rozruchu jest również ważna do rozważenia przy wyborze silnika. W przypadku rozruchu w układzie gwiazdowym/delta silnik jest uruchamiany tylko z jedną trzecią normalnego momentu rozruchowego, więc porównanie krzywych momentu obrotowego silnika i sprężarki może być przydatne w celu zapewnienia prawidłowego uruchomienia sprężarki.
Najczęstszymi metodami rozruchu są start bezpośredni, start gwiazdowy/delta i start miękki.
Bezpośredni rozruch jest prosty, ale ma wysoki prąd rozruchowy i moment obrotowy, który może uszkodzić silnik.
Star/delta-start ogranicza prąd rozruchowy i składa się z trzech styczników, zabezpieczenia przed przeciążeniem i timera, który przełącza silnik z połączenia gwiazdowego na delta.
Miękki start jest metodą stopniowego uruchamiania, która wykorzystuje przełączniki półprzewodnikowe do ograniczenia prądu rozruchowego.
Bezpośredni rozruch jest prosty i wymaga tylko stycznika i zabezpieczenia przed przeciążeniem. Wadą jest wysoki prąd rozruchowy, który jest 6–10 razy większy od prądu znamionowego silnika, oraz jego wysoki moment rozruchowy, który może na przykład uszkodzić wały i sprzęgła.
Gwiazdka/delta-start służy do ograniczenia prądu rozruchowego. Rozrusznik składa się z trzech styczników, zabezpieczenia przed przeciążeniem i wyłącznika czasowego.
Silnik jest uruchamiany za pomocą połączenia gwiazdowego i po upływie określonego czasu (gdy prędkość osiągnie 90% prędkości znamionowej), timer przełącza styczniki tak, aby silnik był połączony z siecią delta, co jest trybem pracy.
Początek gwiazdy/delta zmniejsza prąd początkowy do około 1/3 w porównaniu do startu bezpośredniego. Jednocześnie jednak moment rozruchowy również spada do 3.
Stosunkowo niski moment rozruchowy oznacza, że obciążenie silnika powinno być niskie podczas fazy rozruchu, tak aby silnik praktycznie osiągnął swoją prędkość znamionową przed przełączeniem na połączenie delta.
Jeśli prędkość jest zbyt niska, po przełączeniu na połączenie delta zostanie wygenerowany szczytowy prąd/moment obrotowy tak duży, jak przy bezpośrednim uruchomieniu.
Miękki start (lub stopniowy start), który może być alternatywną metodą startu dla startów gwiazda/delta-start, to starter składający się z półprzewodników (wyłączników zasilania typu IGBT) zamiast styczników mechanicznych. Początek jest stopniowy, a prąd rozruchowy jest ograniczony do około trzech razy większego prądu znamionowego.
Rozruszniki do rozruchu bezpośredniego i startów gwiazdowych/delta są w większości przypadków zintegrowane ze sprężarką.
W przypadku dużych sprężarek urządzenia mogą być umieszczone oddzielnie w rozdzielnicy ze względu na:
(Więcej informacji na temat tworzenia optymalnych warunków pracy w pomieszczeniu sprężarek można znaleźć w części.)
Należy pamiętać, że rozrusznik do łagodnego rozruchu jest zwykle umieszczony oddzielnie, obok sprężarki z powodu promieniowania cieplnego. ale może być zintegrowany z zespołem sprężarki, pod warunkiem, że układ chłodzenia został prawidłowo zabezpieczony. Sprężarki zasilane wysokonapięciowo mają zawsze wyposażenie rozruchowe w oddzielnej szafce elektrycznej.
W większości przypadków nie ma potrzeby podłączania oddzielnego napięcia sterującego do sprężarki, ponieważ jest ona już wyposażona w zintegrowany transformator sterujący. Główny koniec transformatora jest podłączony do zasilania sprężarki, układ ten zapewnia bardziej niezawodną pracę.
Jeśli wystąpią jakiekolwiek problemy z zasilaniem, sprężarka zostanie natychmiast zatrzymana i nie uruchomi się ponownie. Ta funkcja, z jednym wewnętrznym napięciem sterującym, powinna być używana, gdy rozrusznik znajduje się daleko od sprężarki.
Przewody, zgodnie z przepisami normy, powinny "być wymiarowane tak, aby podczas normalnej pracy nie doświadczały nadmiernych temperatur i aby nie zostały uszkodzone termicznie lub mechanicznie przez zwarcie elektryczne".
Aby wybrać odpowiednie kable do pracy, należy wziąć pod uwagę:
Bezpieczniki mogą być również używane do ochrony kabli przed zwarciami i przeciążeniami.
Podczas korzystania z silników, potrzebujesz dwóch rodzajów ochrony. Zabezpieczenie przed zwarciem, takie jak bezpieczniki, służy do zapobiegania niebezpiecznym zwarciom elektrycznym. Zabezpieczenie przeciążeniowe, które jest zwykle zabezpieczeniem silnika zawartym w rozruszniku, wyłącza i przerywa rozrusznik, jeśli prąd przekroczy określony poziom. Chroni to silnik i jego przewody.
