50 Hz vs. Moteurs à engrenages AC 60 Hz: Quels fabricants d’exportation doivent revérifier

Une machine quitte une usine 50 Hz et arrive sur un site 60 Hz, Ou l’inverse. Le moteur à engrenages se fixe sur le même châssis et l’arbre s’accorde au même accouplement, Donc rien ne semble différent à l’extérieur. Cet ajustement physique ne confirme pas cette vitesse de sortie, Fonctionnement du frein, Ou les limites de la boîte de vitesses resteront acceptables.

La fréquence d’alimentation n’est pas un détail qu’on vérifie une fois et qu’on oublie. Cette revérification couvre les moteurs à induction triphasés en général. Avec un direct en ligne (EN BAS) Connexion, Le moteur est alimenté à la fréquence du réseau, alors que la vitesse réelle de l’arbre dépend de cette fréquence, Le nombre de poteaux moteurs, et le glissement dépendant de la charge. Avec un variateur de fréquence (VFD), Le lecteur règle la fréquence du moteur; sa propre source d’entrée doit toujours convenir au site de destination. Voici une vérification étape par étape pour les OEM exportés.

Pourquoi la fréquence d’alimentation est importante

La vitesse d’un moteur à induction en courant alternatif est liée à la fréquence d’alimentation. La vitesse synchrone suit une relation simple:

n_s = 120 × f / p

où f est la fréquence d’alimentation en hertz et p est le nombre de pôles. Pour un moteur quadripôle, 50 Hz donne une vitesse synchrone de 1500 tr/min, et 60 Hz donne 1800 tr/min.

Les moteurs réels fonctionnent légèrement en dessous de la vitesse synchrone. L’écart est le glissement, et il existe parce que le rotor doit retarder le champ rotatif pour induire du courant et produire du couple. Utilisez la vitesse nominale pour le moteur et l’état de fonctionnement sélectionnés plutôt qu’un pourcentage général de glissement.

Pour un nombre fixe de pôles, La vitesse synchrone augmente d’un facteur 1,2 de 50 Hz à 60 Hz. Si la vitesse réelle du moteur augmente à peu près de ce facteur et que le rapport de boîte de vitesses reste fixe, La vitesse de sortie augmente aussi. Ceci est une comparaison de vitesses, Pas la preuve que le moteur peut délivrer son couple ou sa puissance d’origine à la nouvelle fréquence.

Lire la plaque nominative complète du moteur

La plaque nominative est le point de départ pour vérifier ce pour quoi le moteur a été construit et conçu. Lisez tout, Utilisez ensuite la fiche technique correspondante, Instructions d’utilisation, et toute confirmation écrite du fabricant.

Chaque fréquence nominale est associée à une tension et une connexion d’enroulement spécifiées, Puissance de sortie, current, et vitesse. Une note de 50 Hz ne garantit pas à elle seule une performance à 60 Hz. Pour une exploitation directe en ligne sur un réseau différent, C’est une question de configuration, Pas une substitution plug-and-play.

La plaque nominative contient également la tension, Phase, Courant pleine charge, et vitesse nominale. La vitesse nominale est la vitesse pleine charge à la tension et à la fréquence nominales, et la différence entre celle-ci et la vitesse synchrone est le glissement. Ces valeurs appartiennent à un ensemble de conditions nominales et ne peuvent pas être appliquées séparément à une grille différente. Les capacités de service et d’ambiance déterminent si le moteur est conçu pour un service continu ou pour un service plus court, et dans quelles conditions.

Une règle relie cette section. Pour le fonctionnement à double fréquence, lire l’ensemble complet des données pour la fréquence prévue dans la plaque nominative et la documentation approuvée. Ne supposez jamais qu’un moteur 50 Hz peut être connecté à 60 Hz et fonctionner selon ses valeurs nominales d’origine.

Revérifier la machine entraînée

Si les conditions de fonctionnement sélectionnées modifient la vitesse réelle du moteur, Demandez ce que cela fait à la machine qu’il pilote.

