الکتروموتور MV  یا LV  ; دوراهی تصمیم گیری

 

 

نقشی که الکتروموتورها در تمامی صنایع ایفا می کنند را می توان با ماهیچه های بدن همساز سازی کرد، همچنان که در صورت نبود یا افت قدرت در ماهیچه، توان حرکتی مختل می گردد، با عدم کارکرد و یا کاهش قدرت موتورها در صنعت نیز توان حرکت ماشین آلات و مشخصا کل صنعت صلب می گردد. 

الکتروموتورها در انواع مختلفی تولید می گردند، دسته بندی های مختلفی را می توان برای شناخت موتورها ارایه نمود از جمله AC  و DC ، القایی و غیر القایی و سنکرون و یا آسنکرون و براش دار یا بدون براش و البته دیگر انواع من جمله موتورهای سروServo.

اما مبحثی که مهندسین، طراحان و بهره برداران را با دوراهی تصمیم گیری مواجه کرده است نه نوع موتور، بلکه ولتاژ کارکرد آن است. امروزه کاربرد موتورهای ولتاژ متوسط در صنعت، دیگر محدود به توان های بسیار بالا نیست، موتورهایی که در گذشته در توان های کم فقط از ولتاژ پایین بهره می بردند، حال رقیبانی چالش برانگیز پیدا کرده اند: موتورهای ولتاژ متوسط.

برای مثال موتور ۲۵۰ کیلوواتی که در گذشته فقط با ولتاژ پایین در پروژه ها دیده می شدند، امروزه در برخی از این پروژه ها ترجیح بر بکارگیری همان موتور اما با ولتاژ متوسط می باشد.

این ترجیح متکی بر منافع کاربردی حاصل از ولتاژ متوسط است نسبت به ولتاژ پایین همان موتور است که در ادامه این موضوع را از چند وجه بررسی می نماییم:

قبل از بررسی این دو گونه ولتاژی در موتورها اجازه بدهید سطوح ولتاژی در حوزه الکتروموتورها را مطابق با استاندارد مرجع IEC جهت یادآوری آنها دوباره تعریف کنیم:

سطوح ولتاژی :

ولتاژ پایین : ۰ < LV ≤ ۱K 

ولتاژ متوسط : ۱K < MV ≤ ۶٫۶K

ولتاژ بالا: ۶٫۶K < HV

این بخش بندی ولتاژی مربوط به الکتروموتورها و تجهیزات وابسته موتورها ( از جمله درایوهای کنترل فرکانسی و سافت استارترها و .. ) می باشد و صنعت تولید و انتقال برق را در بر نمی گیرد. حوزه انتقال برق از بخش بندی سطوح ولتاژی دیگری استفاده می کند برای مثال از ۱KV تا ۵۰KV را ولتاژ متوسط می دانند، در حالیکه در حوزه موتورهای الکتریکی ولتاژ متوسط از ۱ کیلوولت تا ۶٫۶ کیلوولت می باشد. لازم به ذکر است که ولتاژ ۱ کیلوولت در دامنه ولتاژ پایین قرار میگیرد.

پایه های ولتاژی در موتورهایی که از استاندارد IEC پیروی می کنند ( عموما ) به صورت زیر بخش بندی می گردند:

ولتاژ پایین:

۲۲۰-۲۳۰V, 380-400V, 660-690V

ولتاژ متوسط:

۳K – ۳٫۳K, 6-6.6K

ولتاژ بالا:

۱۳KV  – ۱۱KV

روی سخن ما در این مقاله موتورهایی با ولتاژ کارکرد بیشتر از ۱ کیلوولتی است که هم شامل MV و هم HV می شوند اما برای راحتی نگارش و توجه مخاطب عموما از واژه ” موتور فشار متوسط ” برای هر دو بازه استفاده می کنیم. هدف این مقاله بررسی انتخاب مابین دو ولتاژ پایین و متوسط است که با توجه به احتمال بسیار بعید همپوشانی توان دو موتور فشار ضعیف و فشار بالا با یکدیگر غیر مرتبط می باشد.

