Статья: Познакомьтесь с преимуществами и недостатками высоковольтного и низковольтного двигателей 

Прежде всего, нужно понять, что такое высоковольтный двигатель, а что такое низковольтный. Всё просто: двигатель с номинальным напряжением менее 1000 В считается низковольтным, а с напряжением 1000 В и выше – это высоковольтный двигатель.

Различие в номинальном напряжении означает различие в пусковом и рабочем токе: чем выше напряжение, тем меньше ток. Различается также изоляция и пробивное напряжение двигателя, а также проводники обмотки: при одинаковой мощности у высоковольтного двигателя проводов требуется меньше, чем у низковольтного. Различаются и используемые кабели.

Высоковольтный двигатель и низковольтный двигатель имеют свои преимущества и недостатки. Так в чём же заключаются их сильные и слабые стороны?

Высоковольтный двигатель

Обычно под высоковольтным двигателем понимается двигатель, питающийся от напряжения от 3 кВ до 10 кВ. Наиболее распространённые – это двигатели на 6300 В и 10000 В. Мощность двигателя пропорциональна произведению напряжения и тока, поэтому при увеличении мощности низковольтного двигателя (например, 300 кВт/380 В) номинальный ток становится очень большим, а потери на линии увеличиваются пропорционально квадрату тока (I²*r). Требуется значительно увеличить сечение провода, что приводит к ограничению пропускной способности кабеля и чрезмерным затратам. В этом случае необходимо повышать номинальное рабочее напряжение, чтобы достичь высокой выходной мощности.

Низковольтный двигатель

Низковольтный двигатель – это электродвигатель с напряжением питания ниже 1000 В переменного тока, как правило, 380 В. Реже используются двигатели на 440 В или 660 В. Низковольтные двигатели бывают двух типов: асинхронные и постоянного тока.

Асинхронный двигатель отличается от синхронного тем, что его фактическая скорость вращения меньше синхронной, которая рассчитывается по формуле n₀=60f/p, где f – частота тока, а p – количество пар полюсов. Поскольку фактическая скорость ниже расчётной, возникает так называемое «скольжение», отсюда и название – асинхронный.

Преимущества и недостатки высоковольтного двигателя по сравнению с низковольтным

Преимущества:

1、Можно изготавливать высоковольтные двигатели с очень большой мощностью – до нескольких тысяч или даже десятков тысяч киловатт. Это объясняется тем, что при одинаковой выходной мощности ток высоковольтного двигателя значительно меньше, чем у низковольтного (обратно пропорционален напряжению). Например, у двигателя на 500 кВт с 4 полюсами номинальный ток при напряжении 380 В составляет около 900 А, тогда как при 10 кВ – всего около 30 А. Благодаря этому в обмотке высоковольтного двигателя можно использовать провода меньшего диаметра, что снижает медные потери в статоре.

У двигателя большой мощности, выполненного в низковольтном исполнении, из-за необходимости в толстых проводниках потребуется значительно увеличить площадь пазов статора, а это увеличивает диаметр сердечника и размеры всего двигателя.

2、Для двигателей большой мощности электрораспределительное оборудование и источники питания для высоковольтного двигателя требуют меньших общих вложений по сравнению с низковольтным вариантом. Также снижаются потери в линии, что позволяет экономить электроэнергию. Особенно выгодны высоковольтные двигатели на 10 кВ, так как их можно подключать напрямую к сети (в Китае промышленное высокое напряжение – это 10 кВ), что снижает инвестиции в оборудование (особенно в трансформаторы), упрощает эксплуатацию и уменьшает вероятность отказов.

Недостатки:

1、Обмотки высоковольтного двигателя обходятся дороже (в основном из-за изоляции), также возрастает стоимость материалов для изоляции.

2、Требуется более сложная технология изоляционной обработки, увеличиваются трудозатраты.

3、Высоковольтный двигатель предъявляет более жёсткие требования к условиям эксплуатации по сравнению с низковольтным.

Познакомившись с вышеперечисленным, вы, вероятно, уже получили общее представление о плюсах и минусах высоковольтного двигателя. Если вы хотите узнать больше о типах электродвигателей и их применении – свяжитесь с нами, и мы с радостью вам поможем.