W porównaniu z silnikami asynchronicznymi, silniki synchroniczne z magnesami trwałymi mają zalety wysokiego współczynnika mocy, wysokiej sprawności, mierzalnych parametrów wirnika, dużej szczeliny powietrznej między stojanem a wirnikiem, dobrej wydajności sterowania, niewielkich rozmiarów, małej wagi, prostej konstrukcji, wysokiego stosunku momentu obrotowego do bezwładności itp. Są coraz szerzej stosowane 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 w silnikach asynchronicznych, składający się z uzwojeń trójfazowych i rdzeni stojana. Wstępnie namagnesowane (namagnesowane) magnesy trwałe są instalowane na wirniku, a pole magnetyczne może być ustanowione w otaczającej przestrzeni bez energii zewnętrznej, co upraszcza strukturę silnika i oszczędza energię. W tym artykule wyjaśniono kompleksowe korzyści z promowania silników synchronicznych z magnesami trwałymi w oparciu o charakterystykę silników synchronicznych z magnesami trwałymi.
1. Wybitne zalety silnika synchronicznego z magnesami trwałymi
(1) Ponieważ wirnik wykonany jest z magnesów trwałych, gęstość strumienia magnetycznego jest wysoka, nie jest wymagany prąd wzbudzenia, a strata wzbudzenia jest wyeliminowana. W porównaniu z silnikami asynchronicznymi, prąd wzbudzenia uzwojenia stojana oraz straty miedzi i żelaza wirnika są zmniejszone, a prąd bierny jest znacznie zmniejszony. Ponieważ potencjały magnetyczne stojana i wirnika są zsynchronizowane, rdzeń wirnika nie ma podstawowej straty żelaza falowego, więc sprawność (związana z mocą czynną) i współczynnik mocy (związany z mocą bierną) są wyższe niż w przypadku silników asynchronicznych. Silniki synchroniczne z magnesami trwałymi są na ogół projektowane tak, aby miały wysoki współczynnik mocy i sprawność nawet przy pracy przy małym obciążeniu.
Gdy współczynnik obciążenia zwykłych silników asynchronicznych jest mniejszy niż 50%, ich wydajność robocza i współczynnik mocy spadają znacząco. Gdy współczynnik obciążenia silników synchronicznych z magnesami trwałymi Mingteng wynosi 25%-120%, ich wydajność robocza i współczynnik mocy nie zmieniają się znacząco, a wydajność robocza wynosi >90%, a współczynnik mocy >0,85. Efekt oszczędzania energii jest znaczący przy lekkim obciążeniu, obciążeniu zmiennym i pełnym obciążeniu.
(2) Silniki synchroniczne z magnesami trwałymi mają stosunkowo sztywne właściwości mechaniczne i są bardziej odporne na zaburzenia momentu obrotowego silnika spowodowane zmianami obciążenia. Rdzeń wirnika silnika synchronicznego z magnesami trwałymi można wykonać w postaci pustej struktury, aby zmniejszyć bezwładność wirnika, a czas rozruchu i hamowania jest znacznie szybszy 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) Rozmiar silników synchronicznych z magnesami trwałymi jest znacznie mniejszy niż silników asynchronicznych, a ich waga jest również stosunkowo mniejsza. Przy tych samych warunkach rozpraszania ciepła i materiałach izolacyjnych gęstość mocy silników synchronicznych z magnesami trwałymi jest ponad dwukrotnie większa niż w przypadku trójfazowych silników asynchronicznych.
(4) Konstrukcja wirnika została znacznie uproszczona, co ułatwia konserwację i poprawia stabilność pracy.
Ponieważ trójfazowe silniki asynchroniczne muszą być projektowane z wyższym współczynnikiem mocy, szczelina powietrzna między stojanem a wirnikiem musi być bardzo mała. Jednocześnie jednorodność szczeliny powietrznej ma również kluczowe znaczenie dla bezpiecznej pracy i hałasu drgań silnika. Dlatego wymagania dotyczące tolerancji kształtu i położenia oraz koncentryczności montażu silnika asynchronicznego są stosunkowo rygorystyczne, a swoboda wyboru luzu łożyska jest stosunkowo niewielka. Silniki asynchroniczne z większymi podstawami zwykle wykorzystują łożyska smarowane w kąpieli olejowej, które muszą być wypełnione olejem smarującym w określonym czasie pracy. Wyciek oleju lub nieterminowe wypełnienie wnęki olejowej przyspieszy awarię łożyska. W konserwacji trójfazowych silników asynchronicznych konserwacja łożysk stanowi dużą część. Ponadto, ze względu na istnienie prądu indukowanego w wirniku trójfazowego silnika asynchronicznego, problem korozji elektrycznej łożyska również był przedmiotem zainteresowania wielu badaczy w ostatnich latach.