رشد خرید و نیز جایگزینی موتورهای فشار متوسط در پروژه ها دلایلی دارد که علل استقبال از موتورهای ولتاژ متوسط را در لیست زیر ملاحظه می فرمایید:

( لیست شماره یک )

• جریان نامی بسیار پائین
• تنوع و قابلیت بهتر سیستم های خنک کننده
• قابلیت سفارشی و ویژه سازی
• تنوع در متعلقات افزوده
• ساختار مکانیکی و الکتریکی مستحکم و با دوام تر

به تفصیل به این موارد خواهم پرداخت

اما براستی اهمیت این مقاله در چیست:

پنج دلیل زیر اهمیت این مقاله را خاطرنشان می کند:

• این موتورها هستند که مستقیما با تجهیزات برق صنعتی و تابلوهای الکتریکی مرتبط اند و بر سیستم های توزیع و شبکه تغذیه تاثیر می گذارند.
• تمامی فرآیندهای صنعتی بر پایه موتورها، طراحی و پیکربندی و مهندسی می شوند.
• موتورها بزرگترین مصرف کنندگان برق در صنایع سنگین و مادر هستند؛ تا بیش از ۹۰%.
• موتورها جزء مهم ترین تجهیزات صنعتی اند و در اولویت فرآیندهای تعمیرات پیشگیرانه می باشند.
• جهت تصمیم گیری طراحان و کاربران صنعتی در انتخاب مابین ولتاژ پایین و متوسط، این موتورها هستند که نقش اساسی را ایفا می کنند.

این موتورها هستند که مستقیما با تجهیزات برق صنعتی و تابلوهای الکتریکی مرتبط اند و بر سیستم های توزیع و شبکه تغذیه تاثیر گذارند.

            موتورهای الکتریکی بازوی اجرایی و ارایه کننده قدرت مکانیکی مورد نیاز جهت گرداندن چرخ صنعت و تولید می باشند و بسیاری از تجهیزات تابلویی، تغذیه ، حفاظت محلی و منطقه ای برای تامین برق مورد نیاز و حفاظت و کنترل موتورها، طراحی و محاسبه، نصب و تنظیم و بکارگیری می شوند لذا انتخاب نوع موتور و اولین قدم آن، سطح ” ولتاژ” تماما بر سیستم الکتریکال بالا دستی خود تاثیر گذار است. در صورت استفاده از موتورهای ولتاژ متوسط نیاز به تامین کننده های ولتاژ متوسط نیز می باشد که در برخی از پروژه ها این یک مزیت و در برخی دیگر ضعف محسوب می گردند. تابلوی برق ولتاژ پایین از ساختاری متفاوت از جمله قطعات و حفاظت الکتریکی پایین تر در قیاس با تابلوی فشار متوسط بر برخوردار است. به وضوح می توان دید که تمامی سیستم ها و تجهیزات تامین کننده موتورها به ولتاژ کارکرد آنها وابستگی مستقیم دارند.

 

تمامی فرآیندهای صنعتی بر پایه موتورها، طراحی و پیکربندی و مهندسی می شوند.

            چه نوع پمپی دارید؟، چه نوع کمپرسور، فن و یا تسمه نقاله ای دارید؟ برای غلبه بر چه نوع باری و به حرکت درآوردن چه دستگاهی به موتور احتیاج دارید؟ و پرسش اصلی : ” به چه نوع موتوری نیاز دارید؟”.

  توان و نیروی مورد نیاز برای غلبه بر بار را موتور فراهم می کند و انتخاب نوع موتور، نوع دستگاه و قابلیت های آن را مشخص می سازد. در صورت عدم وجود موتور مناسب برای تامین نیرو و توان مکانیکی لازم، فرآیند مورد نظر دچار تغییر در طراحی می گردد لذا معمولا محدودیت فرآیندهای صنعتی را موتورها مشخص می کنند.    

موتورها بزرگترین مصرف کنندگان برق در صنایع سنگین و مادر هستند تا بیش از ۹۰%.

            با توجه به اینک صنعت مدرن با الکتروموتور تعریف می گردد و در صورت حذف الکتروموتورها چیزی از صنعت و تولید باقی نخواهد ماند و شرایط تامین نیروی مکانیکی به موتورهای بخار و یا نیروی ماهیچه برخواهد گشت لذا بیشترین تجهیز از نظر تعداد و بزرگترین توان مصرفی را در صنایع و بخصوص صنایع بزرگ، الکتروموتورها تشکیل می دهند.

            با این گستره کمی و کیفی، الکتروموتورها به مصرف کننده عمده نیروی الکتریسیته در صنعت تبدیل شده اند، و انتخاب نوع موتور می تواند تاثیر بالایی بر بازدهی و راندمان صنعت برق و میزان مصرف آن گذارد. عجیب نیست که موتورها تا ۹۰% برق مصرفی در صنعت را به خود اختصاص داده باشند.

