W porównaniu z silnikami asynchronicznymi, silniki synchroniczne z magnesami trwałymi mają zalety: wysoki współczynnik mocy, wysoką wydajność, mierzalne parametry wirnika, dużą szczelinę powietrzną pomiędzy stojanem a wirnikiem, dobre właściwości sterujące, mały rozmiar, niewielką wagę, prostą konstrukcję, wysoki stosunek momentu obrotowego do bezwładności itp. Znajdują coraz szersze zastosowanie w przemyśle naftowym, chemicznym, tekstylnym, górniczym, obrabiarkach CNC, robotach itp. i rozwijają się w kierunku dużej mocy (duża prędkość, wysoki moment obrotowy), wysokiej funkcjonalności i miniaturyzacji.
Silniki synchroniczne z magnesami trwałymi składają się ze stojanów i wirników. Stojan jest taki sam jak silniki asynchroniczne, składający się z uzwojeń trójfazowych i rdzeni stojana. Wstępnie namagnesowane (namagnesowane) magnesy trwałe są zainstalowane na wirniku, a pole magnetyczne można wytworzyć w otaczającej przestrzeni bez energii zewnętrznej, co upraszcza konstrukcję silnika i oszczędza energię. W tym artykule wyjaśniono kompleksowe korzyści wynikające z promowania silników synchronicznych z magnesami trwałymi w oparciu o charakterystykę silników synchronicznych z magnesami trwałymi.
1. Wyjątkowe zalety silnika synchronicznego z magnesami trwałymi
(1) Ponieważ wirnik jest wykonany z magnesów trwałych, gęstość strumienia magnetycznego jest wysoka, nie jest wymagany prąd wzbudzenia, a straty wzbudzenia są wyeliminowane. W porównaniu z silnikami asynchronicznymi prąd wzbudzenia uzwojenia stojana oraz straty miedzi i żelaza w wirniku są zmniejszone, a prąd bierny jest znacznie zmniejszony. Ponieważ potencjały magnetyczne stojana i wirnika są zsynchronizowane, w rdzeniu wirnika nie występują straty żelaza w postaci fali podstawowej, więc sprawność (odniesiona do mocy czynnej) i współczynnik mocy (odniesiony do mocy biernej) są wyższe niż w przypadku silników asynchronicznych. Silniki synchroniczne z magnesami trwałymi są zwykle projektowane tak, aby charakteryzowały się wysokim współczynnikiem mocy i wydajnością nawet przy niewielkim obciążeniu.
Gdy obciążenie zwykłych silników asynchronicznych jest mniejsze niż 50%, ich sprawność robocza i współczynnik mocy znacznie spadają. Gdy stopień obciążenia silników synchronicznych z magnesami trwałymi Mingteng wynosi 25% -120%, ich sprawność robocza i współczynnik mocy nie zmieniają się zbytnio, a sprawność robocza wynosi> 90%, a współczynnik mocy > 0,85. Efekt oszczędzania energii jest znaczący przy niewielkim obciążeniu, zmiennym obciążeniu i pełnym obciążeniu.
(2) Silniki synchroniczne z magnesami trwałymi mają stosunkowo sztywne właściwości mechaniczne i są bardziej odporne na zakłócenia momentu obrotowego silnika spowodowane zmianami obciążenia. Rdzeń wirnika silnika synchronicznego z magnesami trwałymi można wykonać w pustej strukturze, aby zmniejszyć bezwładność wirnika, a czas rozruchu i hamowania jest znacznie krótszy niż w przypadku silnika asynchronicznego. Wysoki stosunek momentu obrotowego do bezwładności sprawia, że silniki synchroniczne z magnesami trwałymi są bardziej odpowiednie do pracy w warunkach szybkiej reakcji niż silniki asynchroniczne.
(3) Rozmiary silników synchronicznych z magnesami trwałymi są znacznie mniejsze niż silników asynchronicznych, a ich waga jest również stosunkowo mniejsza. Przy tych samych warunkach odprowadzania ciepła i materiałach izolacyjnych gęstość mocy silników synchronicznych z magnesami trwałymi jest ponad dwukrotnie większa niż w przypadku trójfazowych silników asynchronicznych.
(4) Konstrukcja wirnika jest znacznie uproszczona, co jest łatwe w utrzymaniu i poprawia stabilność pracy.