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 łożyska silnika synchronicznego z magnesami trwałymi wykorzystują łożyska smarowane smarem z osłonami przeciwpyłowymi. Łożyska zostały uszczelnione odpowiednią ilością wysokiej jakości smaru podczas opuszczania fabryki. 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 izolacyjną dla zespołu łożysk na końcu ogonowym, co może osiągnąć efekt izolacji łożyska, a koszt jest znacznie niższy niż koszt izolacji łożyska. Aby zapewnić normalną żywotność łożyska silnika, część wirnika wszystkich silników synchronicznych z magnesami trwałymi z napędem bezpośrednim 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 logistyczne, zaoszczędzić czas konserwacji i lepiej zagwarantować niezawodność produkcji użytkownika.
2. Typowe zastosowania silników synchronicznych z magnesami trwałymi zastępujących silniki asynchroniczne
2.1 Regulacja prędkości zmiennej częstotliwości, wysokonapięciowy, ultrawydajny, trójfazowy silnik synchroniczny z magnesami trwałymi do młyna pionowego w przemyśle cementowym
Weźmy na przykład niezwykle wydajny silnik synchroniczny z magnesami trwałymi TYPKK1000-6 5300 kW 10 kV zastępujący silnik asynchroniczny jako transformację. Ten produkt jest pierwszym krajowym wysokonapięciowym silnikiem z magnesami trwałymi o mocy powyżej 5 MW do transformacji młyna pionowego dostarczonym przez Anhui Mingteng dla firmy zajmującej się materiałami budowlanymi w 2021 roku. W porównaniu z oryginalnym systemem silnika asynchronicznego wskaźnik oszczędności energii sięga 8%, a wzrost produkcji może osiągnąć 10%. Średni wskaźnik obciążenia wynosi 80%, sprawność silnika z magnesami trwałymi wynosi 97,9%, a roczny koszt oszczędności energii wynosi: (18,7097 mln juanów ÷ 0,92) × 8% = 1,6269 mln juanów; Koszty oszczędności energii w ciągu 15 lat wynoszą: (18,7097 mln juanów ÷ 0,92) × 8% × 15 lat = 24,4040 mln juanów; inwestycja zastępcza zwraca się w ciągu 15 miesięcy, a zwrot z inwestycji uzyskuje się przez 14 kolejnych lat.
Anhui Mingteng dostarczyło kompletny zestaw urządzeń do pionowej transformacji młyna dla firmy zajmującej się materiałami budowlanymi w Shandong (TYPKK1000-6 5300 kW 10 kV)
2.2 Niskonapięciowy, samoczynnie uruchamiający się, ultra wydajny, trójfazowy silnik synchroniczny z magnesami trwałymi do mieszalników w przemyśle chemicznym
Weźmy na przykład niezwykle wydajny silnik synchroniczny z magnesami trwałymi TYCX315L1-4 160 kW 380 V, który zastępuje silnik asynchroniczny. Ten produkt został dostarczony przez Anhui Mingteng w 2015 r. w celu przekształcenia silników mikserów i kruszarek w przemyśle chemicznym. TYCX315L1-4 160 kW 380 V nadaje się do warunków pracy mikserów. Obliczając zużycie energii na tonę na jednostkę czasu, użytkownik obliczył, że silnik synchroniczny z magnesami trwałymi o mocy 160 kW oszczędza o 11,5% więcej energii elektrycznej niż oryginalny silnik asynchroniczny o tej samej mocy. Po dziewięciu latach rzeczywistego użytkowania użytkownicy są bardzo zadowoleni ze wskaźnika 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 (TYCX315L1-4 160 kW 380 V)
3. Kwestie, które interesują użytkowników
3.1 Żywotność silnika Żywotność całego silnika zależy od żywotności łożyska. Obudowa silnika przyjmuje poziom ochrony IP54, który w szczególnych okolicznościach może zostać zwiększony do IP65, spełniając wymagania użytkowe większości zakurzonych i wilgotnych środowisk. Pod warunkiem zapewnienia dobrej współosiowości instalacji przedłużenia wału silnika i odpowiedniego obciążenia promieniowego wału, minimalna żywotność łożyska silnika wynosi ponad 20 000 godzin. Drugą jest żywotność wentylatora chłodzącego, która jest dłuższa niż żywotność silnika zasilanego kondensatorem. Podczas długotrwałej pracy w zakurzonym i wilgotnym środowisku konieczne jest regularne usuwanie lepkich substancji przyczepionych do wentylatora, aby zapobiec spaleniu wentylatora z powodu przeciążenia.