موتورها جزء مهم ترین تجهیزات صنعتی در فرآیندهای تعمیرات پیشگیرانه می باشند.

            اگر الکتروموتوری از کار به ایستد تمامی فرآیند صنعتی مرتبط با آن از حرکت می ایستد و این شرایطی نیست که هیچ بهره برداری از آن استقبال کند لذا همیشه برنامه های نگهداری و نظارت، با دقت بر این تجهیز اعمال می گردد و این موضوع با اهمیت بالاتری در خصوص الکتروموتورهای بزرگ و به ویژه در فرآیندهای کلیدی صنعتی به اجرا در می آید. موتورها باید همیشه در حال کارکرد ایمن باشند تا ایمنی پایدار صنعت امکان پذیر باشد.

  

موتورها بر تصمیم گیری طراحان و کاربران برای انتخاب با ولتاژ پایین یا متوسط در صنعت نقش اساسی را دارند.

            فرآیندهای صنعتی، قابلیت های الکتروموتور و سپس منابع تغذیه و تامین قدرت الکتریکی آنها همیشه برای طراحان صنعتی از اصلی ترین تصمیمات پیش از اجرا بوده است؛ موتورهای ولتاژ متوسط و یا ولتاژ پایین؟

 کدام یک را می توان استفاده کرد؟ مزایا و معایب هر یک چیست و آیا می توان برق ولتاژ بالا را تامین کرد؟ … با توجه به کارکردها و قابلیت های هر یک از این دو نوع موتور کدام را باید برگزید؟ لذا موتورهای الکتریکی نقشی کلیدی برای تصمیم گیران، طراحان و کاربران صنعتی دارند.  

یک سئوال مهم:

آیا در تمامی توان ها، نیاز به انتخاب سطح ولتاژ LV و یا MV موتور می باشد؟  

برای درک بهتر، تقسیم بندی ایی را در زیر معرفی می کنیم که بر پایه توان و ولتاژ موتور به انجام رسیده است ، این تقسیم بندی رابطه بین توان و ولتاژ را برای شما مشخص تر می سازد:

 عموما موتورهایی با توان کمتر از ۱۰۰ کیلووات با ولتاژ تغذیه پایین یا همان LV تولید می شوند و موتورهای بالای ۸۰۰ کیلووات اکثرا ولتاژ متوسط MV و یا ولتاژ بالا HV می باشند.

اما بازه مابین این دو توان، یعنی از ۱۰۰ کیلووات تا ۸۰۰ کیلووات را بازه تصمیم گیری سطح ولتاژ تغذیه موتور می نامیم.

 چرا که هم موتورهای ولتاژ پایین و هم ولتاژ متوسط را می توان در بین این دو توان طراحی ، تولید و استفاده نمود. ( البته موتورهای LV را می توان تا ۱٫۸ مگاوات هم تولید کرد اما این موتورها بعلت جریان کشی بیش از هزار آمپری خود متعارف نیستند. )

 

 

از ۱۰۰ کیلوواتی تا ۸۰۰ کیلوواتی عموما همان بازه ای است که باید در خصوص LV  و یا MV/HV بودن موتورها تصمیم گیری نمود. تصمیمی که به دلایل گوناگونی وابسته است که ما به آنها می پردازیم:

موارد زیر بر انتخاب یک موتور موثر است: ( مقایسه LV و MV )

• جریان راه اندازی

موتورهای القائی قفس سنجابی با افزایش چند برابری نسبت به جریان نامی در هنگام راه اندازی همراه هستند، این نسبت تا ۱۰ برابر در تئوری و عموما تا ۶ برابر در عمل می رسد از طرف دیگر در موتورها با افزایش ولتاژ تغذیه، جریان نامی کاهش می یابد ( فرمول شماره یک )

                       فرمول شماره یک:                          I = (P * 1000)/(1.7 * V * CosPhi)

I (A) :  جریان نامی موتور

P (KW) : توان نامی

V ( Volt ) : ولتاژ نامی

CosPhi: ضریب قدرت

با توجه به این موارد، موتور ولتاژ متوسط فقط ۱۰% جریان نامی یک موتور ولتاژ ضعیف را نیاز دارد. یعنی موتور ولتاژ متوسط با یک دهم جریان کشی همان موتور در ولتاژ پایین، کار می کند و به طبع آن جریان راه اندازی بسیار پایین تری نیز دارد.  ( محاسبه کنید )   

• گشتاور مکانیکی

در هر دو سطح ولتاژی، گشتاور نامی موتورها در توان و دور یکسان ، برابر می باشند و برخلاف تصور عامه، موتور ولتاژ متوسط استاندارد دارای گشتاور نامی ” بالاتری ” از گشتاور راه اندازی موتور ولتاژ پایین نیست.

