Elektriska installationer i kompressoranläggningar
30 juni, 2022
Säkerställ säker, tillförlitlig drift av ditt elektriska kompressorsystem. Lär dig viktiga elinstallationsfaktorer att ta hänsyn till, från motorer till kretsskydd.
Viktiga principer för luftkompressorns elmotor
För att generera tryckluft använder en elmotor i tryckluftskompressor energi för att producera kraft. Den vanligaste elmotorn är en trefas, kortsluten asynkronmotor. Den här motortypen används i alla typer av industrier. Den är tyst och driftsäker och ingår därför i en mängd olika system, bland annat i kompressorer.
En elmotor för luftkompressorer består av två huvuddelar, den stationära statorn och den roterande rotorn. Statorn, som är ansluten till trefasnätets strömförsörjning, skapar ett roterande magnetfält. Energin omvandlas till rörelse, dvs. mekanisk energi med rotorn.
Strömmen i statorlindningarna skapar ett roterande magnetfält som inducerar ström i rotorn. Detta resulterar även i ett magnetfält. Interaktionen mellan statorn och rotorns magnetfält skapar ett vridmoment som gör att rotoraxeln roterar.
Om induktionsmotorns axel roterar med samma hastighet som magnetfältet skulle den inducerade strömmen i rotorn vara noll. På grund av olika förluster i t.ex. lagren är detta dock omöjligt. Hastigheten är därför alltid ca 1-5 % under magnetfältets synkrona hastighet (kallas ”slirning”). (Permanentmagnetmotorer ger ingen slirning alls.)
Energiomvandlingen i en motor sker inte utan förluster. Dessa förluster beror bland annat på resistiva förluster, ventilationsförluster, magnetiseringsförluster och friktionsförluster.
Isoleringsmaterialet i motorns lindningar delas in i isoleringsklasser i enlighet med Internationella elektrotekniska kommissionens (IEC) 60085-standard. Varje klass betecknas med en bokstav som motsvarar den temperatur som är övre gränsen för tillämpningsområdet för isolering. Om den övre gränsen överskrider 10 °C under en tidsperiod minskar isoleringens livslängd med nästan hälften.
Skyddsklassning |
B |
F |
H |
Maxtemperatur °C |
130 |
155 |
180 |
Omgivningstemperatur °C |
40 |
40 |
40 |
Temperaturökning °C |
80 |
105 |
125 |
Termisk marginal °C |
10 |
10 |
15 |
Skyddsklasser, enligt IEC 60034-5, anger hur motorn är skyddad mot kontakt och vatten. Dessa anges med bokstäverna IP och två siffror. Den första siffran anger skyddet mot kontakt och penetration av ett fast föremål. Den andra siffran anger skyddet mot vatten. Se nedan för vad varje klass representerar.
IP 23: (2) skydd mot föremål större än 12 mm. (3) skydd mot vattenstänk upp till 60 grader från vertikalt läge.
IP 54: (5) skydd mot damm. (4) skydd mot vatten som sprutas från alla riktningar.
IP 55: (5) skydd mot damm. (5) skydd mot vattenstrålar med lågt tryck från alla riktningar.
Kylmetoder enligt IEC 60034-6 specificerar hur motorn kyls. Metoderna betecknas med bokstäverna IC följt av en serie siffror som representerar kylningstypen (ej ventilerad, egen ventilation, tvingad kylning) och kylningsläget (intern kylning, ytkylning, kylning med sluten krets, vätskekylning osv.).
Installationsmetoden, som representeras av bokstäverna IM och fyra siffror, anger hur motorn installeras enligt IEC 60034-7. Nedan finns två exempel på vad detta innebär.
IM 1001: två lager, en axel med fri tapp och en statorstomme på fötter.
IM 3001: två lager, en axel med fri tapp och en statorstomme utan fötter och en stor fläns med frigående fästhål.
En trefas elmotor kan anslutas på två sätt: stjärna (Y) eller delta (Δ). Lindningsfaserna i en trefasmotor är märkta U, V och W (U1-U2; V1-V2; W1-W2). Standarder i USA hänvisar till T1, T2, T3, T4, T5, T6. Med stjärnanslutningen (Y) sammanfogas ”ändarna” på motorlindningarnas faser, bildar en nollpunkt. Visuellt ser den ut som en stjärna (Y).
Över lindningen ligger det en fasspänning (fasspänning = huvudspänningen/√3; till exempel 400 V = 690/√3). Strömmen Ih in mot nollpunkten blir en fasström och det kommer alltså att flyta en fasström If = Ih genom lindningarna. Vid Δ-koppling förbinder man början och slut mellan olika faser, vilka därför bildar en triangel (Δ). Det kommer då att ligga en huvudspänning över lindningarna.
Strömmen Ih in till motorn är huvudströmmen och denna kommer att delas upp mellan lindningarna och ge en fasström , Ih/√3 = If. Samma motor kan anslutas som 690 V Y-kopplad eller 400 V Δ-kopplad. I båda fallen kommer spänningen över lindningen att vara 400 V.
En 690 V Y-koppling har lägre ström till motorn än en 400 V Δ-koppling. Förhållandet mellan strömnivåerna är √3. Med detta kan motorplattan ange 690/400 V (som exempel). Y-kopplingen är för den högre spänningen. Som underförstås gäller Δ-kopplingen för den lägre. Strömmen, som också finns angiven på skylten, visar det lägre värdet för Y-kopplad motor och det högre för Δ-kopplad.
En elmotors vridmoment är ett uttryck för rotorns vridande förmåga. Varje motor har ett maximalt vridmoment. En belastning över detta vridmoment innebär att motorn inte orkar rotera. Vid normal belastning arbetar motorn långt under sitt maxmoment, men startögonblicket innebär en extra belastning. Motorns egenskaper presenteras vanligen i en momentkurva.
Liknande artiklar
Energiåtervinning i kompressoranläggningar
30 juni, 2022
Upptäck hur energi från överskottsvärme återvinns i vattenkylda eller luftkylda tryckluftssystem. Vi kommer att gå igenom återvinningspotentialen och de olika metoderna för energiåtervinning.
Elkraft
5 september, 2022
Elkraft, eller elektricitet, spelar en viktig roll vid komprimering av luft. Läs mer om effekt och förhållandet mellan aktiv, reaktiv och skenbar effekt.