Các yếu tố để lắp động cơ điện thấp hoặc trung áp
Động cơ điện áp thấp thường là lựa chọn ưu tiên do quen thuộc với các sản phẩm và dịch vụ sẵn có, cũng như chi phí của các bộ phận riêng lẻ thường thấp hơn. Tuy nhiên, khi mã lực (hp) tăng lên, có thể có lợi thế khi chuyển sang động cơ điện áp trung bình. Động cơ điện áp thấp thường lên đến 1.000 mã lực trong khi động cơ điện áp trung bình có thể lên đến 250 mã lực và cao hơn.
Hơn nữa, trong các ứng dụng truyền động tần số biến thiên đặc biệt (VFD), động cơ điện áp thấp có thể lên đến hoặc thậm chí hơn 5.000 mã lực. Xếp hạng cao này tốt hơn là trên giới hạn điện áp thấp của Hiệp hội các nhà sản xuất điện quốc gia (NEMA) là 600 vôn nhưng vẫn theo giới hạn điện áp thấp của Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế (IEC) là 1.000 vôn.
Biết khi nào chọn đúng động cơ cho ứng dụng có thể giúp người dùng tiết kiệm thời gian, không gian và tiền bạc. Dưới đây là một số lĩnh vực cần xem xét khi lựa chọn giữa động cơ điện hạ thế và trung áp.
Cáp
Trong động cơ điện áp thấp, khi dải mã lực tăng lên, kích thước của cáp tăng lên để xử lý sự gia tăng của ampe. Với các dây dẫn là thành phần đồng, sự gia tăng về khổ dây này có thể làm tăng thêm chi phí, đặc biệt là trên các tuyến cáp dài hơn chạy qua một cơ sở lớn hoặc trên một khoảng cách xa đến một trạm bơm ở xa. Sự gia tăng đường kính này cũng làm cho bán kính rẽ lớn hơn, làm tăng khó khăn trong việc kết nối trong các hộp đầu cuối. Điều này có thể tốn thời gian và gây thêm rủi ro cho đội bảo trì trong quá trình thiết lập động cơ ban đầu.
Dòng điện thấp hơn trong động cơ điện áp trung bình cho phép cáp (dây dẫn) nhỏ hơn thậm chí ở mã lực cao hơn. Việc sử dụng các dây dẫn khổ nhỏ hơn làm giảm chi phí trên mỗi foot cho các kết nối đường dài đến các trạm bơm ở xa. Ngoài ra, trong quá trình kết nối động cơ, các dây đo nhỏ dễ làm việc và kết nối trong hộp đấu dây động cơ hơn. Điều này có thể làm giảm thời gian của đội bảo trì trong việc kết nối và giảm nguy cơ hư hỏng cáp.
Giá thành của đồng như một loại hàng hóa và sự khác biệt về độ dày của dây dẫn có kích thước đối với máy điện áp thấp so với máy điện trung áp có thể lớn đến mức đây có thể là yếu tố quyết định chính trong dịch vụ điện áp được chỉ định. Chi phí cao hơn của thiết bị trung áp có thể dễ dàng được bù đắp trong các ứng dụng có đường cáp dài từ phân phối.
Kích thước
Khi không gian là vấn đề cần cân nhắc, nên xem xét nhiều hơn kích thước động cơ như sự lựa chọn giữa động cơ điện áp thấp hoặc trung áp có tác động đến các thành phần trong toàn bộ hệ thống.
Bộ truyền động điện áp thấp nhỏ hơn bộ truyền động trung áp khi các ứng dụng tốc độ thay đổi đóng một vai trò trong việc lựa chọn động cơ. Tuy nhiên, trên 1.000 mã lực, tỷ lệ này bắt đầu thay đổi và kích thước ổ đĩa có thể tương đương hoặc thậm chí nhỏ hơn. Do ampe thấp hơn, động cơ trung áp cũng cho phép sử dụng thiết bị chuyển mạch phía nguồn cung cấp nhỏ hơn, máy biến áp cung cấp và bộ điều khiển.
Quanh co
Để ngăn ngừa ngắn mạch và duy trì tuổi thọ của cuộn dây trung áp, chúng thường được sản xuất bằng cách sử dụng hệ thống cách điện dạng quấn. Hệ thống cách nhiệt được làm kín bằng cách sử dụng hệ thống ngâm tẩm áp suất chân không (VPI), lấp đầy các khoảng trống trong các cuộn dây để bảo vệ khỏi bị nhiễm bẩn. Các cuộn dây được tổ chức bên ngoài lõi stato để đảm bảo khoảng cách giữa các vòng xoắn lý tưởng, cho phép luồng không khí xung quanh các cuộn dây để cải thiện khả năng truyền nhiệt. Đây là một quá trình tốn nhiều công sức hơn nhưng rất phù hợp với sự khắc nghiệt của xung điện áp của hệ thống trung thế. Ngoài ra, do các dây dẫn nhỏ hơn được sử dụng trong các cuộn dây, có khả năng có nhiều vòng hơn, do đó, có tính linh hoạt cao hơn trong thiết kế điện, làm cho nó có thể đạt được các đặc tính hiệu suất cụ thể.
Trong cuộn dây động cơ điện áp thấp có dây dẫn đường kính lớn hơn, có nhiều hạn chế hơn đối với thiết kế điện nhưng ít cần các cuộn dây được sắp xếp chính xác để chịu được điện áp trung bình. Do đó, các máy điện áp thấp có thể sử dụng thiết kế cuộn dây ngẫu nhiên hoặc hỗn hợp tiết kiệm chi phí hơn với việc nhúng và nung kỹ lưỡng trong vecni thường được kết hợp với ngâm tẩm chân không của cuộn dây để đảm bảo rằng vật liệu cách điện lấp đầy tất cả các khoảng trống . Kết quả là một hệ thống cách điện hạ thế có khả năng vượt quá tiêu chuẩn công nghiệp về tuổi thọ trong khi vẫn đạt được các đặc tính hiệu suất cần thiết cho một loạt các ứng dụng.
Giống như tất cả các câu hỏi hay khác, nên chọn động cơ hạ áp hay trung áp cho hệ thống máy bơm không có câu trả lời dễ dàng. Có một số yếu tố cần cân nhắc, bao gồm các chi tiết cụ thể về địa điểm và lắp đặt sẽ ảnh hưởng đến dịch vụ điện áp nào là tốt nhất cho một dự án nhất định. Khi chọn động cơ cho một ứng dụng, việc đánh giá ba yếu tố này sẽ cung cấp động cơ toàn diện tốt nhất cho cơ sở.
Wayne Paschall là chuyên gia thị trường sản phẩm của ABB Inc., trong bộ phận máy móc và máy phát điện lớn. Để biết thêm thông tin, hãy truy cập abb.com.
qua Wayne Paschall
ABB
www.pumpsandsystems.com