فرمول شماره ۲:

T = 9550 * (P/n)

T ( Nm ) : گشتاور
P (KW) توان نامی :
N (RPM): دور نامی موتور

موتورهای ولتاژ متوسط عموما از گشتاور راه انداز کمتری نسبت به گشتاور نامی خود برخوردارند. شکل شماره یک
درحالی که موتورهای ولتاژ پایین دارای گشتاور راه اندازی بالاتری می باشند.

 برای مثال موتوری MV گشتاور راه اندازی برابر با  ۸۰% گشتاور نامی دارد و موتور LV در همان توان و قطب دارای گشتاوری برابر با  ۱۵۰% گشتاور نامی را دارا ست.

( به گشتاور راه اندازی ، Locked Rotor Torque  هم می گویند. )

Ts/Tn = 0.6 or 60%

Ts/Tn = 1.5 or 150%

Ts: گشتاور استارت ( راه اندازی )

Tn: گشتاور نامی

                        شکل شماره یک

 

نکته: در طراحی موتورهای MV می توان از طراحی فنی ویژه برای برخورداری از گشتاور راه انداز بالاتر استفاده کرد که با سفارش به شرکت سازنده امکان پذیر می باشد، اما به صورت استاندارد این موتورها گشتاور راه انداز پایین تری از گشتاور نامی برخوردارند.

• اینرسی روتور

اینرسی روتور موتورهای MV از اینرسی روتورهای موتورهای LV پایین تر است این مزیتی است که به راه اندازی ساده تر موتور MV  و نیز درصد جریان راه اندازی کمتر منجر می شود. کمتر بودن ممان اینرسی در برخی از کاربری ها برای مثال کمپرسورها از نکات اصلی مورد توجه در انتخاب موتور می باشد که در این خصوص موتورهای MV برتری دارند.

برای مثال موتور ۳۵۵ کیلوواتی، سایز ۳۵۵ ، ۴ قطب در ولتاژ پایین دارای ۴٫۴۶ Kgm2 ممان اینرسی و در مقابل موتور ولتاژ متوسط  ۳٫۳ Kgm2 دارد.

• اصلاح توان راکتیو

اصلاح توان راکتیو از اصول پایه صنایع در صرفه جویی انرژی می باشد لذا استفاده از بانک های خازنی از متداول ترین روش های اصلاح می باشد، به صورت کلی خازن های اصلاح توان MV برای توان های بالا ارزانتر هستند تا خزان های اصلاح LV در همان توان ها برای مثال برای بارهایی با توان ظاهری بیش از ۱۰۰۰Kvar، خازن های LV 70% گران تر از خازن های MV می باشند.

در اینجا زمان مناسبی است تا به بررسی نکات اولیه ی تفاوت موتورها که لیست آنرا در فهرست شماره یک پیش از این دیده اید بپردازیم:

• جریان نامی بسیار پائین
• تنوع و قابلیت بهتر سیستم های خنک کننده
• قابلیت سفارشی سازی
• تنوع در متعلقات افزوده
• ساختار مکانیکی و الکتریکی مستحکم و با دوام تر

جریان نامی بسیار پائین

این موضوع را پیش تر بررسی کردیم تنها به این نکته توجه می دهم که سایز و به طبع آن قیمت کابل های تغذیه موتورها به جریان موتور بستگی مستقیم دارد لذا کابل های موتورهای LV توان بالا بسیار ضخیم تر و گران تر از کابل های موتورهای MV می باشند، چراکه جریان نامی موتورهای LV از جریان نامی موتورهای MV هم توان بسیار بیشتر است.  

تنوع و قابلیت بهتر سیستم های خنک کننده

بیش دمایی و کارکرد موتورها در دماهای بالا از علل بسیار متنوعی برخوردار است به صورتی که  بیش دمایی رایج ترین عامل خرابی در موتورها محسوب می گردد ، این تنوع در علل بیش دمایی ( Over Heating ) را می توانید در سایت زیر ملاحظه فرمایید:

یکی از راهکارهای اصلی در ایمن سازی دمایی موتورها ارتقاء و بهبود و انتخاب صحیح سیستم و شیوه خنک شوندگی موتور می باشد .  ۹۷% موتورهای ولتاژ پایین با فریم ریخته گری شده و روش خنک شوندگی از پوسته، خنک می شوند. در استاندارد آنرا IC411 می نامند، در صورتیکه از فن مستقل از شفت برای بهبود خنک کنندگی پوستی استفاده شود بدان IC416 می گویند که بهبودی نسبی نسبت به IC411 در خنک شوندگی موتور را به همراه خواهد داشت. ( شکل شماره ۲ )

شکل شماره ۲

 

 

۳% باقیمانده از روش های خنک کنندگی دیگر من جمله شیوه های هواخنک  IC410, IC418 و آب خنک IC71W استفاده می کنند. 

