Kasalungat na pagpili ng mga generator at electric motor

Kamakailan, may isang customer na pumunta sa amin. Sila ay gumagawa ng isang proyekto ng pabrika ng pagproseso sa ibang bansa. Ang kapasidad ng lokal na grid ng kuryente ay hindi sapat at hindi stable ang suplay ng kuryente. Kailangan nilang dalhin ang sariling set ng generator bilang pangunahing pinagkukunan ng kuryente. Ang pinakamalaking problema ng customer ay ang pagkakaroon ng ilang electric motor sa pabrika, kabilang ang mga crusher, mga bentilador, at mga conveyor belt. Nababahala sila na kung maliit ang generator, hindi ito magbibigay ng sapat na kuryente, at kung malaki naman, magiging sayang ang pera. Tinanong nila ako kung paano i-match ang generator at ang electric motor.

Ang problemang ito ay napakakaraniwan sa mga industriyal na proyekto. Ang pagkakatugma ng mga generator at electric motor. Kung ang generator ay i-ma-match lamang batay sa rated power ng electric motor, magkakaroon ng problema. Ang pangunahing dahilan ay ang biglang pagtaas ng kasalukuyang daloy (current surge) sa sandaling tumatakbo ang motor ay mas malaki kaysa sa kasalukuyang daloy sa panahon ng normal na operasyon.

Kapag nagsisimula ang motor, kinakailangan itong lumampas sa rotational inertia ng rotor at sa resistance ng load upang mapabilis mula sa bilis na nasa estado ng kahingian hanggang sa rated speed. Sa prosesong ito, tataas nang malaki ang stator current ng motor. Kapag direktang inilulunsad ang three-phase asynchronous motor, karaniwang 5 hanggang 7 beses ang starting current kumpara sa rated current. Ibig sabihin, ang kailangan na current mula sa power supply para sa isang 30kW na motor ay maaaring umabot sa 150 hanggang 210 amperes sa sandali ng direktang pagpapasimula, at ang korespondiyenteng power requirement ay mas mataas nang husto kaysa sa rated power ng motor.

Kapag ang generator kapag inilalagay ang set sa impact na ito, ang mga pangunahing indikador ay ang rate ng pagsasaayos ng transient voltage at ang oras ng pagbawi. Sa ilalim ng impact ng mataas na kasalukuyan, ang voltage sa dulo ng generator ay mababawasan agad. Kung ito ay masyadong bumaba o masyadong mabagal ang pagbawi, magdudulot ito ng hindi pagkakapareho ng contactor, mali ang pag-activate ng device ng proteksyon, at direktang i-o-off ang generator. Kaya naman, ang pagkakatugma ng mga generator at electric motor ay sa katunayan ay isang balanseng ugnayan sa pagitan ng kakayahang mag-output ng transient power ng generator at ng demand ng shock ng motor.

Ang paraan ng pagsisimula ng electric motor ang may pinakamalaking epekto sa pagpili ng generator.

Ang shock ng direct start-up ay ang pinakamalaki at mataas ang multiple ng starting current, kaya ito ay angkop para sa mga maliit na motor o kagamitan na may mataas na pangangailangan sa starting torque. Gamit ang direct start, ang generator ang kapangyarihan ay karaniwang 2.5 hanggang 3.5 na beses ang kapangyarihan ng motor. Ang tiyak na maramihan ay nakasalalay sa pagganap ng sistema ng pampagising ng generator. Ang pansamantalang tugon ng yunit na may pampagising na pangmatagalang iman o awtomatikong digital na pag-aadjust ng pampagising ay mas mainam, kaya ang maramihan ay maaaring angkop na bawasan.

Ang pagsisimula gamit ang pababang boltahe ay isang karaniwang pamamaraan upang mabawasan ang epekto, kabilang ang pagsisimula sa anyong bituin-triangle at pagsisimula gamit ang pababang boltahe ng self-coupling transformer, atbp. Ang pagsisimula sa anyong bituin-triangle ay maaaring bawasan ang pasimulang kasalukuyan sa halos isang ikatlo ng direktang pagsisimula, ngunit ang pasimulang torque ay nababawasan din nang naaayon—na angkop para sa mga device na nagsisimula nang walang karga o may magaan na karga. Sa ganitong paraan, ang kapangyarihan ng generator ay karaniwang inilalaan sa 1.5 hanggang 2 beses ang kapangyarihan ng motor.