3.2 Awarie i ochrona materiałów z magnesami trwałymi
Znaczenie materiałów z magnesami trwałymi dla silników z magnesami trwałymi jest oczywiste, a ich koszt stanowi ponad 1/4 kosztu materiałów całego silnika. Materiały z magnesami trwałymi wirnika silnika z magnesami trwałymi Anhui Mingteng wykorzystują wysokoenergetyczny produkt magnetyczny i wysoką koercję wewnętrzną spiekanego NdFeB, a konwencjonalne gatunki obejmują N38SH, N38UH, N40UH, N42UH itp. Firma zaprojektowała profesjonalne narzędzia i uchwyty prowadzące do montażu stali magnetycznej i jakościowo przeanalizowała biegunowość zmontowanej stali magnetycznej za pomocą rozsądnych środków, tak aby względna wartość strumienia magnetycznego każdej szczeliny 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 wyższa niż 1‰. Konwencjonalne materiały z magnesami trwałymi wymagają, aby powłoka powierzchniowa wytrzymała test w mgle solnej trwający ponad 24 godziny. W przypadku środowisk z poważną korozją oksydacyjną użytkownicy muszą skontaktować się z producentem, aby wybrać materiały z magnesami trwałymi o wyższej technologii ochrony.
4. Jak wybrać silnik z magnesami trwałymi w celu wymiany 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 ma bardzo duże znaczenie przy projektowaniu lub doborze.
4.2 Określ stan obciążenia silnika podczas normalnej pracy
Czy silnik pracuje ciągle przy pełnym obciążeniu czy lekkim? Czy też czasami jest to duże obciążenie, a czasami lekkie, i jak długi jest cykl zmiany obciążenia lekkiego i ciężkiego?
4.3 Określ wpływ innych stanów obciążenia na silnik
Istnieje wiele szczególnych przypadków stanu obciążenia silnika na miejscu. Na przykład obciążenie przenośnika taśmowego musi przenosić siłę promieniową, a silnik może wymagać zmiany łożysk kulkowych na łożyska wałeczkowe; jeśli jest dużo pyłu lub oleju, musimy poprawić poziom ochrony silnika.
4.4 Temperatura otoczenia
Temperatura otoczenia na miejscu jest tym, na czym musimy się skupić podczas procesu wyboru silnika. Nasze konwencjonalne silniki są zaprojektowane do temperatury 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 Metoda instalacji na miejscu, wymiary instalacji silnika
Metoda instalacji na miejscu, wymiary instalacji silnika, metoda instalacji na miejscu i wymiary instalacji to również dane, które należy uzyskać, albo oryginalny rysunek wyglądu silnika, albo wymiary interfejsu instalacji, wymiary fundamentu i lokalizację przestrzeni umieszczenia silnika. Jeśli na miejscu występują ograniczenia przestrzenne, może być konieczna zmiana metody chłodzenia silnika, lokalizacji skrzynki przewodów silnika itp.
4.6 Inne czynniki środowiskowe
Na wybór silnika ma wpływ wiele innych czynników środowiskowych, np. zanieczyszczenie pyłem lub olejem, które wpływa na poziom ochrony silnika. Przykładowo, w środowiskach morskich lub środowiskach o wysokim pH silnik musi być zaprojektowany z myślą o ochronie przed korozją. W środowiskach o dużych wibracjach i na dużych wysokościach należy brać pod uwagę inne kwestie konstrukcyjne.
4.7 Badanie oryginalnych parametrów i warunków pracy silników asynchronicznych
(1) Dane na tabliczce znamionowej: napięcie znamionowe, prędkość znamionowa, prąd znamionowy, współczynnik mocy znamionowej, sprawność, model i inne parametry
(2) Metoda instalacji: należy uzyskać oryginalny rysunek przedstawiający wygląd 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 stosowanie silników synchronicznych z magnesami trwałymi przynosi pozytywne korzyści ekonomiczne i społeczne oraz ma ogromne znaczenie dla oszczędzania energii i redukcji emisji. Pod względem niezawodności i stabilności silniki synchroniczne z magnesami trwałymi mają również cenne zalety. 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 ultrawydajnych silników synchronicznych z magnesami trwałymi. Jej produkty obejmują pełną gamę wysokonapięciowych, niskonapięciowych, o stałej częstotliwości, zmiennej częstotliwości, konwencjonalnych, przeciwwybuchowych, z napędem bezpośrednim, elektrycznych walców i maszyn typu „wszystko w jednym”, których celem jest zapewnienie wydajniejszej siły napędowej dla sprzętu przemysłowego.
Silniki z magnesami trwałymi Anhui Mingteng mają takie same wymiary instalacji zewnętrznej jak obecnie powszechnie stosowane silniki asynchroniczne i mogą w pełni zastąpić silniki asynchroniczne. Ponadto istnieje profesjonalny zespół techniczny, który projektuje i dostarcza klientom bezpłatne rozwiązania transformacyjne. Jeśli potrzebujesz transformacji silników asynchronicznych, nie wahaj się skontaktować z nami, a my obsłużymy Cię całym sercem!
Czas publikacji: 23-08-2024