V porovnaní s asynchrónnymi motormi majú synchrónne motory s permanentnými magnetmi výhody vysokého účinníka, vysokej účinnosti, merateľných parametrov rotora, veľkej vzduchovej medzery medzi statorom a rotorom, dobrého regulačného výkonu, malých rozmerov, nízkej hmotnosti, jednoduchej konštrukcie, vysokého pomeru krútiaceho momentu a zotrvačnosti atď. Nachádzajú čoraz širšie uplatnenie v oblastiach ropného, chemického priemyslu, textilného priemyslu, baníctva, CNC obrábacích strojov, robotov atď. a vyvíjajú sa smerom k vysokému výkonu (vysoká rýchlosť, vysoký krútiaci moment), vysokej funkčnosti a miniaturizácii.
Synchrónne motory s permanentnými magnetmi sa skladajú zo statora a rotora. Stator je rovnaký ako pri asynchrónnych motoroch, pozostáva z trojfázových vinutí a statorových jadier. Na rotore sú nainštalované predmagnetizované (magnetizované) permanentné magnety a v okolitom priestore je možné vytvoriť magnetické pole bez vonkajšej energie, čo zjednodušuje štruktúru motora a šetrí energiu. Tento článok vysvetľuje komplexné výhody propagácie synchrónnych motorov s permanentnými magnetmi na základe charakteristík synchrónnych motorov s permanentnými magnetmi.
1. Vynikajúce výhody synchrónneho motora s permanentnými magnetmi
(1) Keďže rotor je vyrobený z permanentných magnetov, hustota magnetického toku je vysoká, nie je potrebný budiaci prúd a straty budenia sú eliminované. V porovnaní s asynchrónnymi motormi sú budiaci prúd statorového vinutia a straty v medi a železe rotora znížené a jalový prúd je výrazne znížený. Keďže magnetické potenciály statora a rotora sú synchronizované, jadro rotora nemá žiadne základné straty v železe, takže účinnosť (vzťahujúca sa na činný výkon) a účinník (vzťahujúci sa na jalový výkon) sú vyššie ako u asynchrónnych motorov. Synchrónne motory s permanentnými magnetmi sú vo všeobecnosti navrhnuté tak, aby mali vysoký účinník a účinnosť aj pri prevádzke s nízkym zaťažením.
Keď je miera zaťaženia bežných asynchrónnych motorov menšia ako 50 %, ich prevádzková účinnosť a účinník výrazne klesajú. Keď je miera zaťaženia synchrónnych motorov s permanentnými magnetmi Mingteng 25 % – 120 %, ich prevádzková účinnosť a účinník sa veľmi nemenia a prevádzková účinnosť je > 90 % a účinník > 0,85. Úspora energie je významná pri nízkom zaťažení, premenlivom zaťažení a plnom zaťažení.
(2) Synchrónne motory s permanentnými magnetmi majú relatívne tuhé mechanické vlastnosti a sú odolnejšie voči poruchám krútiaceho momentu motora spôsobeným zmenami zaťaženia. Jadro rotora synchrónneho motora s permanentnými magnetmi môže byť vyrobené do dutej štruktúry, aby sa znížila zotrvačnosť rotora, a čas rozbehu a brzdenia je oveľa kratší ako u asynchrónneho motora. Vysoký pomer krútiaceho momentu a zotrvačnosti robí synchrónne motory s permanentnými magnetmi vhodnejšími na prevádzku v podmienkach rýchlej odozvy ako asynchrónne motory.
(3) Veľkosť synchrónnych motorov s permanentnými magnetmi je výrazne menšia ako u asynchrónnych motorov a ich hmotnosť je tiež relatívne nižšia. Pri rovnakých podmienkach odvodu tepla a izolačných materiáloch je hustota výkonu synchrónnych motorov s permanentnými magnetmi viac ako dvojnásobná v porovnaní s trojfázovými asynchrónnymi motormi.
(4) Štruktúra rotora je výrazne zjednodušená, čo sa ľahko udržiava a zlepšuje stabilitu prevádzky.
