Високовольтний двигунПосібник з вибору: 6 ключових параметрів, які обов’язково слід знати інженерам

Вибір моделі високовольтного двигуна є одним із найважливіших рішень щодо закупівлі в промислових проєктах. Неправильний вибір моделі може призвести, у кращому випадку, до частих несправностей та різкого зростання витрат на ремонт, а в гіршому — до зупинки виробничої лінії та аварій, пов’язаних із безпекою. СіаньЕлектродвигун Taifu SimoЗ 1955 року група компаній спеціалізується на виробництві високовольтних електродвигунів. Ця стаття, підготовлена інженерами-практиками, містить досвід з підбору та перевірки моделей і покликана допомогти інженерам із закупівель систематично освоїти 6 основних параметрів.

Під високовольтними двигунами зазвичай розуміють трифазні асинхронні або синхронні двигуни з номінальною напругою понад 1 кВ, які широко застосовуються у важкій промисловості, зокрема у гірничодобувній, цементній, металургійній, хімічній та енергетичній галузях. Діапазон потужностей охоплює значення від 55 кВт до 25 000 кВт, а складність підбору моделей значно перевищує аналогічну для звичайних низьковольтних двигунів.

Параметр 1: Номінальна напруга (визначається першою)

Номінальна напруга є першим кроком у підборі високовольтного електродвигуна і повинна відповідати системі електропостачання промислового об’єкта. У промисловості Китаю зазвичай використовуються такі рівні високої напруги:

• 6 кВ: Найпоширеніший варіант, підходить для більшості сфер важкої промисловості, вартість супутнього обладнання є відносно низькою
• 10 кВ: Призначений для об’єктів з великою потужністю (зазвичай понад 1000 кВт), забезпечує менші втрати в лініях електропередачі
• 3 кВ: Історична спадщина старих промислових районів; у нових проектах їх практично більше не використовують

Рекомендації щодо вибору моделі: насамперед слід узгодити з енергопостачальною організацією фактичну напругу в промисловій зоні, щоб уникнути неможливості роботи двигуна або втрати ККД через невідповідність напруги. При однаковій потужності двигуни на 6 кВ та 10 кВ мають різний рівень споживання струму: у двигунів на 10 кВ він менший, що дозволяє відповідно зменшити переріз кабелю, що робить їх більш економічними для живлення на великі відстані.

Simo MotorsПродукція серій YKK та YRKK охоплює всі рівні напруги: 3 кВ, 6 кВ та 10 кВ,Переглянути асортимент високовольтних електродвигунівМожна отримати детальні технічні характеристики напруги.

Параметр 2: Номінальна потужність та коефіцієнт запасу потужності

Номінальну потужність слід розраховувати з урахуванням характеристик навантаження, а не просто брати за основу значення, вказане на паспортній табличці обладнання. У інженерній практиці необхідно враховувати:

• Розрахунок навантаження: Навантаження на насос = витрата × напір × щільність середовища ÷ (ККД насоса × ККД двигуна)
• Коефіцієнт запасу потужності: Зазвичай приймають значення 1,1–1,25, а для випадків запуску під великим навантаженням — 1,3 і вище
• Корекція висоти над рівнем моря: При висоті над рівнем моря понад 1000 м потужність знижується приблизно на 11 TP3T на кожні 100 м підйому
• Корекція температури навколишнього середовища: Якщо температура навколишнього середовища перевищує 40 ℃, слід застосовувати знижені номінальні параметри

Поширена помилка: підбір двигуна безпосередньо у співвідношенні 1:1 до номінальної потужності обладнання без урахування коливань умов експлуатації та коефіцієнта запасу, що призводить до тривалої роботи двигуна в діапазоні високих навантажень і суттєвого скорочення терміну його служби.

Параметр 3: Швидкість обертання та кількість полюсів

Швидкість обертання асинхронного двигуна високої напруги визначається частотою та кількістю полюсів. При промисловій частоті 50 Гц:

• 2 полюси: номінальна частота обертання 3000 об/хв, фактична — приблизно 2960 об/хв
• 4 полюси: номінальна частота обертання 1500 об/хв, фактична — приблизно 1480 об/хв (найпоширеніший варіант)
• 6 полюсів: номінальна частота обертання 1000 об/хв, фактична — приблизно 980 об/хв
• 8-полюсний: номінальна частота обертання 750 об/хв, фактична — приблизно 730 об/хв

Ключові моменти при виборі: насамперед слід враховувати вимоги до частоти обертання навантаження, уникаючи використання редукторів (що збільшують втрати в передачі та кількість точок технічного обслуговування). Для навантажень типу вентиляторів та насосів зазвичай обирають 4- або 6-полюсні двигуни, а для низькошвидкісних навантажень з великим навантаженням, таких як дробарки, — 6- або 8-полюсні.

