Factores para montar un motor eléctrico de baja o media tensión
Los motores de bajo voltaje suelen ser la opción preferida debido a la familiaridad con los productos y los servicios disponibles, así como al costo típicamente más bajo de los componentes individuales. Sin embargo, a medida que aumenta la potencia (hp), puede haber ventajas al cambiar a un motor de voltaje medio. Los motores de bajo voltaje generalmente alcanzan los 1000 hp, mientras que los motores de voltaje medio pueden alcanzar los 250 hp y más.
Además, en aplicaciones especiales de variador de frecuencia (VFD), los motores de bajo voltaje pueden alcanzar o incluso superar los 5000 hp. Esta alta clasificación está preferiblemente por encima del límite de bajo voltaje de 600 voltios de la Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos (NEMA), pero aún por debajo del límite de bajo voltaje de 1000 voltios de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC).
Saber cuándo seleccionar el motor adecuado para una aplicación puede ahorrar tiempo, espacio y dinero a los usuarios. Aquí hay algunas áreas a considerar al elegir entre motores eléctricos de baja y media tensión.
Cableado
En los motores de bajo voltaje, a medida que aumenta el rango de hp, aumenta el tamaño del cableado para manejar el aumento de amperios. Dado que los conductores son un componente de cobre, este aumento en el calibre del cable puede agregar costos, especialmente en tramos de cableado más largos a través de una instalación grande o en una larga distancia hasta una estación de bombeo remota. Este aumento de diámetro también hace que los radios de giro sean mayores, lo que aumenta la dificultad para realizar conexiones dentro de las cajas de terminales. Esto puede llevar mucho tiempo e introducir un riesgo adicional para el equipo de mantenimiento durante la configuración inicial del motor.
Una corriente más baja en los motores de media tensión permite cables más pequeños (conductores) incluso a mayor potencia. El uso de cables de menor calibre reduce el costo por pie para esas conexiones de larga distancia a estaciones de bombeo remotas. Además, durante los procedimientos de conexión del motor, es más fácil trabajar con los cables de calibre pequeño y conectarlos dentro de la caja de terminales del motor. Esto puede reducir el tiempo del equipo de mantenimiento para realizar las conexiones y reducir el riesgo de daños a los cables.
El costo del cobre como producto básico y la diferencia en el grosor de los cables dimensionados para máquinas de bajo voltaje versus máquinas de voltaje medio pueden ser tan grandes que este puede ser el principal factor determinante en qué servicio de voltaje se especifica. El mayor costo de los equipos de voltaje medio se puede compensar fácilmente en aplicaciones con tramos largos de cable desde la distribución.
Tamaño
Cuando el espacio es una consideración, se debe revisar más que el tamaño del motor como la elección entre un motor de voltaje bajo o medio que tiene un impacto en los componentes de todo el sistema.
Los variadores de baja tensión son más pequeños que los variadores de media tensión cuando las aplicaciones de velocidad variable desempeñan un papel en la selección del motor. Sin embargo, por encima de los 1000 hp, esta relación comienza a cambiar y el tamaño de la unidad puede ser comparable o incluso más pequeño. Debido a los amperajes más bajos, los motores de voltaje medio también permiten el uso de interruptores, transformadores de suministro y controles más pequeños.
Devanados
Para evitar cortocircuitos y preservar la longevidad de los devanados de media tensión, se fabrican comúnmente utilizando un sistema de aislamiento de bobinado de forma. El sistema de aislamiento se sella mediante un sistema de impregnación a presión al vacío (VPI), que llena los vacíos en los serpentines para protegerlos de la contaminación. Las bobinas están organizadas fuera del núcleo del estator para garantizar el espacio ideal entre las vueltas, lo que permite que el aire fluya alrededor de las bobinas para mejorar la transferencia de calor. Es un proceso que requiere más mano de obra pero se adapta bien a los rigores de los impulsos de voltaje de un sistema de voltaje medio. Además, debido a los conductores más pequeños utilizados en los devanados, existe la posibilidad de tener más vueltas, por lo que existe una mayor flexibilidad en el diseño eléctrico, lo que permite lograr características específicas de desempeño.
En los devanados de motores de bajo voltaje con conductores de mayor diámetro, existen más limitaciones en el diseño eléctrico pero menos necesidad de bobinas ordenadas con precisión requeridas para soportar el voltaje medio. Debido a esto, las máquinas de bajo voltaje pueden usar un diseño de devanado aleatorio o de devanado más rentable con un baño completo y horneado en barniz que a menudo se combina con una impregnación al vacío del devanado para garantizar que el material aislante llene todos los vacíos. . El resultado es un sistema de aislamiento de bajo voltaje que es capaz de superar los estándares de la industria en términos de longevidad mientras logra las características de rendimiento necesarias para una amplia gama de aplicaciones.
Como todas las buenas preguntas, elegir un motor de voltaje bajo o medio para un sistema de bombeo no tiene una respuesta fácil. Hay varios factores a sopesar, incluidos los detalles específicos del sitio y la instalación que afectarán qué servicio de voltaje es mejor para un proyecto determinado. Al seleccionar un motor para una aplicación, la evaluación de estos tres factores debería proporcionar el mejor motor completo para la instalación.
Wayne Paschall es especialista en el mercado de productos de ABB Inc., en la división de máquinas y generadores grandes. Para obtener más información, visite abb.com.
por Wayne Pascual
TEJIDO
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