Rumah / Berita / Berita Industri / Motor Tegangan Rendah: Rentang Tegangan, Aturan Pemilihan, dan Efisiensi IE3/IE4

Motor Tegangan Rendah: Rentang Tegangan, Aturan Pemilihan, dan Efisiensi IE3/IE4

Jika papan nama pada motor bertuliskan 400 V, 415 V, 460 V atau 690 V, itu adalah motor tegangan rendah. Kesimpulannya adalah: untuk hampir setiap penggerak industri dengan daya kurang dari 1 MW, tegangan rendah adalah pilihan yang tepat, karena seluruh rantai di sekitarnya, mulai dari kontaktor dan kabel hingga soft starter dan bantalan cadangan, merupakan standar, murah, dan tersedia di mana saja. Bagian yang sulit bukanlah pita tegangan. Hal ini membuat jumlah tiang, penutup, isolasi dan kelas efisiensi tepat untuk tugas sebenarnya.

Apa Arti Ketegangan Rendah dalam Praktek

Ketegangan rendah, biasanya disingkat menjadi LT, menggambarkan pita yang IEC 60038 diklasifikasikan sebagai tegangan rendah: hingga 1.000 V AC antar fase. Di atas itu, motor menjadi tegangan menengah atau tegangan tinggi, dan arsitektur kelistrikan berubah sepenuhnya, dengan switchgear MV, terminasi kabel MV, dan starter atau penggerak dengan nilai 3,3 kV, 6,6 kV, 10 kV, atau 11 kV. Ketegangan rendah adalah istilah sehari-hari di Inggris, India, Timur Tengah, dan sebagian besar Asia; tegangan rendah adalah kata-kata yang setara dalam dokumentasi IEC dan Amerika Utara.

Hampir semua motor industri tegangan rendah adalah mesin asinkron (induksi) tiga fase antara 0,06 kW dan 1.000 kW, dengan 690 V sebagai batas praktis untuk desain standar. Motor tegangan rendah satu fasa terdapat pada tegangan 230 V, namun motor ini jarang masuk akal jika tegangannya melebihi 2,2 kW karena arus start dan ukuran rangka bertambah dengan cepat.

Tabel 1. Pita tegangan yang digunakan untuk motor industri. Ketegangan rendah mencakup tugas sehari-hari yang paling luas.
Pita tegangan Tegangan motor yang khas Rentang daya yang khas Peralatan awal
Ketegangan rendah (LV) 230, 400, 415, 460, 480, 525, 690V 0,06 hingga 1.000 kW DOL, bintang-delta, soft starter, LV VFD
Tegangan menengah (MV) 3.3, 6.6, 10, 11 meter persegi 200 kW hingga 20 MW MV soft starter atau MV VFD
Tegangan tinggi Di atas 33 kV Tidak digunakan untuk motor standar Tidak berlaku

Keuntungan komersial dari pita tegangan rendah adalah standardisasi. Kontaktor, relai beban berlebih, kelenjar kabel, kotak terminal, dan bantalan adalah barang siap pakai dengan waktu tunggu singkat, dan motor pengganti sering kali dapat diperoleh dalam hitungan hari, bukan bulan.

Bagaimana Motor Tegangan Rendah Dibangun

Motor tegangan rendah standar adalah mesin berpendingin kipas (TEFC) yang tertutup sepenuhnya. Stator membawa belitan tiga fasa dalam inti baja berlapis, rotor berbentuk sangkar tupai, poros berjalan dalam dua bantalan gelinding, dan kipas yang dipasang pada poros di bawah penutup mesin mendorong udara melintasi sirip rangka. Kotak terminal, papan nama, titik pengangkatan, dan kaki pemasangan dicetak atau dikerjakan ke dalam rangka yang sama, itulah sebabnya motor 4 kutub dari satu pemasok biasanya dapat dimasukkan ke dalam tapak pemasok lain.

Kotak terminal Stator dan rotor Kipas pendingin dan penutupnya Poros dan kunci Kaki pemasangan
Gambar 1. Motor TEFC tegangan rendah pada umumnya, menunjukkan bagian-bagian utama yang muncul pada lembar data.

Dua peringkat papan nama patut mendapat perhatian selama pengadaan. Insulasi Kelas F dengan kenaikan suhu Kelas B adalah spesifikasi industri normal: sistem belitan diberi nilai 155 °C, namun desainnya menahan kenaikan aktual dalam batas Kelas B pada beban tetapan, sehingga memperpanjang masa pakai insulasi secara signifikan. IP55 adalah penutup biasa, terlindung dari debu dan tahan terhadap pancaran air dari segala arah, yang cocok untuk ruang pompa, bengkel, dan instalasi luar ruangan yang terlindung.

