Facteurs d'installation d'un moteur électrique basse ou moyenne tension
Les moteurs basse tension sont souvent un choix privilégié en raison de la familiarité avec les produits et les services disponibles, ainsi que du coût généralement inférieur des composants individuels. Cependant, à mesure que la puissance (ch) augmente, il peut y avoir des avantages à passer à un moteur à moyenne tension. Les moteurs basse tension vont généralement jusqu'à 1 000 ch tandis que les moteurs moyenne tension peuvent couvrir 250 ch et plus.
De plus, dans les applications spéciales d'entraînement à fréquence variable (VFD), les moteurs basse tension peuvent atteindre ou même dépasser 5 000 ch. Cette valeur nominale élevée est de préférence supérieure à la limite de basse tension de 600 volts de la National Electrical Manufacturers Association (NEMA), mais toujours sous la limite de basse tension de 1 000 volts de la Commission électrotechnique internationale (CEI).
Savoir quand sélectionner le bon moteur pour une application peut faire gagner du temps, de l'espace et de l'argent aux utilisateurs. Voici quelques éléments à prendre en compte lors du choix entre les moteurs électriques basse et moyenne tension.
Câblage
Dans les moteurs basse tension, à mesure que la plage de puissance augmente, la taille du câblage augmente pour gérer l'augmentation des ampères. Les conducteurs étant un composant en cuivre, cette augmentation du calibre des fils peut augmenter les coûts, en particulier sur les câbles plus longs dans une grande installation ou sur une longue distance jusqu'à une station de pompage éloignée. Cette augmentation de diamètre augmente également les rayons de spire, ce qui augmente la difficulté de connexion à l'intérieur des boîtes à bornes. Cela peut prendre du temps et introduire un risque supplémentaire pour l'équipe de maintenance lors de la configuration initiale du moteur.
Un courant plus faible dans les moteurs à moyenne tension permet des câbles plus petits (conduits) même à des puissances plus élevées. L'utilisation de fils de calibre plus petit réduit le coût par pied pour ces connexions longue distance aux stations de pompage éloignées. De plus, pendant les procédures de connexion du moteur, les fils de petit calibre sont plus faciles à utiliser et à connecter dans la boîte à bornes du moteur. Cela peut réduire le temps de l'équipe de maintenance pour effectuer les connexions et réduire le risque d'endommagement des câbles.
Le coût du cuivre en tant que produit de base et la différence d'épaisseur des fils dimensionnés pour les machines basse tension par rapport aux machines moyenne tension peuvent être si importants que cela peut être le principal facteur déterminant dans le service de tension spécifié. Le coût plus élevé des équipements moyenne tension peut facilement être compensé dans les applications avec de longs câbles de distribution.
Taille
Lorsque l'espace est une considération, plus que la taille du moteur doit être examinée comme choix entre un moteur basse ou moyenne tension qui a un impact sur les composants de l'ensemble du système.
Les variateurs basse tension sont plus petits que les variateurs moyenne tension lorsque les applications à vitesse variable jouent un rôle dans la sélection du moteur. Cependant, au-dessus de 1 000 ch, ce rapport commence à basculer et la taille du lecteur peut être comparable, voire plus petite. En raison des ampères plus faibles, les moteurs moyenne tension permettent également l'utilisation d'un appareillage de commutation côté alimentation, d'un transformateur d'alimentation et de commandes plus petits.
Bobinages
Pour éviter les courts-circuits et préserver la longévité des enroulements moyenne tension, ils sont couramment fabriqués à l'aide d'un système d'isolation à enroulement de forme. Le système d'isolation est scellé à l'aide d'un système imprégné de pression sous vide (VPI), qui remplit les vides dans les bobines pour les protéger de la contamination. Les bobines sont organisées à l'extérieur du noyau du stator pour assurer l'espacement idéal des spires, ce qui permet à l'air de circuler autour des bobines pour améliorer le transfert de chaleur. Il s'agit d'un processus plus laborieux mais bien adapté aux rigueurs des impulsions de tension d'un système moyenne tension. De plus, en raison des conducteurs plus petits utilisés dans les enroulements, il est possible d'avoir plus de tours, donc il y a une plus grande flexibilité dans la conception électrique, permettant d'obtenir des caractéristiques de performance spécifiques.
Dans les enroulements de moteur basse tension avec des conducteurs de plus grand diamètre, il y a plus de limitations à la conception électrique mais moins besoin de bobines commandées avec précision nécessaires pour résister à la moyenne tension. Pour cette raison, les machines à basse tension peuvent utiliser une conception de bobinage aléatoire ou en bouillie plus rentable avec un vernis de trempage et de cuisson approfondi qui est souvent couplé à une imprégnation sous vide de l'enroulement pour garantir que le matériau isolant remplit tous les vides. . Le résultat est un système d'isolation basse tension capable de dépasser les normes de l'industrie en matière de longévité tout en atteignant les caractéristiques de performance nécessaires pour une large gamme d'applications.
Comme toutes les bonnes questions, choisir un moteur basse ou moyenne tension pour un système de pompe n'a pas de réponse facile. Il y a plusieurs facteurs à peser, y compris les spécificités du site et de l'installation qui auront un impact sur le meilleur service de tension pour un projet donné. Lors de la sélection d'un moteur pour une application, l'évaluation de ces trois facteurs devrait fournir le meilleur moteur complet pour l'installation.
Wayne Paschall est spécialiste du marché des produits chez ABB Inc., dans la division des grosses machines et des générateurs. Pour plus d'informations, rendez-vous sur abb.com.
par Wayne Pascal
ABB
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