1. लोड के प्रकार को समझना
किसी भी मोटर के चयन की प्रक्रिया में पहला कदम संचालित भार का निर्धारण करना है। इससे संपूर्ण परिचालन सीमा में टॉर्क और गति की आवश्यकताओं का पता चलता है, जो बदले में आवश्यक मोटर प्रकार, पावर रेटिंग, पोल संख्या और यह निर्धारित करता है कि वीएफडी या गियरबॉक्स की आवश्यकता है या नहीं। भार की तीन मूलभूत श्रेणियां हैं।
गति चाहे कुछ भी हो, टॉर्क लगभग स्थिर रहता है। इसलिए आवश्यक मोटर शक्ति गति के अनुपात में बढ़ती है। उदाहरण: कन्वेयर, धनात्मक-विस्थापन पंप, कंप्रेसर, मिक्सर और होइस्ट। मोटर का आकार ऐसा होना चाहिए कि वह न्यूनतम परिचालन गति पर पर्याप्त टॉर्क प्रदान कर सके, जिसमें पूर्ण भार पर स्टार्टिंग के दौरान भी टॉर्क शामिल है।
टॉर्क गति के वर्ग के अनुपात में बढ़ता है; शक्ति गति के घन के अनुपात में बढ़ती है। उदाहरण: अपकेंद्री पंप, पंखे और ब्लोअर। निर्धारित गति के 50 प्रतिशत पर, लोड को केवल निर्धारित टॉर्क का 25 प्रतिशत और निर्धारित शक्ति का 12.5 प्रतिशत ही चाहिए होता है। यह विशेषता परिवर्तनीय टॉर्क लोड को VFD गति नियंत्रण के लिए आदर्श बनाती है, जहाँ कम प्रवाह आवश्यकताओं पर भी बड़ी मात्रा में ऊर्जा की बचत की जा सकती है।
गति बढ़ने पर टॉर्क घटने के साथ-साथ पावर स्थिर रहती है। उदाहरण: धातु काटने वाली मशीनें (स्पिंडल ड्राइव), वाइंडिंग मशीनें और कुछ रोलिंग मिल ड्राइव। स्थिर पावर लोड के लिए मोटर का चयन करते समय यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि मोटर उच्चतम आवश्यक गति पर पूरी रेटेड पावर और ऑपरेटिंग रेंज में सबसे कम गति पर काटने या वाइंडिंग बल के लिए पर्याप्त टॉर्क प्रदान कर सके।
लोड के प्रकार की पहचान पहले करने से मोटर के आकार में अत्यधिक बदलाव की सबसे आम गलती से बचा जा सकता है: एक ऐसे मोटर का चयन करना जिसका आकार सेंट्रीफ्यूगल लोड पर स्टार्टिंग टॉर्क के लिए उपयुक्त हो, जबकि उस लोड को आधी गति पर केवल रेटेड टॉर्क का 12.5 प्रतिशत ही चाहिए होता है। अत्यधिक आकार का मोटर अपने अधिकांश ऑपरेटिंग रेंज में कम पावर फैक्टर और कम दक्षता पर चलता है, जिससे ऊर्जा लागत और रिएक्टिव पावर शुल्क दोनों बढ़ जाते हैं।
2. मोटर शक्ति गणना
लोड टॉर्क-स्पीड विशेषता ज्ञात हो जाने पर, आवश्यक मोटर शाफ्ट पावर की गणना की जा सकती है। आवश्यक पावर सबसे खराब परिचालन स्थिति (आमतौर पर अधिकतम गति पर अधिकतम लोड) के लिए पर्याप्त होनी चाहिए, जिसमें आरंभिक स्थितियों और लोड भिन्नताओं के लिए सर्विस फैक्टर लागू किया गया हो।
| आवेदन | आरंभिक सेवा कारक | चल रहा सेवा कारक | नोट्स |
|---|---|---|---|
| अपकेंद्री पंप / पंखा | 1.0 | 1.0–1.15 | कम स्टार्टिंग टॉर्क; अधिकतम ऑपरेटिंग पॉइंट के लिए उपयुक्त आकार |
| बेल्ट कन्वेयर (लोडिंग शुरू) | 1.5 | 1.15–1.25 | उच्च जड़त्व या भारयुक्त प्रारंभ के लिए स्टार्टिंग टॉर्क मार्जिन की आवश्यकता होती है। |