در خصوص موتورهای MV دو روش کلی خنک شوندگی پوستی IC4XX و خنک شوندگی لوله ای ( تیوپی ) IC6XX بهره می برند.

شیوه خنک کنندگی IC4XX بمانند موتورهای LV در خصوص موتورهای MV نیز امکان پذیر است هرچند کارایی آن کمتر از شیوه لوله ایست.

شکل  ۳ :

  

بهترین سیستم و روش برای خنک کنندگی و بالاترین کارایی خنک شوندگی چه در حالت هوا خنک و چه در حالت آب خنک مربوط به شیوه لوله ای یا IC6XX می باشد.

این شیوه ها شامل IC611, IC616, IC666 در هواخنک و IC31W, IC81W, IC86W در آب خنک می باشد

شکل  ۴  :

IC611

  

IC616

IC666

IC31W

IC81W

IC86W

تنوع و قابلیت بالای شیوه های خنک شوندگی موتورهای MV برعکس موتورهای LV که محدودیت دارند، این موتورها را برای کاربری های گوناگون با قابلیت اطمینان و پایداری در شرایط سخت محیطی و کاری صنعتی به صورت کامل کارا و مطمئن ساخته است.

روش های بیشتر خنک کنندگی را در سایت زیر ملاحظه فرمایید.   

قابلیت سفارشی سازی و تنوع در متعلقات افزوده

سفارشی سازی به شیوه ای در  ثبت درخواست موتور اطلاق می گردد که در آن خریدار با توجه به نیازهای خاص کاربردی، محیطی و نوع بار و نیز شیوه راه اندازی از شرکت سازنده موتور درخواست لحاظ نمودن آیتم ها ، افزونه ها و اعمال شرایط فنی ویژه ای را دارد که باید در طراحی موتور دیده شود تا بهترین عملکرد، حفاظت و یا کارایی را برای موتور سفارشی نسبت به موتور استاندارد فراهم سازد. عموما این نوع درخواست به سه شیوه آماده می گردد:

الف – توسط شرکت فنی مهندسی مشاور و یا طراح که پیش از خرید موتور و در هنگام طراحی پروژه آنها را در نظر می گیرد.

ب – توسط بهره بردار که پس از گذشت مدتی از کاربری موتور به نیازها و اشکالات آن پی می برد.

ج – توسط شرکت فنی و مهندسی متخصص موتور که به اطلاعات شرایط کار موتور از طریق بهره بردار واقف می گردد و برای بهبود آن راهنمایی می کند. 

سفارشی سازی، درصورت انتخاب صحیح، برای صنایع، امتیازی شایسته است که موتور را برای آن پروژه بهینه می گرداند.

 موتورهای LV نسبت به موتورهای MV از محدودیت های زیادی در افزونه ها برخوردارند، استفاده از شیوه های متعدد خنک کاری، انواع متفاوت بیرینگ و روان کاری، نصب تجهیزات سنجش پارامترها در ترمینال باکسی مجزا به مانند گیج های نشان دهنده دما، جریان و یا فشار روغن بیرینگ ها، سنسورهای دما و غیره در موتورهای MV امکان پذیرتر می باشد.

موتورهای LV نسبت به موتورهای MV از محدودیت های زیادی در افزونه ها برخوردارند، استفاده از شیوه های متعدد خنک کاری، انواع متفاوت بیرینگ و روان کاری، نصب تجهیزات سنجش پارامترها در ترمینال باکسی مجزا به مانند گیج های نشان دهنده دما، جریان و یا فشار روغن بیرینگ ها، سنسورهای دما و غیره در موتورهای MV امکان پذیرتر می باشد.

ساخت موتورهایی با توانایی گشتاوری مختلف به مانند گشتاور راه انداز بالا، گشتاور نامی بیشتر و یا تغییرات ابعادی به مانند موتوری با طول بیشتر و ارتفاع کمتر از استاندارد، همگی در موتورهای MV سفارشی ممکن و در LV ها که استاندارد هستند،  ناممکن می باشد.      

