Fatores para um Motor Elétrico de Baixa ou Média Tensão
Os motores de baixa tensão costumam ser a escolha preferida devido à familiaridade com os produtos e serviços disponíveis, bem como o custo normalmente mais baixo dos componentes individuais. No entanto, à medida que a potência (hp) aumenta, pode haver vantagens em mudar para um motor de média tensão. Motores de baixa tensão normalmente chegam a 1.000 hp, enquanto motores de média tensão podem cobrir 250 hp ou mais.
Além disso, em aplicações especiais de inversores de frequência (VFD), motores de baixa tensão podem atingir ou até mais de 5.000 hp. Esta alta classificação está preferencialmente acima do limite de baixa tensão da National Electrical Manufacturers Association (NEMA) de 600 volts, mas ainda abaixo do limite de baixa tensão da Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC) de 1.000 volts.
Saber quando selecionar o motor certo para uma aplicação pode economizar tempo, espaço e dinheiro para os usuários. Aqui estão algumas áreas a serem consideradas ao escolher entre motores elétricos de baixa e média tensão.
Cabeamento
Em motores de baixa tensão, à medida que a faixa de HP aumenta, o tamanho do cabeamento aumenta para lidar com o aumento de amperes. Com os condutores sendo um componente de cobre, esse aumento na bitola do fio pode aumentar o custo, especialmente em cabeamentos mais longos em uma grande instalação ou em uma longa distância até uma estação de bombeamento remota. Esse aumento de diâmetro também faz com que os raios de giro sejam maiores, o que aumenta a dificuldade de fazer conexões dentro das caixas de ligação. Isso pode consumir muito tempo e apresentar riscos adicionais para a equipe de manutenção durante a configuração inicial do motor.
Uma corrente mais baixa em motores de média tensão permite cabos menores (fios) mesmo em hp mais altos. O uso de cabos de bitola menor reduz o custo por pé para essas conexões de longa distância para estações de bombeamento remotas. Além disso, durante os procedimentos de conexão do motor, os fios de bitola pequena são mais fáceis de trabalhar e conectar dentro da caixa de terminais do motor. Isso pode reduzir o tempo da equipe de manutenção em fazer as conexões e reduzir o risco de danos aos cabos.
O custo do cobre como commodity e a diferença na espessura dos cabos dimensionados para máquinas de baixa tensão versus máquinas de média tensão podem ser tão grandes que esse pode ser o principal fator determinante em qual serviço de tensão é especificado. O custo mais alto do equipamento de média tensão pode ser facilmente compensado em aplicações com longos cabos de distribuição.
Tamanho
Quando o espaço é uma consideração, mais do que o tamanho do motor deve ser analisado como a escolha entre um motor de baixa ou média tensão que tenha impacto nos componentes de todo o sistema.
Os inversores de baixa tensão são menores que os inversores de média tensão quando as aplicações de velocidade variável desempenham um papel na seleção do motor. No entanto, acima de 1.000 hp essa relação começa a mudar, e o tamanho da unidade pode ser comparável ou até menor. Devido à amperagem mais baixa, os motores de média tensão também permitem o uso de interruptores menores no lado da alimentação, transformador de alimentação e controles.
Enrolamentos
Para evitar curtos-circuitos e preservar a longevidade dos enrolamentos de média tensão, eles são comumente produzidos usando um sistema de isolamento de forma bobinada. O sistema de isolamento é selado usando um sistema de vácuo impregnado por pressão (VPI), que preenche os vazios nas bobinas para proteger contra contaminação. As bobinas são organizadas fora do núcleo do estator para garantir o espaçamento ideal das voltas, o que permite o fluxo de ar ao redor das bobinas para melhorar a transferência de calor. É um processo mais trabalhoso, mas é bem adequado aos rigores dos impulsos de tensão de um sistema de média tensão. Além disso, devido aos condutores menores utilizados nos enrolamentos, existe a possibilidade de haver mais espiras, portanto há maior flexibilidade no projeto elétrico, possibilitando atingir características específicas de desempenho.
Em enrolamentos de motor de baixa tensão com condutores de diâmetro maior, há mais limitações para o projeto elétrico, mas menos necessidade de bobinas ordenadas com precisão necessárias para suportar a média tensão. Por causa disso, as máquinas de baixa tensão podem usar um design de enrolamento aleatório ou mush mais econômico com um verniz completo de imersão e cozimento que geralmente é acoplado a uma impregnação a vácuo do enrolamento para garantir que o material isolante preencha todos os vazios . O resultado é um sistema de isolamento de baixa tensão capaz de exceder os padrões da indústria para longevidade, ao mesmo tempo em que atinge as características de desempenho necessárias para uma ampla gama de aplicações.
Como todas as boas perguntas, escolher um motor de baixa ou média tensão para um sistema de bombeamento não tem uma resposta fácil. Há vários fatores a serem considerados, incluindo as especificidades do local e da instalação que afetarão qual serviço de tensão é melhor para um determinado projeto. Ao selecionar um motor para uma aplicação, avaliar esses três fatores deve fornecer o melhor motor geral para a instalação.
Wayne Paschall é especialista em mercado de produtos da ABB Inc., na divisão de grandes máquinas e geradores. Para obter mais informações, visite abb.com.
por Wayne Paschall
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