| स्क्रू कंप्रेसर | 1.5–2.0 | 1.25 | बिना लोड के स्टार्ट करना संभव है; सॉफ्ट स्टार्टर या स्टार-डेल्टा स्टार्टर का उपयोग करें। |
| एजिटेटर / मिक्सर | 2.0–2.5 | 1.25–1.5 | उच्च श्यानता बैच प्रारंभ सबसे खराब स्थिति है। |
| होइस्ट / क्रेन | 2.0–3.0 | 1.5 | पूर्ण निलंबित भार के तहत प्रारंभ करना; ब्रेक मोटर का उपयोग करें |
आवश्यक मोटर शक्ति की गणना करने के बाद, इसे श्रृंखला में अगले मानक IEC शक्ति रेटिंग (0.18, 0.25, 0.37, 0.55, 0.75, 1.1, 1.5, 2.2, 3.0, 4.0, 5.5, 7.5, 11, 15, 18.5, 22, 30, 37, 45, 55, 75, 90, 110, 132, 160, 200 kW) तक पूर्णांकित करें। गणना की गई आवश्यकता से एक मानक आकार से अधिक की मोटर का चयन करने से बचें, क्योंकि इससे पूंजी लागत बढ़ जाती है और आंशिक-भार दक्षता और शक्ति गुणांक कम हो जाता है।
3. गति, ध्रुव और गियरिंग
मोटर की गति (प्रति मिनट चक्करों में) चुंबकीय ध्रुवों की संख्या और आपूर्ति आवृत्ति द्वारा निर्धारित होती है। 50 हर्ट्ज़ पर, चार मानक ध्रुव विन्यास निम्नलिखित तुल्यकालिक गति और लगभग पूर्ण-भार गति उत्पन्न करते हैं:
जब अपेक्षित आउटपुट गति किसी मानक मोटर गति से मेल नहीं खाती, तो मोटर और लोड के बीच गति को कम (या कभी-कभी बढ़ाने) के लिए गियरबॉक्स का उपयोग किया जाता है। आवश्यक गियर अनुपात मोटर गति को अपेक्षित आउटपुट गति से भाग देने पर प्राप्त होता है। उदाहरण के लिए, 1,450 rpm पर चलने वाली 4-पोल मोटर से 28 rpm की आवश्यकता वाले कन्वेयर के लिए लगभग 52:1 के गियर अनुपात की आवश्यकता होती है। यह आमतौर पर कम टॉर्क के लिए वर्म गियरबॉक्स या उच्च शक्ति पर निरंतर भारी कार्य के लिए हेलिकल गियरबॉक्स द्वारा प्राप्त किया जाता है।
चयन सुझाव: जब आवश्यक आउटपुट गति 50 से 300 आरपीएम के बीच हो, तो दो-चरण गियरबॉक्स वाले 4-पोल मोटर की कुल लागत की तुलना एकल-चरण गियरबॉक्स वाले 6-पोल या 8-पोल मोटर से करें। बाद वाला विकल्प अक्सर एजिटेटर और कन्वेयर अनुप्रयोगों के लिए ड्राइवट्रेन की जटिलता, रखरखाव बिंदुओं और कुल स्थापना लागत को कम करता है। कोरिया एवर-पावर का गियरमोटर संयोजन वर्म, हेलिकल और बेवल-हेलिकल रिड्यूसर के साथ मेल खाने वाले सभी चार पोल कॉन्फ़िगरेशन को कवर करता है।
4. ड्यूटी साइकिल और सर्विस फैक्टर
IEC 60034-1 नौ मानक ड्यूटी प्रकारों (S1 से S9 तक) को परिभाषित करता है जो यह वर्णन करते हैं कि समय के साथ मोटर के लोड और विश्राम की अवधि कैसे बदलती है। ड्यूटी चक्र मोटर पर थर्मल लोडिंग निर्धारित करता है और आवश्यक पावर रेटिंग को सीधे प्रभावित करता है।
मोटर तापीय संतुलन प्राप्त करने के लिए पर्याप्त समय तक स्थिर भार पर निरंतर चलती है। यह सबसे आम प्रकार की मोटर है जिसका उपयोग पंप, पंखे, कंप्रेसर और कन्वेयर में किया जाता है। मोटर को नेमप्लेट पावर पर निरंतर संचालन के लिए रेट किया गया है।