همانطور که مطلع هستید سایز موتورهای LV جملگی با توجه به استاندارد IEC60034 یکسان می باشد و تمامی موتورسازها موتورهای فشار ضعیف خود را با سایز یکسان می سازند؛ برای مثال سایز موتور ۳۱۵ کیلو واتی ۴ پل ۶۹۰ ولتی شرکت زیمنس و فوکه بلژیک یکی است (سایز ۳۵۵ ) و می توان این دو را جایگزین هم نمود و تفاوت های ابعادی و شکلی هر دو برند در نصب و سایز تاثیر گذار نیستند، در صورتیکه این اجبار به سایز در موتورهای MV برقرار نیست و سازندگان گوناگون براساس توانایی فنی خود سایز موتورهای ولتاژ متوسط خود را طراحی می نمایند لذا فقط شرکت های معتبر و دارای دانش فنی روز می توانند موتورهایی با سایز کوچکتر را طراحی و تولید نمایند. مثلا همین موتور را شرکت هایی با توان فنی ضعیف تر در سایز ۴۰۰ و شرکت های فنی قوی تر به مانند دو شرکت فوق الذکر، در سایز ۳۵۵ آنرا طراحی می کنند.       

ساختار مکانیکی و الکتریکی مستحکم و با دوام تر

دوام موتورهای الکتریکی به استحکام فیزیکی آن بستگی مستقیم دارد، این استحکام فیزیکی را می توان به دو بخش اصلی استحکام مکانیکی و استحکام الکتریکی تقسیم کرد. گراف زیر بخش های اصلی در طراحی موتور را نشان می دهد:

در طراحی موتورهای الکتریکی فارغ از اینکه دارای چه سطح ولتاژی باشند از مراحل فوق گذر می کنند لذا پایه و اسلوب طراحی و ساخت یکسان است اما کیفیت و روش متفاوت.

به چند مورد تفاوت در زیر توجه فرمایید:

• نوع سیم کلاف ها:
  • موتورهای LV از سیم های مفتولی در سیم پیچی کلاف ها استفاده می کنند و موتورهای MV از تسمه.

به خوبی مشخص است که سیم های مفتولی از استحکام فیزیکی و نیز قابلیت تحمل دمایی پایین تری نسبت به تسمه ها برخوردارند و این درحالیست که از سیم های مفتولی موتورهای LV ، ۱۰ برابر تسمه های موتورهای MV ، جریان عبوری داریم و این یعنی دمای بیشتر در سیم هایی که از ساختار فیزیکی ضعیف تری نسبت به تسمه ها برخوردارند و یا در نگاهی دیگر کلاف های موتورهای ولتاژ متوسط در راحتی و شرایط دمایی بسیار بهتری  به سر می برند.    

• عایق کاری کلاف ها:
  • کلاف موتورهای ولتاژ پایین از سیم های لاکی تشکیل شده اند که پس از سیم پیچی در استاتور آنرا در حمام ماده عایقی، مغروق کرده و سپس استاتور سیم پیچی شده را در کوره خشک می نمایند در حالیکه کلاف موتورهای فشار متوسط را پس از ساخت هر حلقه ی متناظر با گام سیم پیچی به صورت مستقل ، با نوار عایقی، نوار پیچ می کنند و سپس کل مجموعه را با سیستم عایق کاری تحت خلاء ( VPI ) و بعد از آن کوره، مستحکم می کنند.

نوارپیچی و سیستم عایق کاری خلاء، استحکام کلاف موتورهای MV را هم از نظر مکانیکی و هم از نظر الکتریکی تا چند ده برابر روش بکار رفته در موتورهای فشار پایین، بالا می برد.     

جدول زیر چشم اندازی است به تفاوت های موتورهای آسنکرون ولتاژ LV و MV:

موارد فوق نگاهی فنی به تفاوت های ساده در این دو نوع موتور بود اما این فقط یک روی سکه است، بعنوان یک تصمیم گیرنده، جنبه دیگر ماجرا یعنی سرمایه گزاری و بهره برداری نیز از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. 