Keďže trojfázové asynchrónne motory musia byť navrhnuté s vyšším účinníkom, musí byť vzduchová medzera medzi statorom a rotorom veľmi malá. Zároveň je rovnomernosť vzduchovej medzery tiež kľúčová pre bezpečnú prevádzku a vibračný hluk motora. Preto sú požiadavky na toleranciu tvaru a polohy a súososť montáže asynchrónneho motora relatívne prísne a voľnosť výberu vôle ložiska je relatívne malá. Asynchrónne motory s väčšími základňami zvyčajne používajú ložiská mazané olejovým kúpeľom, ktoré musia byť naplnené mazacím olejom v rámci stanoveného prevádzkového času. Únik oleja alebo predčasné naplnenie olejovej dutiny urýchli poruchu ložiska. Pri údržbe trojfázových asynchrónnych motorov predstavuje údržba ložísk veľkú časť. Okrem toho, v dôsledku existencie indukovaného prúdu v rotore trojfázového asynchrónneho motora sa v posledných rokoch mnohí výskumníci zaoberajú aj problémom elektrickej korózie ložiska.
Synchrónne motory s permanentnými magnetmi nemajú takéto problémy. Vzhľadom na veľkú vzduchovú medzeru synchrónneho motora s permanentnými magnetmi nie sú vyššie uvedené problémy spôsobené malou vzduchovou medzerou asynchrónneho motora v synchrónnom motore zjavné. Zároveň ložiská synchrónneho motora s permanentnými magnetmi používajú ložiská mazané tukom s krytom proti prachu. Ložiská boli pri opustení továrne utesnené vhodným množstvom vysoko kvalitného maziva. Životnosť ložísk synchrónneho motora s permanentnými magnetmi je oveľa vyššia ako životnosť ložísk asynchrónneho motora.
Aby sa zabránilo korózii ložiska v dôsledku hriadeľového prúdu, motor s permanentnými magnetmi Anhui Mingteng používa izolačnú konštrukciu ložiskovej zostavy na zadnej strane, čím sa dosahuje izolačný účinok ložiska a náklady sú oveľa nižšie ako náklady na izoláciu ložiska. Na zabezpečenie normálnej životnosti ložiska motora má rotorová časť všetkých synchrónnych motorov s priamym pohonom s permanentnými magnetmi Anhui Mingteng špeciálnu nosnú konštrukciu a výmena ložísk na mieste je rovnaká ako pri asynchrónnych motoroch. Neskoršia výmena a údržba ložísk môže ušetriť logistické náklady, ušetriť čas údržby a lepšie zaručiť spoľahlivosť výroby používateľa.
2. Typické aplikácie synchrónnych motorov s permanentnými magnetmi, ktoré nahrádzajú asynchrónne motory
2.1 Vysokonapäťový, ultra vysokoúčinný trojfázový synchrónny motor s permanentnými magnetmi s reguláciou otáčok a premenlivou frekvenciou pre vertikálny mlyn v cementárenskom priemysle
Ako príklad si vezmime ultra vysokoúčinný synchrónny motor s permanentnými magnetmi TYPKK1000-6 s výkonom 5300 kW a napätím 10 kV, ktorý nahradí asynchrónny transformačný motor. Tento produkt je prvým domácim vysokonapäťovým motorom s permanentnými magnetmi s výkonom nad 5 MW pre transformáciu vertikálneho mlyna, ktorý spoločnosť Anhui Mingteng dodala pre stavebnú spoločnosť v roku 2021. V porovnaní s pôvodným asynchrónnym motorovým systémom dosahuje úspora energie 8 % a zvýšenie produkcie môže dosiahnuť 10 %. Priemerná miera zaťaženia je 80 %, účinnosť motora s permanentnými magnetmi je 97,9 % a ročné náklady na úsporu energie sú: (18,7097 milióna juanov ÷ 0,92) × 8 % = 1,6269 milióna juanov; náklady na úsporu energie za 15 rokov sú: (18,7097 milióna juanov ÷ 0,92) × 8 % × 15 rokov = 24,4040 milióna juanov; Náhrada investície do náhrady sa uhradí za 15 mesiacov a návratnosť investície sa dosahuje počas 14 po sebe nasledujúcich rokov.