मोटर एक निश्चित अवधि (10, 30, 60 या 90 मिनट) के लिए स्थिर भार पर चलती है, फिर परिवेशी तापमान तक पूरी तरह से ठंडा होने के लिए पर्याप्त समय तक रुक जाती है। वाल्व और स्लुइस गेट एक्चुएटर, आंतरायिक मशीन उपकरण। कम समय तक चलने वाली मोटरें अपनी निर्धारित संचालन अवधि के लिए S1 निरंतर शक्ति से अधिक रेटेड हो सकती हैं।
मोटर एक निश्चित चक्र में लोड और विश्राम अवधियों के बीच बारी-बारी से चलती है, और किसी भी अवस्था में ऊष्मीय संतुलन तक नहीं पहुँचती। चक्रीय कार्य गुणांक (सीडीएफ) चालू समय और कुल चक्र समय का अनुपात होता है। पैकेजिंग मशीनें, प्रेस और एलिवेटर ड्राइव अक्सर 25 से 60 प्रतिशत के सीडीएफ के साथ एस3 कार्य गुणांक पर संचालित होते हैं।
S4 में आरंभिक तापीय प्रभाव शामिल है। S5 में ब्रेकिंग चक्र शामिल हैं। S6 में आंतरायिक ओवरलोड के साथ निरंतर संचालन शामिल है। S7 और S8 में मोटर ब्रेकिंग और गति-परिवर्तन संबंधी कार्य शामिल हैं। ये कार्य प्रकार क्रेन, होइस्ट और रोलिंग मिल अनुप्रयोगों के लिए प्रासंगिक हैं, जहां बार-बार त्वरण-मंदी चक्र मोटर वाइंडिंग पर अतिरिक्त तापीय तनाव डालते हैं।
5. परिचालन वातावरण और आईपी वर्ग
स्थापना का वातावरण आवश्यक आईपी प्रवेश सुरक्षा रेटिंग, इन्सुलेशन वर्ग और कुछ मामलों में मोटर निर्माण सामग्री को निर्धारित करता है। स्वच्छ, शुष्क इनडोर वातावरण में स्थापित मोटर के लिए IP44 रेटिंग उपयुक्त है। वहीं, रासायनिक संयंत्र के बाहरी क्षेत्र में, जहां बारिश और धूल का सामना करना पड़ता है, उसी मोटर के लिए IP55 या IP65 रेटिंग आवश्यक है। खाद्य प्रसंस्करण लाइनों में जहां प्रतिदिन उच्च दबाव वाले कास्टिक वॉशडाउन का उपयोग होता है, वहां स्टेनलेस स्टील निर्माण के साथ IP69K रेटिंग आवश्यक है।
ज्वलनशील गैसों या दहनशील धूल वाले वर्गीकृत खतरनाक क्षेत्रों के लिए, आईपी रेटिंग की परवाह किए बिना, मानक मोटरों की अनुमति नहीं है। प्रमाणित विस्फोट-रोधी मोटरें (ज़ोन 1 गैस क्षेत्रों के लिए Ex d IIB T4, या ज़ोन 21 धूल क्षेत्रों के लिए Ex t IIIB) अनिवार्य हैं। कोरिया एवर-पावर की YB2 श्रृंखला के विस्फोट-रोधी मोटर सभी चार पोल कॉन्फ़िगरेशन में 0.55 से 200 किलोवाट तक के ज़ोन 1 और ज़ोन 2 गैस क्षेत्रों को कवर करें।
| पर्यावरण | न्यूनतम आईपी |
|---|---|
| घर के अंदर साफ करें, सुखाएं | आईपी44 |
| सामान्य औद्योगिक, धूल भरा | आईपी54 |
| बाहरी या पानी के जेट | आईपी55 |
| धुलाई क्षेत्र | आईपी65 |
| खाद्य/औषधीय पदार्थों की धुलाई | आईपी69के |
| खतरनाक गैस क्षेत्र (ज़ोन 1) | पूर्व डी आईआईबी |
6. मोटर प्रकार चयन मैट्रिक्स
लोड प्रकार, शक्ति, गति, ड्यूटी साइकिल और वातावरण परिभाषित हो जाने के बाद, मोटर का प्रकार चुना जा सकता है। यह मैट्रिक्स कोरिया एवर-पावर की उपयुक्त मोटर श्रृंखला के साथ सबसे सामान्य अनुप्रयोग आवश्यकताओं का मिलान करता है।