Параметр 4: Ступінь захисту (клас IP)

Ступінь захисту визначає придатність двигуна для різних умов експлуатації та безпосередньо впливає на термін служби:

• IP44: Захищає від потрапляння твердих частинок діаметром понад 1 мм та бризок води; підходить для використання в звичайних приміщеннях
• IP54: Захист від пилу та бризок води; підходить для приміщень із пиловим середовищем
• IP55: Захист від пилу та розпилення води, підходить для використання на відкритому повітрі або у вологих умовах (найпоширеніший варіант)
• IP65: Повна захист від пилу та розпилення води, підходить для використання на відкритому повітрі та в місцях миття

Для гірничодобувних підприємств та цементних заводів рекомендується вибирати двигуни класу захисту не нижче IP55; для хімічної промисловості та систем очищення води необхідно підбирати двигуни з відповідним антикорозійним захистом, виходячи з корозійної активності середовища.Вибухозахищений двигун XimaКрім того, ця серія відповідає вимогам щодо класу вибухозахисту,Ознайомтеся з технічними характеристиками вибухозахищених двигунів。

Параметр 5: Клас ізоляції та підвищення температури

Клас ізоляції визначає максимально допустиму робочу температуру двигуна та безпосередньо впливає на термін експлуатації та надійність:

• Ізоляція класу B: Допустима максимальна температура 130 °C, граничне підвищення температури 80 К
• Ізоляція класу F: Допустима максимальна температура 155 °C, граничне підвищення температури 105 К (наразі найпоширеніший варіант)
• Ізоляція класу H: Допустима максимальна температура 180 °C, граничне підвищення температури 125 К (для використання в умовах високих температур)

Експлуатаційний досвід: навіть при використанні ізоляції класу F, якщо фактичне підвищення температури під час роботи утримується в межах граничних значень класу B (оцінка за критеріями підвищення температури класу B), термін служби ізоляції можна подовжити приблизно удвічі. Електродвигуни серії YKK компанії «Сіма» у стандартній комплектації оснащені ізоляцією класу F; при оцінці за критеріями підвищення температури класу B їхній розрахунковий термін служби перевищує 20 років.

Параметр 6: Клас енергоефективності (клас енергозбереження)

З 2021 року офіційно набув чинності стандарт GB18613-2020 «Граничні значення енергоефективності та класи енергоефективності електродвигунів», який встановлює чіткі вимоги до ККД високовольтних електродвигунів:

• IE3 (1-й клас енергоефективності): Енергоефективні двигуни — надавати їм перевагу
• IE2 (2-й клас енергоефективності): Стандартна ефективність, що відповідає основним вимогам щодо відповідності
• IE1: Не відповідає вимогам нових стандартів; заборонено закуповувати для нових проектів

Збільшення ККД на 1 процентний пункт забезпечує річну економію електроенергії (при 5000 годин роботи) приблизно в розмірі: потужність (кВт) × 5000 годин × 1%. На прикладі двигуна потужністю 500 кВт річна економія електроенергії становить приблизно 25 000 кВт·год, що за промисловим тарифом 0,7 юаня/кВт·год дає річну економію близько 17 500 юанів.

Перелік питань для підбору двигунів високої напруги

Після підтвердження вищезазначених 6 параметрів необхідно також перевірити наступне:

• Спосіб монтажу: горизонтальний (IMB3) чи вертикальний (IMV1/IMV3)



• Спосіб охолодження: IC411 (повністю герметичне повітряне охолодження) чи IC611 (канальне вентилювання)
• Спосіб запуску: прямий запуск, плавний запуск чи запуск із частотним перетворювачем
• Вимоги до сертифікації: сертифікація CCC, сертифікація вибухозахисту (Ex), сертифікація для експорту (CE/UL)
• Постачання запасних частин: типи підшипників, ступінь стандартизації ущільнювальних елементів

Служба підтримки з підбору моделей електродвигунів «Сіма»

Група «Сіан Тайфу Сіма Електродвигуни» надає безкоштовні консультації з підбору високовольтних електродвигунів. Інженери можуть підготувати рекомендації щодо підбору на основі параметрів ваших умов експлуатації (тип навантаження, робоче середовище, умови електропостачання, вимоги до запуску), а також надати зразки та порівняння технічних характеристик.

Для отримання додаткової інформаціїПослуги з ремонту та технічного обслуговування електродвигунів, або переглянутиПовний асортимент високовольтних електродвигунів, будь ласка, звертайтеся до нашої технічної служби.

Відповіді на поширені запитання

Питання: Як вибрати двигун високої напруги та двигун низької напруги?

Відповідь: Якщо потужність перевищує 200 кВт, зазвичай рекомендується обирати двигуни високої напруги. Двигуни високої напруги мають менший струм, що дозволяє зменшити переріз кабелю та витрати на розподіл електроенергії; двигуни низької напруги забезпечують більш гнучке керування, але при великій потужності витрати на кабелі є високими. Конкретну межу слід визначати на основі комплексної оцінки з урахуванням умов електромережі конкретного проєкту.

Питання: Які особливі вимоги існують до підбору високовольтних двигунів із частотно-регульованим приводом?

Відповідь: Високовольтні двигуни, призначені для роботи з частотними перетворювачами, потребують посиленої ізоляції (для захисту від імпульсів з високим dV/dt), посиленого охолодження (оскільки при низьких частотах ефективність відведення тепла знижується) та використання підшипників, спеціально призначених для роботи з частотними перетворювачами (для запобігання корозії від струму на валу). Звичайні високовольтні двигуни не можна безпосередньо використовувати як заміну двигунів, призначених для роботи з частотними перетворювачами.

Питання: Який зазвичай термін експлуатації високовольтних двигунів?

Відповідь: Розрахунковий термін експлуатації зазвичай становить 20 років і значною мірою залежить від терміну служби ізоляції. За умови проведення профілактичного технічного обслуговування відповідно до норм (щорічні випробування ізоляції, регулярне змащування, моніторинг вібрації) високовольтні електродвигуни цілком можуть прослужити понад 20 років.

Група компаній «Сіан Тайфу Сіма Електродвигуни» | Спеціалізований виробник високовольтних електродвигунів | Заснована у 1955 році | simo.org.cn