Spoločnosť Anhui Mingteng dodala kompletnú sadu vertikálneho transformačného zariadenia pre stavebnú spoločnosť v provincii Shandong (TYPKK1000-6 5300kW 10kV)
2.2 Nízkonapäťový samorozbehový trojfázový synchrónny motor s ultravysokou účinnosťou a permanentným magnetom pre miešačky v chemickom priemysle
Ako príklad si vezmime ultra vysokoúčinný synchrónny motor s permanentnými magnetmi TYCX315L1-4 160 kW 380 V, ktorý je náhradou za asynchrónny motor. Tento produkt dodala spoločnosť Anhui Mingteng v roku 2015 na transformáciu motorov miešačiek a drvičov v chemickom priemysle. TYCX315L1-4 160 kW 380 V je vhodný pre prevádzkové podmienky miešačiek. Výpočtom spotreby energie na tonu za jednotku času používateľ vypočítal, že synchrónny motor s permanentnými magnetmi s výkonom 160 kW ušetrí o 11,5 % viac elektriny ako pôvodný asynchrónny motor s rovnakým výkonom. Po deviatich rokoch skutočného používania sú používatelia veľmi spokojní s mierou úspory energie, nárastom teploty, hlukom, prúdom a ďalšími ukazovateľmi synchrónneho motora s permanentnými magnetmi Mingteng v skutočnej prevádzke.
Spoločnosť Anhui Mingteng poskytla podporu pri úprave mixéra pre chemickú spoločnosť v Guizhou (TYCX315L1-4 160kW 380V)
3. Problémy, ktoré zaujímajú používateľov
3.1 Životnosť motora Životnosť celého motora závisí od životnosti ložiska. Kryt motora má stupeň krytia IP54, ktorý sa za určitých okolností môže zvýšiť na IP65, čo spĺňa požiadavky na použitie vo väčšine prašných a vlhkých prostredí. Za predpokladu zabezpečenia dobrej súosovosti inštalácie predĺženia hriadeľa motora a vhodného radiálneho zaťaženia hriadeľa je minimálna životnosť ložiska motora viac ako 20 000 hodín. Druhou podmienkou je životnosť chladiaceho ventilátora, ktorá je dlhšia ako životnosť motora poháňaného kondenzátorom. Pri dlhodobej prevádzke v prašnom a vlhkom prostredí je potrebné pravidelne odstraňovať lepkavé látky prichytené na ventilátore, aby sa zabránilo jeho spáleniu v dôsledku preťaženia.
3.2 Porucha a ochrana materiálov s permanentnými magnetmi
Dôležitosť materiálov s permanentnými magnetmi pre motory s permanentnými magnetmi je samozrejmá a ich cena predstavuje viac ako 1/4 nákladov na materiál celého motora. Materiály s permanentnými magnetmi pre rotory motorov s permanentnými magnetmi od spoločnosti Anhui Mingteng používajú spekaný NdFeB s vysokou magnetickou energiou a vysokou vnútornou koercitivitou a medzi bežné triedy patria N38SH, N38UH, N40UH, N42UH atď. Spoločnosť navrhla profesionálne nástroje a vodiace upínacie prípravky na montáž magnetickej ocele a kvalitatívne analyzovala polaritu zostavenej magnetickej ocele primeranými prostriedkami, takže relatívna hodnota magnetického toku každej drážkovanej magnetickej ocele je blízka, čo zabezpečuje symetriu magnetického obvodu a kvalitu montáže magnetickej ocele.
Súčasné materiály s permanentnými magnetmi môžu dlhodobo pracovať pri maximálnom povolenom náraste teploty vinutia motora a prirodzená miera demagnetizácie magnetickej ocele nie je vyššia ako 1 ‰. Konvenčné materiály s permanentnými magnetmi vyžadujú, aby povrchová úprava odolala skúške soľnou hmlou trvajúcej viac ako 24 hodín. V prostrediach so silnou oxidačnou koróziou sa používatelia musia obrátiť na výrobcu, aby si vybrali materiály s permanentnými magnetmi s vyššou ochranou.
4. Ako vybrať motor s permanentnými magnetmi na nahradenie asynchrónneho motora
4.1 Určenie typu zaťaženia
Rôzne zaťaženia, ako sú guľové mlyny, vodné čerpadlá a ventilátory, majú rôzne výkonnostné požiadavky na motory, takže typ zaťaženia je veľmi dôležitý pre návrh alebo výber.
4.2 Určenie stavu zaťaženia motora v normálnej prevádzke
Beží motor nepretržite pri plnom alebo ľahkom zaťažení? Alebo je niekedy veľmi zaťažený a niekedy veľmi zaťažený a ako dlho trvá cyklus zmeny ľahkého a ťažkého zaťaženia?