| मांग | कोरिया एवर-पावर सीरीज़ | मुख्य विशेषता |
|---|---|---|
| मानक S1 निरंतर कार्य, स्वच्छ आंतरिक | वाई2 श्रृंखला | IE3, IP54, 0.18–200 kW, सभी 4 पोल कॉन्फ़िगरेशन |
| VFD के साथ परिवर्तनीय गति | वाईवीएफ2 श्रृंखला | IC416 बाह्य ब्लोअर, क्लास H, PTC थर्मिस्टर, 0.75–200 kW |
| दो निश्चित गतियों की आवश्यकता है (वीएफडी नहीं)। | वाईडी श्रृंखला | डाहलैंडर / अलग वाइंडिंग, 4/2P से 12/6P पोल कॉम्बो |
| भार धारण/स्थिति निर्धारण कार्य | Y2EJ श्रृंखला | इंटीग्रल स्प्रिंग-एप्लाइड डीसी ब्रेक, रुकने का समय < 0.1–0.4 सेकंड |
| खतरनाक क्षेत्र जोन 1 / जोन 2 | YB2 श्रृंखला | Ex d IIB T4, IP55, 0.55–200 kW, IECEx / ATEX प्रमाणित |
| IP69K दैनिक धुलाई (खाद्य/फार्मा) | बीएक्सजी श्रृंखला | 316L स्टेनलेस स्टील, IP69K, FDA सील, Ra 0.8 um, क्लास H |
| कम बिजली खपत (< 1 kW), एल्युमिनियम फ्रेम | वाईएस सीरीज | 25 वाट–750 वाट, एल्युमिनियम फ्रेम, IP44 रेटिंग, कैपेसिटर-स्टार्ट विकल्प |
प्रत्येक श्रृंखला के लिए संपूर्ण उत्पाद विनिर्देश, मॉडल तालिकाएँ और अनुप्रयोग मार्गदर्शिकाएँ इसमें दी गई हैं। तीन-चरण मोटर उत्पाद अनुभाग.
7. दक्षता वर्ग और जीवनचक्र लागत
अधिकांश औद्योगिक मोटरों के लिए, 10 वर्षों के परिचालन जीवनकाल में ऊर्जा लागत प्रारंभिक खरीद मूल्य से कहीं अधिक होती है। 600 अमेरिकी डॉलर में खरीदी गई 22 किलोवाट की मोटर पूर्ण क्षमता पर (प्रति वर्ष 4,800 घंटे) 10 वर्षों में लगभग 480,000 किलोवाट-घंटे ऊर्जा की खपत करेगी। 0.12 अमेरिकी डॉलर/किलोवाट-घंटे की दर से, बिजली की लागत 57,600 अमेरिकी डॉलर होगी - जो मोटर के खरीद मूल्य का 96 गुना है। 22 किलोवाट की मोटर के लिए दक्षता में IE2 (90.9%) से IE3 (91.6%) तक सुधार करने से प्रति मोटर प्रति वर्ष लगभग 410 किलोवाट-घंटे ऊर्जा की बचत होती है, या 0.12 अमेरिकी डॉलर/किलोवाट-घंटे की दर से 10 वर्षों में 4,100 किलोवाट-घंटे ऊर्जा और 492 अमेरिकी डॉलर की बचत होती है।
जिन संयंत्रों में मोटरों की संख्या अधिक होती है, उनमें 50 से 100 मोटरों के लिए IE2 से IE3 में अपग्रेड करने से होने वाली संचित ऊर्जा बचत वार्षिक परिचालन लागत में उल्लेखनीय कमी ला सकती है। यूरोपीय संघ का विनियमन 2019/1781 यूरोपीय बाजार में 0.75 से 200 किलोवाट तक की मोटरों के लिए न्यूनतम दक्षता वर्ग के रूप में IE3 को अनिवार्य करता है, और कई अन्य बाजार भी इसी तरह के विनियमन अपना रहे हैं। सभी नई मोटर खरीद के लिए न्यूनतम दक्षता के रूप में IE3 को निर्धारित करना नियामक अनुपालन और परिचालन अर्थशास्त्र दोनों के लिए उपयुक्त है।
8. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
Cxm द्वारा संपादित