Commencez par la vitesse de la machine requise et le cycle du procédé. Si l’équipement entraîné était spécifié autour d’une vitesse de sortie particulière, Un changement de 1,2× côté moteur modifiera cette vitesse de sortie, sauf si le rapport de démultiplication ou un dispositif de contrôle de vitesse moteur approuvé ne soit ajusté. Pour un convoyeur, Cela signifie la vitesse de la courroie. Pour un mélangeur, Cela signifie la vitesse d’agitation et le temps de mélange.

Suivant, Vérifiez le couple de charge et ses limites. Avec un système VFD bien classé, Un couple approximativement constant peut être disponible en dessous de la fréquence de base, sous réserve des limites de courant et de refroidissement. Une fois que le disque atteint sa limite de tension, Augmenter la fréquence réduit les volts par hertz: C’est l’affaiblissement du champ, Lorsque le couple disponible diminue et qu’une plage de puissance à peu près constante peut être possible dans l’enveloppe de fonctionnement approuvée. C’est différent d’augmenter la tension et la fréquence ensemble pour maintenir V/f. Un rapport d’adaptation seul ne permet pas d’établir une charge acceptable ni une augmentation de température.

Finally, Confirmez les propres limites de la machine. Paliers, Sceaux, Dispositifs de lubrification, et les composants structurels doivent rester dans leurs limites d’exploitation approuvées, Ainsi, la réévaluation n’est pas complète tant que le côté moteur n’est pas vérifié par rapport à ses propres évaluations. Un convoyeur homologué pour une seule vitesse de bande, un mélangeur dimensionné pour un taux d’agitation, Ou une ligne d’emballage construite autour d’un seul temps de cycle a toutes un plafond, et une vitesse moteur plus élevée peut pousser la machine à dépasser.

Vérifier la compatibilité électrique et thermique

C’est là qu’un changement de fréquence cesse d’être mécanique et devient électrique et thermique.

Première, Confirmez la combinaison tension-fréquence approuvée. Utilisez une combinaison tension-fréquence homologuée ou approuvée pour le moteur sélectionné. Si vous avez besoin d’une combinaison différente, obtenir les données de performance correspondantes et la confirmation du fabricant plutôt que de reprendre les notes initiales.

Deuxième, Révisez le remontage et le service ensemble. Les variations de tension et de fréquence peuvent affecter les caractéristiques de démarrage, Des défaites, et la montée de la température; L’effet dépend de la conception du moteur et du type de charge.

Troisième, Vérifie la méthode de refroidissement toute seule. Un moteur refroidi par ventilateur, qui dépend de ventilateurs montés sur l’arbre, refroidit également moins efficacement lorsqu’il tourne plus lentement, Donc consultez la documentation du fabricant plutôt que d’en déduire les performances à partir d’un ratio.

Quatrième, Considérez le fonctionnement des variateurs de fréquence comme une évaluation distincte. Un VFD n’est pas qu’une source de fréquence. Sa sortie possède une fréquence porteuse et un taux de montée de tension qui interagissent avec l’isolation du moteur et la longueur du câble, et les câbles moteurs longs peuvent pousser la surtension maximale à des niveaux qui sollicitent l’enroulement. Le fonctionnement des VFD peut également créer des problèmes de courant de relèvement et d’harmonie d’alimentation. Vérifiez les exigences du moteur et du transmission pour l’isolation des enroulements, Fréquence de commutation, Longueur du câble, Filtrage, Protection contre les courants de roulement, et refroidissement à basse vitesse. La classe d’isolation seule ne prouve pas l’adéquation de l’onduleur.

Confirmez le moteur à engrenages complet

Le moteur à engrenages est un système, et chaque pièce doit être confirmée par rapport à la nouvelle vitesse.

Vérifiez le rapport de dégranage par rapport à la vitesse de sortie cible. La vitesse de sortie découle de la vitesse du moteur divisée par le rapport, donc si la vitesse du moteur change et que le rapport reste fixe, La vitesse de sortie varie avec lui. Si la vitesse cible doit être maintenue, choisir un rapport approprié ou un point de fonctionnement VFD approuvé; Le moteur, Entraînement, et la charge doit supporter ce point de fonctionnement.