4.3 Určenie vplyvu iných stavov zaťaženia na motor
Existuje mnoho špeciálnych prípadov zaťaženia motora na mieste. Napríklad, zaťaženie pásového dopravníka musí niesť radiálnu silu a motor môže byť potrebné prestaviť z guľôčkových ložísk na valčekové ložiská; ak je v motore veľa prachu alebo oleja, je potrebné zlepšiť úroveň ochrany motora.
4.4 Teplota okolia
Pri výbere motora sa musíme zamerať na okolitú teplotu na mieste. Naše konvenčné motory sú navrhnuté pre okolitú teplotu 0~40 ℃ alebo nižšiu, ale často sa stretávame so situáciami, keď je okolitá teplota vyššia ako 40 ℃. V takom prípade si musíme vybrať motor s vyšším výkonom alebo špeciálne navrhnutý motor.
4.5 Spôsob inštalácie na mieste, rozmery inštalácie motora
Je potrebné získať aj údaje o spôsobe inštalácie na mieste, rozmeroch inštalácie motora, spôsobe inštalácie na mieste a rozmeroch inštalácie, a to buď pôvodný výkres vzhľadu motora, alebo rozmery inštalačného rozhrania, rozmery základu a umiestnenie motora. Ak sú na mieste priestorové obmedzenia, môže byť potrebné zmeniť spôsob chladenia motora, umiestnenie rozvodnej skrinky motora atď.
4.6 Ďalšie faktory prostredia
Na výber motora má vplyv mnoho ďalších faktorov prostredia, ako napríklad znečistenie prachom alebo olejom, ktoré ovplyvňujú úroveň ochrany motora; napríklad v morskom prostredí alebo prostredí s vysokým pH musí byť motor navrhnutý s ohľadom na ochranu proti korózii; v prostredí s vysokými vibráciami a vysokou nadmorskou výškou existujú iné konštrukčné aspekty.
4.7 Skúmanie parametrov a prevádzkových podmienok pôvodného asynchrónneho motora
(1) Údaje na typovom štítku: menovité napätie, menovité otáčky, menovitý prúd, menovitý účinník, účinnosť, model a ďalšie parametre
(2) Spôsob inštalácie: získajte originálny výkres vzhľadu motora, obrázky z inštalácie na mieste atď.
(3) Skutočné prevádzkové parametre pôvodného motora: prúd, výkon, účinník, teplota atď.
Záver
Synchrónne motory s permanentnými magnetmi sú obzvlášť vhodné pre aplikácie s ťažkým štartom a ľahkým chodom. Podpora a používanie synchrónnych motorov s permanentnými magnetmi má pozitívne ekonomické a sociálne výhody a má veľký význam pre úsporu energie a znižovanie emisií. Synchrónne motory s permanentnými magnetmi majú tiež cenné výhody z hľadiska spoľahlivosti a stability. Výber vysokoúčinných synchrónnych motorov s permanentnými magnetmi je jednorazová investícia s dlhodobými výhodami.
Spoločnosť Anhui Mingteng Permanent Magnet Electromechanical Equipment Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/) sa už 17 rokov zameriava na výskum, vývoj, výrobu a predaj synchrónnych motorov s permanentnými magnetmi s ultra vysokou účinnosťou. Jej produkty pokrývajú celý rad vysokonapäťových, nízkonapäťových, motorov s konštantnou frekvenciou, motorov s premenlivou frekvenciou, konvenčných, nevýbušných, s priamym pohonom, elektrických valčekov a strojov typu „všetko v jednom“ s cieľom zabezpečiť efektívnejšiu hnaciu silu pre priemyselné zariadenia.
Motory s permanentnými magnetmi od spoločnosti Anhui Mingteng majú rovnaké vonkajšie inštalačné rozmery ako v súčasnosti bežne používané asynchrónne motory a môžu plne nahradiť asynchrónne motory. Okrem toho máme k dispozícii profesionálny technický tím, ktorý navrhuje a poskytuje zákazníkom bezplatné transformačné riešenia. Ak potrebujete transformovať asynchrónne motory, neváhajte nás kontaktovať a my vám srdečne pomôžeme!
Čas uverejnenia: 23. augusta 2024