Sa kasalukuyan, malawakang ginagamit ang mga soft starter. Sa pamamagitan ng kontroladong regulasyon ng boltahe ng silicon, maaaring pataasin nang maayos ang boltahe. Ang starting current ay maaaring kontrolin sa 2 hanggang 3 beses na ang rated current. Ang proseso ng pagpapatakbo ay matatag at maliit ang epekto nito sa generator. Kapag may kasamang soft starter, ang kapasidad ng power ng generator ay 1.2 hanggang 1.5 beses na ang kapasidad ng power ng motor.

Ang frequency converter drive ang paraan ng pagpapatakbo na may pinakamaliit na epekto. Ang starting current ay halos hindi lalampas sa rated current ng motor, at halos walang epekto ito sa generator. Gayunpaman, bilang isang nonlinear load, ang frequency converter ay magpaproduce ng harmonics. Sa pagpili nito, kailangang bigyang-pansin ang AVR performance ng generator, at i-install ang harmonic filter kung kinakailangan.

Bukod sa paraan ng pagsisimula, ang kalikasan ng karga ay mahalaga rin. Ang mga kagamitan na nangangailangan ng malakas na pagsisimula—tulad ng mga air compressor, crusher, at water pump—ay may kargang dinala habang sinusimulan, na nagdudulot ng mas malaking epekto kaysa sa pagsisimula nang walang karga. Sa kaso ng maraming motor na tumatakbo nang sabay-sabay, hindi maaaring payak na idagdag ang kapasidad ng bawat motor. Kailangan isaalang-alang ang koepisyente ng sabay na operasyon at suriin ang pinakadi-makabuti na kondisyon ng paggana—halimbawa, ang sitwasyon kung saan maraming motor ang nagsisimula nang sabay.

Kabilang din ang mga kadahilanan sa kapaligiran. Para sa bawat 1,000 metrong taas sa lebel ng dagat, bumababa ang output na kapangyarihan ng generator ng humigit-kumulang 10%, dahil ang kakaunting hangin ay nakaaapekto sa pagpapalamig at pagsusunog. Kapag ang temperatura ng kapaligiran ay lumampas sa 40℃, kailangan din bawasan ang kapangyarihan. Sa mga espesyal na kapaligiran tulad ng baybayin at disyerto, dapat din itaas ang antas ng proteksyon at anti-corrosion.

Bumalik sa pabrika ng customer para sa pagpaproseso, tinulungan namin siya na ayusin ang mga sumusunod: isang crusher na may kapasidad na 45 kW, na may mabigat na pasimula (heavy-load start), na may kasamang frequency converter; isang hanginhing makina (fan) na may kapasidad na 22 kW, na may walang beban na pasimula (no-load start), na gumagamit ng soft starter; at ilang maliit na conveyor motor na may mababang kapasidad, na direktang pinapasimula. Kasabay nito, ang operating coefficient ay 0.8, na isinasaalang-alang ang pagkakasunod-sunod ng pasimula sa ilalim ng pinakadisadvantageous na kondisyon ng paggawa, at sa huli ay inilagay ang isang generator set na may kapasidad na 120 kW na may permanent magnet excitation at digital voltage regulation. Ang feedback mula sa customer matapos ang debugging ay ang kagamitan ay maayos na napapasimula, ang pagbabago ng voltage ay nasa loob ng katanggap-tanggap na saklaw, at ang operasyon ay matatag.

Sa pangkalahatan, ang susi sa pagtutugma ng generator at ang motor ay ang tiyak na pagtataya sa epekto ng pagsisimula ng motor at ang naaangkop na pagkakasunod-sunod ng kakayahang tumugon sa transitoryo ng generator. Ang paraan ng pagsisimula, kalikasan ng karga, kondisyon ng kapaligiran, at koordinasyon ng maraming makina ay hindi maaaring kulangin. Kung ang pagpili ay matibay, mas kaunti ang mga problema sa lugar.