Kecepatan, Torsi dan Jumlah Tiang

Jumlah tiang menentukan kecepatan, dan kecepatan menentukan torsi. Pada suplai 50 Hz, kecepatan sinkronnya adalah 3.000, 1.500, 1.000 dan 750 rpm untuk 2, 4, 6 dan 8 kutub, dan kecepatan beban penuh berada beberapa persen lebih rendah karena slip. Hubungannya sangat jelas: torsi dalam Nm sama dengan 9.550 dikalikan daya dalam kW, dibagi kecepatan dalam rpm. Oleh karena itu, motor 4 kutub berkekuatan 15 kW menghasilkan sekitar 99 Nm pada beban penuh, sedangkan putaran 15 kW yang sama untuk 8 kutub menghasilkan sekitar 199 Nm.

Tabel 2. Perkiraan kecepatan dan torsi beban penuh untuk motor tegangan rendah 15 kW pada 50 Hz dan 60 Hz.
Polandia Kecepatan pada 50 Hz Kecepatan pada 60 Hz Torsi pada 15 kW Tugas khas
2 Sekitar 2.900 rpm Sekitar 3.500 rpm Sekitar 49 Nm Pompa, kipas angin, mesin berkecepatan tinggi
4 Sekitar 1.450 rpm Sekitar 1.750 rpm Sekitar 99 Nm Tujuan umum, pompa, konveyor
6 Sekitar 960 rpm Sekitar 1.160 rpm Sekitar 149 Nm Mixer, penghancur, permulaan yang berat
8 Sekitar 720 rpm Sekitar 870 rpm Sekitar 199 Nm Konveyor lambat, pabrik, penggerak langsung

Pilih jumlah tiang berdasarkan torsi dan kecepatan yang dibutuhkan mesin yang digerakkan, bukan berdasarkan kebiasaan. Motor 2 kutub kompak dan murah tetapi menawarkan torsi berguna dalam rentang sempit, sedangkan motor penggerak langsung 8 kutub menghilangkan kotak roda gigi dengan mengorbankan bobot dan harga. Untuk tugas pompa, kipas, dan konveyor umum, mesin IE3 4 kutub seperti motor induksi efisiensi tinggi serbaguna YE3/IE3 4 kutub adalah pilihan default yang masuk akal.

YE3/IE3 General-Purpose High-Efficiency Induction Motor (4-pole) Motor Induksi Efisiensi Tinggi Serba Guna YE3/IE3 (4 kutub) Motor Induksi Efisiensi Tinggi Serba Guna YE3/IE3 (4 kutub) adalah bagian dari seri efisiensi tinggi YE3(IE3), dengan kecepatan sinkron 1500 RPM dan daya mati... Lihat Produk →

Kelas Efisiensi dan Biaya Operasional

IEC 60034-30-1 mendefinisikan kelas efisiensi internasional IE1 hingga IE4. Di UE, Peraturan 2019/1781 telah mewajibkan IE3 sebagai nilai minimum untuk sebagian besar motor tiga fase mulai dari 0,75 kW hingga 1.000 kW sejak Juli 2021, dengan IE4 diwajibkan untuk peringkat tertentu mulai Juli 2023, dan aturan efisiensi minimum serupa berlaku di banyak pasar lainnya. Sebagai patokan, motor IE3 memiliki kerugian sekitar 20% lebih rendah dibandingkan mesin IE2 dengan output yang sama.

IE3 Minimum UE untuk sebagian besar motor 0,75 hingga 1.000 kW sejak Juli 2021
90% Bagian umum dari biaya seumur hidup yang diambil oleh listrik
~20% Kerugian yang lebih rendah di IE3 dibandingkan dengan IE2 pada keluaran yang sama

Harga beli bukanlah biaya penentu. Studi siklus hidup yang dikutip oleh badan-badan energi biasanya menunjukkan bahwa listrik menyumbang lebih dari 90% dari total biaya sebuah motor selama 10 hingga 15 tahun beroperasi terus-menerus, sedangkan motor itu sendiri hanya sebagian kecil. Itulah sebabnya premi IE4 terbayar dalam waktu beberapa bulan dengan pompa 24/7 dan dapat memakan waktu bertahun-tahun jika motor berjalan beberapa ratus jam setiap tahunnya. Ketika tugas berlangsung terus-menerus dan beban hampir penuh, mesin IE4 seperti motor induksi hemat energi serbaguna YE4/IE4 4 kutub adalah pilihan yang lebih murah selama masa pakainya.