Ponieważ trójfazowe silniki asynchroniczne muszą być projektowane z wyższym współczynnikiem mocy, szczelina powietrzna pomiędzy stojanem a wirnikiem musi być bardzo mała. Jednocześnie równomierność szczeliny powietrznej ma również kluczowe znaczenie dla bezpiecznej pracy i hałasu wibracyjnego silnika. Dlatego wymagania dotyczące tolerancji kształtu i położenia oraz koncentryczności montażu silnika asynchronicznego są stosunkowo rygorystyczne, a swoboda doboru luzu łożyskowego stosunkowo niewielka. W silnikach asynchronicznych o większych podstawach stosuje się zwykle łożyska smarowane w kąpieli olejowej, które należy napełnić olejem smarowym w określonym czasie pracy. Wyciek oleju lub przedwczesne wypełnienie komory olejowej przyspieszy awarię łożyska. W konserwacji trójfazowych silników asynchronicznych duży udział ma konserwacja łożysk. Ponadto, w związku z występowaniem prądu indukowanego w wirniku trójfazowego silnika asynchronicznego, w ostatnich latach wielu badaczy zajmowało się także problemem korozji elektrycznej łożyska.
Silniki synchroniczne z magnesami trwałymi nie mają takich problemów. Ze względu na dużą szczelinę powietrzną silnika synchronicznego z magnesami trwałymi powyższe problemy spowodowane małą szczeliną powietrzną silnika asynchronicznego nie są oczywiste w silniku synchronicznym. Jednocześnie w łożyskach silnika synchronicznego z magnesami trwałymi zastosowano łożyska smarowane smarem stałym z osłonami przeciwpyłowymi. Łożyska opuszczające fabrykę zostały uszczelnione odpowiednią ilością wysokiej jakości smaru. Żywotność łożysk silnika synchronicznego z magnesami trwałymi jest znacznie wyższa niż w przypadku silnika asynchronicznego.
Aby zapobiec korozji łożyska przez prąd wału, silnik z magnesami trwałymi Anhui Mingteng przyjmuje konstrukcję izolacji zespołu łożyska na końcu, co pozwala uzyskać efekt izolacji łożyska, a koszt jest znacznie niższy niż koszt izolacji łożysko. Aby zapewnić normalną żywotność łożyska silnika, część wirnika wszystkich synchronicznych silników z napędem bezpośrednim z magnesami trwałymi firmy Anhui Mingteng ma specjalną konstrukcję wsporczą, a wymiana łożysk na miejscu jest taka sama jak w przypadku silników asynchronicznych. Późniejsza wymiana i konserwacja łożysk może zaoszczędzić koszty logistyki, czas konserwacji i lepiej zagwarantować niezawodność produkcji użytkownika.
2. Typowe zastosowania silników synchronicznych z magnesami trwałymi zastępujących silniki asynchroniczne
2.1 Regulacja prędkości ze zmienną częstotliwością Wysokonapięciowy, bardzo wydajny trójfazowy silnik synchroniczny z magnesami trwałymi do młyna pionowego w przemyśle cementowym
Weźmy na przykład ultrawysokowydajny silnik synchroniczny z magnesami trwałymi TYPKK1000-6 5300 kW 10 kV zamienny silnik asynchroniczny do transformacji. Ten produkt to pierwszy krajowy silnik wysokiego napięcia z magnesami trwałymi o mocy powyżej 5 MW do transformacji młyna pionowego dostarczony przez Anhui Mingteng dla firmy zajmującej się materiałami budowlanymi w 2021 r. W porównaniu z oryginalnym układem silników asynchronicznych współczynnik oszczędności energii sięga 8%, a produkcja wzrasta może osiągnąć 10%. Średni współczynnik obciążenia wynosi 80%, wydajność silnika z magnesami trwałymi wynosi 97,9%, a roczny koszt oszczędzania energii wynosi: (18,7097 mln juanów ÷ 0,92) × 8% = 1,6269 mln juanów; koszt oszczędzania energii w ciągu 15 lat wynosi: (18,7097 mln juanów ÷ 0,92) × 8% × 15 lat = 24,4040 mln juanów; inwestycja odtworzeniowa zwraca się w ciągu 15 miesięcy, a zwrot z inwestycji uzyskuje się przez 14 kolejnych lat.