Zabezpieczenie przed zwarciem zabezpiecza rozrusznik, zabezpieczenie przed przeciążeniem i przewody. Aby wybrać odpowiedni rozmiar kabla, patrz IEC 60364-5-52.
Ale jest jeszcze jeden ważny czynnik:"Stan potknięcia". Oznacza to, że instalacja powinna być zaprojektowana tak, aby szybko i bezpiecznie przerwać w przypadku zwarcia. Aby upewnić się, że warunek jest spełniony, należy wziąć pod uwagę długość kabla, przekrój i zabezpieczenie przed zwarciem.
Zabezpieczenie przed zwarciem jest umieszczone na jednym z punktów startowych kabli i może obejmować bezpieczniki lub wyłącznik automatyczny. Każda z opcji zapewnia odpowiedni poziom ochrony, biorąc pod uwagę, że wybrane rozwiązanie jest prawidłowo dopasowane do systemu.
Bezpieczniki działają lepiej w przypadku dużych prądów zwarciowych , ale nie tworzą w pełni izolującej przerwy i mają długie czasy wyzwalania w przypadku małych usterek.Wyłączniki automatyczne tworzą szybką i w pełni izolującą przerwę, nawet w przypadku małych usterek, ale wymagają większego planowania. Wymiarowanie zabezpieczenia przed zwarciem zależy od oczekiwanego obciążenia i ograniczeń rozrusznika.
Aby uzyskać informacje na temat zabezpieczenia przed zwarciem rozrusznika, patrz norma IEC (Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna) 60947-1-1 & Typ 4-1 typ 2.
Wybór typu 2 lub zależy od tego, w jaki sposób zwarcie wpłynie na rozrusznik.
Typ i: "… w warunkach zwarcia stycznik lub rozrusznik nie mogą stwarzać zagrożenia dla osób lub instalacji i mogą nie być odpowiednie do dalszej obsługi bez naprawy i wymiany części."
Typ 2: "… w warunkach zwarcia stycznik lub rozrusznik nie mogą stwarzać zagrożenia dla osób lub instalacji i powinny być odpowiednie do dalszego użytkowania. Ryzyko lekkiego spawania styczników jest rozpoznawane, w takim przypadku producent wskazuje środki utrzymania …"
Silniki elektryczne zużywają zarówno moc czynną (która zamienia się w pracę mechaniczną), jak i moc bierną (która magnesuje silnik). Moc bierna obciąża kable i transformator. Współczynnik mocy, cos φ, określa zależność między tymi dwoma, zwykle jest to między 0.7 a 0.9, przy mniejszych silnikach o niższej wartości.
Współczynnik mocy można zwiększyć do praktycznie jednego, generując moc bierną bezpośrednio przez maszynę za pomocą kondensatora. Oznacza to, że nie musisz pobierać tak dużej mocy biernej z sieci elektrycznej. Ma to na celu uniknięcie dodatkowych opłat od dostawcy energii za pobieranie mocy biernej powyżej określonego poziomu. Pomaga również odciążyć mocno używane transformatory i kable.
Biorąc pod uwagę te czynniki, można stworzyć prawidłowo funkcjonujący układ elektryczny, który maksymalizuje wydajność i żywotność sprężarki.
Używanie silnika zbyt dużego dla sprężarki powietrza może prowadzić do różnych wad. Może to skutkować wyższymi wydatkami, zwiększonym prądem rozruchowym, potrzebą większych bezpieczników, niższym współczynnikiem mocy i obniżonym poziomem wydajności.
Jeśli silnik jest niewymiarowy do jego instalacji, może stać się przeciążony i podatny na awarie.
Jeśli nadal decydujesz, jakiej sprężarki potrzebujesz, oto kilka przydatnych wskazówek dotyczącychwyboru sprężarki powietrza.
Wraz z elektrycznością, wodą i gazem sprężone powietrze odgrywa kluczową rolą. Możemy tego nie dostrzegać, ale sprężone powietrze jest wokół nas. Ze względu na to, że istnieje wiele różnych zastosowań sprężonego powietrza (i potrzeb z nim związanych), sprężarki są obecnie dostępne w różnych wersjach i rozmiarach. W tym przewodniku przedstawiono funkcje sprężarek, objaśniono powody, dla których ich potrzebujesz, oraz zaprezentowano rodzaje dostępnych opcji.
Czy chcesz uzyskać dodatkową pomoc? Kliknij poniższy przycisk, a wkrótce skontaktuje się z Tobą jeden z naszych ekspertów.
25 kwietnia, 2022
Przy doborze instalacji sprężonego powietrza należy podjąć szereg decyzji, aby dostosować ją do różnych potrzeb, zapewnić maksymalną ekonomikę eksploatacji i być przygotowanym na przyszłą rozbudowę.
31 maja, 2022
Instalowanie systemu sprężonego powietrza jest prostsze niż kiedyś. Należy pamiętać o kilku kwestiach, przede wszystkim o tym, gdzie umieścić sprężarkę i jak zorganizować pomieszczenie wokół sprężarki. Czytaj więcej...
16 marca, 2023
Dowiedz się o podstawach silników elektrycznych i ich dopasowaniu do współczesnych sprężarek.