موارد زیر را باید در زمان تصمیم گیری برای انتخاب مابین این دو سطح ولتاژی مورد توجه قرار داد:

• ساختار سیستم توزیع الکتریکی محلی / پروژه
• سرمایه اولیه خرید تجهیزات، قطعات، مشاوره، نرم افزار و … (  CAPEX )
• هزینه تمام شده بهره برداری، راه اندازی و تعمیرات و بهبود بازدهی تجهیزات (  OPEX )
• هزینه نصب برای بهره بردار ( مالک ) ( TCO )

ساختار سیستم توزیع الکتریکی محلی / پروژه

                همانطور که پیشتر ذکر شده است، انتخاب سطح ولتاژ به دسترسی و امکانات خط و ترانس تغذیه محلی وابستگی دارد، در صورت انتخابی غیر از سطح ولتاژ موجود، نیاز به فراهم آوری این سطح ولتاژی می بایستی که برآورد گردد این برآورد هم فنی و هم مالی می باشد. در صورت توجیح فنی و مالی انجام این کار بلامانع است اما در صورت عدم توجیح قطعا این امر نیاز به تصمیم مدیریتی برای اجرا داشته دارد.   

هزینه اولیه بنیادی ، خرید تجهیزات، قطعات، مشاوره، نرم افزار و …  (  CAPEX )

            Capital Expenditures یا به اختصار CAPEX به هزینه ایجاد و ساخت یک پروژه می گویند ، این هزینه ای است که نیاز به پرداخت آن برای ساخت یک پروژه است از جمله قطعات و تجهیزات بنیادی.

هزینه خرید موتورهای الکتریکی یکی از این موارد است؛ در مبحث مورد نظر این مقاله یعنی انتخاب مابین دو سطح ولتاژی موتورهای الکتریکی باید اذعان داشت که به صورت کلی موتورهای فشار متوسط گران تر از موتورهای فشار ضعیف همسان خود می باشند.

البته این یک برآورد کلی است و دقیق و همه گیر نیست ، برای سنجش دقیق باید تمامی شرایط و خصوصیات فنی یکسان دو موتور را بررسی نمود.   

هزینه تمام شده بهره برداری، راه اندازی و تعمیرات و بهبود بازدهی تجهیزات  (  OPEX )

Operating Expenses یا به اختصار OPEX هزینه هایی است که باید آنها را به صورت دائمی و روزمره برای گردش چرخ پروژه پرداخت نمود از جمله برق مصرفی، تعمیرات و اصلاحات، حقوق پرسنل و غیره.

هزینه بهره برداری پرداختی روزانه و در دوره های زمانی کوتاه است و تکرار شونده است برای مثال پرداخت هزینه برق مصرفی با میزان آمپر رد شده از کنتور رابطه مستقیم دارد لذا موتوری فشار ضعیف حداقل ۱۰ برابر موتور فشار متوسط دارای هزینه برق مصرفی بالاتری است، آنهم با در نظر نگرفتن ضرایب افزاینده تعرفه برای آمپراژ بالا.

هزینه نهایی برای بهره بردار ( مالک ) ( TCO )

Total Cost of Ownership یا به اختصار TCO به مجموع هزینه های بنیادی و اجرایی اطلاق می گردد، برای انتخاب موتور مناسب کلیه عوامل موثر بر هر دو زمینه هزینه ساز را باید بررسی نمود اما در یک چشم انداز کلی می توان اظهار داشت که موتور فشار متوسط با وجود هزینه بنیادی بالاتر دارای ارزش افزوده بسیار بیشتری در بخش هزینه های بهره برداری است. این نکته را فراموش نکنید که موتورها را برای ۵ یا ۱۰ سال طول عمر انتخاب نمی کنند بلکه موتورهایی با توان بالا عموما حداقل باید ۱۵ و البته ۲۰ سال عمر مفید داشته باشند که اهمیت هزینه بهره برداری نسبت به هزینه خرید را گوشزد می نماید.     

نکات فنی و نکات مالی فوق را سه تیم جداگانه از مثلث تصمیم گیری باید مورد توجه قرار دهند:

• بهره بردار
• مهندسین مشاور پروژه
• سازنده موتور

شاخصه هایی که هر یک از این گروه ها بدان ها توجه می نماید را در می توان به موارد زیر تقسیم کرد:

بهره بردار ( صنعت ):

                        موضوعات مورد توجه:

• بهینه سازی هزینه های راه اندازی پروژه
• بهینه سازی هزینه های بهره برداری پروژه
• بهینه سازی هزینه های تمام شده پروژه

انتظارات:

• موتورها در دسترس و به صورت ایمن قابل جایگزینی باشند
• راحتی تعمیرات و نگهداری موتور توسط پرسنل حاضر در محل
• کمترین هزینه سرمایه گذاری ممکن
• کمترین مصرف انرژی ممکن
• جاگیری و اشغال فضای فیزیکی حداقلی موتور
• تعدد تامین کنندگان
• ساختار ساده موتور برای بهره برداری
• مطابقت فنی با هدف و نیاز پروژه