Anhui Mingteng dostarczył kompletny zestaw urządzeń do transformacji młyna pionowego dla firmy zajmującej się materiałami budowlanymi w Shandong (TYPKK1000-6 5300 kW 10 kV)
2.2 Niskonapięciowy, samorozruchowy, ultrawysokosprawny trójfazowy silnik synchroniczny z magnesami trwałymi do mieszalników przemysłu chemicznego
Weźmy jako przykład ultrawysokowydajny silnik synchroniczny z magnesami trwałymi TYCX315L1-4 160kW 380V zamienny silnik asynchroniczny do transformacji. Produkt ten został dostarczony przez Anhui Mingteng w 2015 roku do transformacji silników mieszalników i kruszarek w przemyśle chemicznym. TYCX315L1-4 160kW 380V nadaje się do warunków pracy mieszalnika. Obliczając zużycie energii na tonę w jednostce czasu, użytkownik obliczył, że silnik synchroniczny z magnesami trwałymi o mocy 160 kW pozwala zaoszczędzić 11,5% więcej energii elektrycznej niż oryginalny silnik asynchroniczny o tej samej mocy. Po dziewięciu latach faktycznego użytkowania użytkownicy są bardzo zadowoleni ze stopnia oszczędzania energii, wzrostu temperatury, hałasu, prądu i innych wskaźników silnika synchronicznego z magnesami trwałymi Mingteng w rzeczywistej pracy.
Anhui Mingteng zapewnił wsparcie w zakresie modyfikacji miksera dla firmy chemicznej w Guizhou (TYCX315L1-4 160kW 380V)
3. Kwestie, na których zależy użytkownikom
3.1 Żywotność silnika Żywotność całego silnika zależy od żywotności łożyska. Obudowa silnika przyjmuje poziom ochrony IP54, który w specjalnych okolicznościach można zwiększyć do IP65, spełniając wymagania użytkowania w większości zakurzonych i wilgotnych środowisk. Pod warunkiem zapewnienia dobrej współosiowości montażu przedłużenia wału silnika i odpowiedniego obciążenia promieniowego wału, minimalna żywotność łożyska silnika wynosi ponad 20 000 godzin. Po drugie, żywotność wentylatora chłodzącego jest dłuższa niż w przypadku silnika zasilanego kondensatorem. W przypadku dłuższej pracy w zapylonym i wilgotnym środowisku należy regularnie usuwać lepkie substancje przyczepione do wentylatora, aby zapobiec spaleniu wentylatora na skutek przeciążenia.
3.2 Awaria i ochrona materiałów z magnesami trwałymi
Znaczenie materiałów z magnesami trwałymi w silnikach z magnesami trwałymi jest oczywiste, a ich koszt stanowi ponad 1/4 kosztu materiału całego silnika. Wirnik silnika z magnesami trwałymi Anhui Mingteng Materiały z magnesami trwałymi wykorzystują produkt o wysokiej energii magnetycznej i spiekany NdFeB o wysokiej koercji, a konwencjonalne gatunki obejmują N38SH, N38UH, N40UH, N42UH itp. Firma zaprojektowała profesjonalne oprzyrządowanie i osprzęt prowadzący do montażu stali magnetycznej oraz jakościowo przeanalizował polaryzację zmontowanej stali magnetycznej za pomocą rozsądnych środków, tak aby względna wartość strumienia magnetycznego każdej szczelinowej stali magnetycznej była bliska, co zapewnia symetrię obwodu magnetycznego i jakość montażu stali magnetycznej.
Obecne materiały z magnesami trwałymi mogą pracować przez długi czas przy maksymalnym dopuszczalnym wzroście temperatury uzwojenia silnika, a naturalna szybkość rozmagnesowania stali magnetycznej nie jest większa niż 1 ‰. Konwencjonalne materiały z magnesami trwałymi wymagają, aby powłoka powierzchniowa wytrzymała test mgły solnej trwający ponad 24 godziny. W środowiskach o silnej korozji oksydacyjnej użytkownicy muszą skontaktować się z producentem w celu wybrania materiałów na magnesy trwałe o wyższej technologii ochrony.
4. Jak dobrać silnik z magnesami trwałymi do zastąpienia silnika asynchronicznego
4.1 Określ rodzaj obciążenia
Różne obciążenia, takie jak młyny kulowe, pompy wodne i wentylatory, mają różne wymagania dotyczące wydajności silników, dlatego rodzaj obciążenia jest bardzo ważny przy projektowaniu i wyborze.
4.2 Określić stan obciążenia silnika podczas normalnej pracy
Czy silnik pracuje nieprzerwanie przy pełnym czy lekkim obciążeniu? A może jest to czasami duże obciążenie, a czasami lekkie obciążenie i jak długi jest cykl zmiany obciążenia lekkiego i ciężkiego?