YE4/IE4 General-Purpose Energy-Saving Induction Motor (4-pole) Motor Induksi Hemat Energi Serba Guna YE4/IE4 (4 kutub) Jika model 2 kutub dibuat untuk kecepatan, Motor Induksi Hemat Energi Serba Guna YE4/IE4 4 kutub dibuat untuk kompatibilitas. Dengan kecepatan sinkron 1500 R... Lihat Produk →

Kondisi Situs Yang Mengubah Seleksi

Empat kondisi situs secara teratur mendorong proyek keluar dari default katalog:

  • Suhu lingkungan di atas 40 °C atau ketinggian di atas 1.000 m. Peringkat standar mengasumsikan suhu 40 °C dan 1.000 m, dan output harus diturunkan di atas nilai tersebut.
  • Operasi kecepatan variabel. Pasokan inverter menambah kerugian harmonik, kenaikan tegangan yang lebih cepat di terminal dan, pada rangka yang lebih besar, tegangan poros.
  • Area yang korosif, lembap, atau tercuci, dengan IP55 hanya sebagai garis dasar dan diperlukan perlindungan yang lebih tinggi ditambah sistem pengecatan yang sesuai.
  • Sering memulai dan berhenti, yang memerlukan tingkat tugas yang lebih tinggi dan sering kali memerlukan rem elektromagnetik untuk menahan atau memposisikan.

Jika kontrol kecepatan merupakan bagian dari proses, mesin dengan rating VFD seperti motor frekuensi variabel tujuan umum YVF2 4 kutub menghindari kompromi pendinginan dan isolasi motor standar pada pasokan inverter. Tugas seperti layanan pompa dan HVAC menggabungkan jam kerja yang panjang dengan torsi awal yang sederhana, yang merupakan kelas efisiensi yang memiliki pengaruh paling besar terhadap biaya pengoperasian.

YVF2 General-Purpose Variable-Frequency Motor (4-pole) Motor Frekuensi Variabel Tujuan Umum YVF2 (4 kutub) Motor Frekuensi Variabel Serbaguna YVF2 (4 kutub) menghasilkan pengaturan kecepatan yang mulus dan keserbagunaan yang kuat, cocok untuk berbagai keperluan industri umum... Lihat Produk →

Dimana Motor Tegangan Rendah Sebenarnya Gagal

Karena motor tegangan rendah banyak digunakan, pola kegagalannya terdokumentasi dengan baik. Studi keandalan motor yang diterbitkan oleh IEEE dan EPRI secara konsisten menemukan distribusi yang sama pada motor induksi tiga fase: bantalan merupakan penyebab kegagalan terbesar, diikuti oleh insulasi belitan stator, dengan masalah rotor dan poros jauh tertinggal.

Bantalan 41%
Gulungan stator 37%
Rotor dan poros 10%
Penyebab lainnya 12%
Gambar 2. Bagian kegagalan berdasarkan komponen pada motor induksi tiga fasa, berdasarkan studi keandalan motor IEEE dan EPRI.

Untuk perencanaan pemeliharaan, hal ini berarti penyelarasan, ketegangan sabuk, interval pelumasan, dan kualitas bantalan lebih penting daripada peningkatan kelistrikan apa pun. Pengoperasian inverter dapat mempercepat kerusakan bantalan melalui arus poros, itulah sebabnya motor tugas inverter yang lebih besar sering kali dilengkapi dengan bantalan berinsulasi atau cincin pembumian poros.

Ketika Ketegangan Rendah Bukan Lagi Jawaban yang Tepat

Ketegangan rendah tidak lagi ekonomis dalam tiga situasi: daya di atas sekitar 1 MW, kabel berjalan cukup panjang sehingga penurunan tegangan dan ukuran konduktor menjadi tidak praktis, dan pemasangan di mana tingkat hubung singkat pada busbar tegangan rendah membuat switchgear menjadi mahal. Motor 500 kW dengan suplai 400 V menarik daya sekitar 870 A, yang memerlukan beberapa rangkaian kabel paralel dan pemutus yang sangat besar; pada 6,6 kV motor yang sama menarik sekitar 53 A. Persilangan antara tegangan rendah dan tegangan menengah biasanya berada antara 500 kW dan 1.500 kW, dan meningkat seiring bertambahnya jarak antara starter dan motor.