مهندسین مشاور پروژه

                        موضوعات مورد توجه:

• زمان حداقلی فرآیند طراحی
• کاهش هزینه های راه اندازی
• مطابقت پیشنهادات با نیازهای کاربردی
• پیش بینی تغییرات احتمالی و امکان پاسخگویی بدان ها
• کارایی گارانتی و خدمات پس از فروش
• تمایل به استفاده ی تیم طراح از راه کارهای ثابت شده و جواب پس داده قبلی

تاثیرات بالقوه ی اجرای محتاطانه طراحی پروژه:

• ایمنی در دست آوردهای مورد انتظار
• آگاهی از میزان عمق تاثیرات احتمالی و میزان هزینه های ناخواسته
• اولویت بندی تامین کنندگان براساس سوابق
• بهره مندی و بکارگیری راه کارهای اثبات شده پیشین

تولیدکنندگان موتور( سازنده موتور ) :

                        موضوعات:

• پاسخگویی به نیازمندی مشتری
• انتخاب شدن بعنوان تامین کننده از سوی بهره بردار

ارزش ها:

• برخورداری عمیق از فن آوری تجهیز ( موتور ) و راه کارهای فنی پروژه
• آگاهی بر میزان تاثیرات تجهیز (موتور) بر پروژه
• توانایی پشتیبانی از بهره بردار با توجه به کارایی در بهینه سازی تجهیز ( موتور )

موارد فوق به صورت لیست گونه موضوعات موثر در مثلث تصمیم گیری برای هر یک از سه گروه را نشان می دهد، ایجاد تعادل و هماهنگی و برآیندسازی نیازها و اهداف بدون هم فکری و همراهی تمامی گروه ها امکان پذیر نمی باشد، لذا برای گرفتن تصمیم فقط نباید و نمی توان به یکی از جنبه های “فنی” ، ” کاربری ” و یا ” مالی ” فقط توجه صرف نمود.

اما نکته جالب توجه برهمکنش های هر یک از این سه وجه  بر یکدیگر است، تیم تصمیم گیرنده می بایستی با بدست آوردن شاخص های اصلی پروژه ، نکات مهم و الویت ها را انتخاب و مشخص گردانند.

یک روش سنتی در تصمیم سازی نگاه مستقل به هر یک از این وجوه فنی ، کاربردی و مالی جهت ارایه بهترین راه کار و یا پیشنهاد فقط درهمان وجه می باشد بدون توجه به تاثیرات شاخصه های تصمیم گرفته شده آن وجه بر دیگر وجوه.

این روش با سرعت بخشیدن به روند اتخاذ تصمیم در هر وجه می تواند بسیار کاربردی به نظر برسد اما این فقط یک موفقیت زودگذر و ناپایدار است چرا که هنگامیکه پیشنهاد به مرحله بررسی گروهی و یا اجرا وارد شود با مواجه شدن با محدودیت ها و یا امتیازات در دیگر گروه ها نیاز به تغییر و اصلاح و حتا بازبینی بنیادی را الزامی می گردانند که این زمان و هزینه افزوده ای را به پروژه تحمیل می کند.

روش نوین، صحیح و قابل اتکا، ایجاد ارتباط مابین گروه های تصمیم گیری برای بررسی و تجزیه و تحلیل گام به گام تصمیمات اتخاذ شده در هر مرحله در هر یک از گروه ها بر دیگر جوانب کار می باشد ، تیم ها با یکدیگر در ارتباط می باشند و برهمکنش های تصمیمات خود را بر دیگر وجوه بررسی می نمایند، این روشی مسلما شیوه ای زمان برتر از روش سنتی و زود بازه قبلی است  اما به وضوح موثرتر و دقیق تر است چرا که نتیجه نهایی، حاصل برآیند تصمیمات تمامی گروه هاست که در هر سه وجه دارای بهترین مزیت ها و کمترین ضعف ممکن می باشد.

در مرحله اجرا، این تصمیم آسان تر ، کم هزینه تر و در اجرا با کمترین زمان ممکن به انجام خواهد رسید. مزیتی که همیشه اهمیت تصمیم سازی را مقدم بر اجرا می گرداند. 

                                                                                                                   تالیف

                                                                                                                 هانی ادیب آزاد

                                                                                                مدیر فنی شرکت بلژیکی فوکه در ایران

                                                                                                                 فروردین ۱۴۰۰