4.3 Określić wpływ innych stanów obciążenia na silnik
Istnieje wiele specjalnych przypadków stanu obciążenia silnika na miejscu. Na przykład ładunek przenośnika taśmowego musi przenosić siłę promieniową, a silnik może wymagać przestawienia z łożysk kulkowych na łożyska wałeczkowe; jeśli jest dużo kurzu lub oleju, musimy poprawić poziom ochrony silnika.
4.4 Temperatura otoczenia
Temperatura otoczenia na miejscu jest tym, na czym musimy się skupić podczas procesu doboru silnika. Nasze konwencjonalne silniki są zaprojektowane do pracy w temperaturze otoczenia 0 ~ 40 ℃ lub niższej, ale często spotykamy się z sytuacjami, w których temperatura otoczenia jest wyższa niż 40 ℃. W tym momencie musimy wybrać silnik o większej mocy lub specjalnie zaprojektowany silnik.
4.5 Sposób montażu na miejscu, wymiary montażowe silnika
Metoda instalacji na miejscu, wymiary instalacji silnika, metoda instalacji na miejscu i wymiary instalacji to także dane, które należy uzyskać, albo oryginalny rysunek wyglądu silnika, albo wymiary interfejsu instalacyjnego, wymiary fundamentu i lokalizacja przestrzeni do umieszczenia silnika. Jeśli na miejscu istnieją ograniczenia przestrzenne, może być konieczna zmiana metody chłodzenia silnika, lokalizacji skrzynki przyłączeniowej silnika itp.
4.6 Inne czynniki środowiskowe
Na wybór silnika ma wpływ wiele innych czynników środowiskowych, takich jak zanieczyszczenie kurzem lub olejem wpływające na poziom ochrony silnika; na przykład w środowiskach morskich lub środowiskach o wysokim pH silnik musi być zaprojektowany pod kątem ochrony przed korozją; w środowiskach o dużych wibracjach i na dużych wysokościach należy wziąć pod uwagę różne kwestie projektowe.
4.7 Badanie oryginalnych parametrów i warunków pracy silników asynchronicznych
(1) Dane z tabliczki znamionowej: napięcie znamionowe, prędkość znamionowa, prąd znamionowy, znamionowy współczynnik mocy, sprawność, model i inne parametry
(2) Metoda instalacji: uzyskaj oryginalny rysunek wyglądu silnika, zdjęcia instalacji na miejscu itp.
(3) Rzeczywiste parametry pracy oryginalnego silnika: prąd, moc, współczynnik mocy, temperatura itp.
Wniosek
Silniki synchroniczne z magnesami trwałymi są szczególnie odpowiednie do zastosowań wymagających ciężkiego rozruchu i lekkiej pracy. Promocja i wykorzystanie silników synchronicznych z magnesami trwałymi przynosi pozytywne korzyści gospodarcze i społeczne oraz ma ogromne znaczenie dla oszczędzania energii i redukcji emisji. Silniki synchroniczne z magnesami trwałymi mają również cenne zalety pod względem niezawodności i stabilności. Wybór wysokowydajnych silników synchronicznych z magnesami trwałymi to jednorazowa inwestycja z długoterminowymi korzyściami.
Anhui Mingteng Permanent Magnet Electromechanical Equipment Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/) od 17 lat koncentruje się na badaniach, rozwoju, produkcji i sprzedaży ultrawysokosprawnych silników synchronicznych z magnesami trwałymi. Jej produkty obejmują pełną gamę maszyn wysokiego napięcia, niskiego napięcia, stałej częstotliwości, zmiennej częstotliwości, konwencjonalnych, przeciwwybuchowych, z napędem bezpośrednim, rolek elektrycznych i maszyn typu „wszystko w jednym”, których celem jest zapewnienie bardziej wydajnej siły napędowej dla przemysłu sprzęt.
Silniki z magnesami trwałymi Anhui Mingteng mają te same zewnętrzne wymiary montażowe, co obecnie powszechnie stosowane silniki asynchroniczne i mogą w pełni zastąpić silniki asynchroniczne. Ponadto istnieje profesjonalny zespół techniczny, który projektuje i zapewnia klientom bezpłatne rozwiązania transformacyjne. Jeśli masz potrzebę transformacji silników asynchronicznych, nie wahaj się z nami skontaktować, a my z całego serca Ci pomożemy!
Czas publikacji: 23 sierpnia 2024 r