Daftar Periksa Spesifikasi Sebelum Anda Memesan

Daftar periksa singkat mencegah sebagian besar kesalahan pemesanan:

  1. Pasokan: tegangan, frekuensi, jumlah fasa, dan apakah motor akan berjalan pada VFD.
  2. Titik tugas: torsi dan kecepatan yang diperlukan, jumlah tiang dan metode start.
  3. Kelas efisiensi yang dibutuhkan oleh pasar tujuan, ditambah sertifikasi apa pun seperti CE, CCC atau ISO 9001.
  4. Penutup dan insulasi: Peringkat IP, kelas insulasi, dan kenaikan suhu.
  5. Lingkungan: suhu lingkungan, ketinggian, kelembapan, atmosfer korosif atau mudah meledak.
  6. Mekanik: susunan pemasangan (B3, B5 atau B35), dimensi poros, arah putaran dan posisi kotak terminal.
  7. Komersial: ketersediaan suku cadang, waktu tunggu, dan apakah laporan pengujian dapat diberikan.

Pertanyaan Yang Sering Diajukan Tentang Motor Tegangan Rendah

Q1. Apa itu motor tegangan rendah?

Motor tegangan rendah dirancang untuk bekerja pada suplai tegangan rendah hingga 1.000 V AC. Dalam prakteknya, hampir semuanya adalah motor induksi tiga fasa dengan tegangan antara 230 V dan 690 V.

Q2. Berapa kisaran tegangan motor tegangan rendah?

Motor tegangan rendah standar dibuat untuk 230 V, 400 V, 415 V, 460 V, 480 V atau 690 V pada 50 Hz atau 60 Hz. 690 V adalah batas atas biasa.

Q3. Apa perbedaan antara motor tegangan rendah dan motor tegangan tinggi?

Motor tegangan rendah dijalankan dengan pasokan hingga 1.000 V dengan switchgear dan kabel LV standar. Motor tegangan tinggi bekerja pada tegangan 3,3 kV ke atas dan biasanya menyala di atas 500 kW.

Q4. Bagaimana cara memilih antara motor 2, 4, 6 dan 8 kutub?

Cocokkan kecepatan dan torsi mesin yang digerakkan. Pada 50 Hz, 2 kutub berjalan di dekat 2.900 rpm, 4 kutub di dekat 1.450 rpm, 6 kutub di dekat 960 rpm, dan 8 kutub di dekat 720 rpm.

Q5. Apakah motor IE3 atau IE4 sepadan dengan biaya tambahannya?

Dalam tugas terus menerus, ya. Listrik biasanya menghabiskan lebih dari 90% biaya seumur hidup, sehingga efisiensi IE3 atau IE4 membayar selisih harga dengan cepat. Pada tugas yang terputus-putus, pengembaliannya lebih lambat.

Q6. Bisakah motor tegangan rendah bekerja pada VFD?

Motor standar dapat berjalan pada VFD dalam batas tertentu, tetapi motor tugas inverter menangani harmonisa dan pendinginan dengan lebih baik. Kabel yang panjang dan frekuensi peralihan yang tinggi meningkatkan risiko belitan dan bantalan.

Q7. Apa arti IP55 pada motor tegangan rendah?

IP55 berarti enklosur terlindung dari debu dan tahan terhadap pancaran air dari segala arah, yang mencakup sebagian besar instalasi industri dalam ruangan dan instalasi luar ruangan yang terlindung.

Mendapatkan Spesifikasi yang Benar untuk Pertama Kalinya

Motor tegangan rendah adalah tulang punggung pabrik industri, dan sebagian besar kesalahan spesifikasi berasal dari memperlakukannya sebagai komoditas yang dipesan berdasarkan kilowatt saja. Tegangan, jumlah tiang, kelas efisiensi, dan penutup masing-masing memiliki pengaruh yang dapat diukur terhadap biaya energi dan waktu henti. Jika Anda memerlukan bantuan untuk mencocokkan motor dengan tugas tertentu, mengirim rincian beban, data pasokan dan lingkungan , dan bingkai, kelas efisiensi, dan opsi dapat dikonfirmasi sebelum Anda berkomitmen pada pesanan.


LAYANAN YANG DISESUAIKAN  LAYANAN YANG DISESUAIKAN  LAYANAN YANG DISESUAIKAN  LAYANAN YANG DISESUAIKAN 
LAYANAN YANG DISESUAIKAN  LAYANAN YANG DISESUAIKAN  LAYANAN YANG DISESUAIKAN  LAYANAN YANG DISESUAIKAN