Vérifiez la vitesse d’entrée autorisée de la boîte de vitesses. La vitesse maximale réelle ou commandée du moteur doit rester à la fois dans la limite de vitesse mécanique autorisée du moteur et dans la limite de vitesse d’entrée de la boîte de vitesses. Une fréquence directe en ligne plus élevée, ou un réglage de vitesse VFD plus élevé, peut prendre une combinaison précédemment acceptable au-delà de cette limite. Vérifiez la limite documentée pour la boîte de vitesses et la configuration sélectionnées.

Vérifie le frein, Accessoires, et les classifications de contrôle. Pour un frein à libération électrique, Vérifiez le frein spécifié, rectifier, Organisation d’approvisionnement, et la durée de sortie. Ne supposez pas que son alimentation peut suivre une tension moteur modifiée ou une sortie VFD. Vérifiez les autres commandes et accessoires connectés à l’alimentation par rapport à leurs propres tensions et fréquences nominales.

Enregistrement de configuration d’exportation

Une revérification n’est utile que si elle est écrite. Utilisez un enregistrement de configuration pour capturer les conditions d’origine et de destination côte à côte, puis notez ce qui a été confirmé, quels documents étaient requis, et qui possède chaque objet. La première ligne ci-dessous est un exemple; Enregistrer les données réelles du site, y compris la phase. Pour les systèmes VFD, Enregistrez également la fréquence de sortie des moteurs séparément de la fréquence du secteur.

Le dossier oblige chaque chèque à comporter un propriétaire et un document, donc rien n’est supposé, et cela donne au site une base écrite pour la configuration.

FAQ

Un moteur 50 Hz peut-il être connecté directement à une alimentation 60 Hz? Seulement si le moteur est homologué ou spécifiquement approuvé pour la combinaison tension-fréquence de destination et la charge. Vérifiez les données 60 Hz ou obtenez la confirmation du fabricant; ne supposez pas que les cotes originales à 50 Hz soient conservées.

Le même rapport de démultiplication donne-t-il la même vitesse de sortie sur les deux grilles ?? Pas avec le même moteur direct en ligne fonctionnant à différentes vitesses réelles. Avec un rapport fixe, La vitesse de sortie suit la vitesse du moteur. Un système VFD adapté peut conserver la fréquence et la vitesse requises sur l’une ou l’autre grille, sous réserve de sa capacité d’entrée et des conditions de fonctionnement autorisées du moteur.

Si le rapport volts/hertz correspond, Le moteur est-il sûr pour fonctionner? Un rapport d’appariement n’est pas suffisant à lui seul. Confirmez la tension autorisée, current, Vitesse, Chargeabilité, et refroidissement. Quand un VFD atteint sa limite de tension et que la fréquence continue d’augmenter, La force de puissance n’est plus constante et le couple disponible diminue dans la région d’affaiblissement du champ. Alimentation des freins, Classifications accessoires, et la vitesse d’entrée de la boîte de vitesses doit encore être vérifiée séparément.

Références techniques

Pour les principes moteurs sous-jacents, voir Guide de spécification des moteurs électriques de la WEG, Sections 1.5, 3.2 et 11.3, et Manuel des moteurs basse tension d’ABB, Sections 5 et 6. Leurs évaluations spécifiques au modèle ne remplacent pas la documentation du moteur choisi.

Étape suivante

Si vous exportez une machine ou un moteur d’engrenage vers un site avec une fréquence d’alimentation différente, Envoie-nous les conditions de consommation de destination, La plaque nominative du moteur, et les exigences de la machine entraînée. Demandez-nous de revoir les options de configuration disponibles par rapport à ces entrées. Explorez notre Moteurs à induction triphasés et Moteurs à engrenages, ou Contactez-nous pour lancer une revue de configuration.