U usporedbi s asinkronim motorima, sinkroni motori s permanentnim magnetima imaju prednosti visokog faktora snage, visoke učinkovitosti, mjerljivih parametara rotora, velikog zračnog raspora između statora i rotora, dobrih upravljačkih performansi, male veličine, male težine, jednostavne strukture, visokog omjera momenta/tromosti , itd. Sve više se koriste u područjima nafte, kemijske industrije, tekstila, rudarstva, CNC alatnih strojeva, robota, itd., i razvijaju se prema velikoj snazi (velika brzina, veliki okretni moment), visokoj funkcionalnosti i minijaturizaciji.
Sinkroni motori s permanentnim magnetima sastoje se od statora i rotora. Stator je isti kao i kod asinkronih motora, sastoji se od trofaznih namota i jezgri statora. Na rotoru su ugrađeni prethodno magnetizirani (namagnetizirani) permanentni magneti, te se bez vanjske energije može uspostaviti magnetsko polje u okolnom prostoru, čime se pojednostavljuje struktura motora i štedi energija. Ovaj članak objašnjava sveobuhvatne prednosti promicanja sinkronih motora s trajnim magnetima na temelju karakteristika sinkronih motora s trajnim magnetima.
1. Izvanredne prednosti sinkronog motora s trajnim magnetom
(1) Budući da je rotor izrađen od trajnih magneta, gustoća magnetskog toka je velika, nije potrebna struja pobude, a gubitak pobude je eliminiran. U usporedbi s asinkronim motorima, uzbudna struja namota statora i gubici bakra i željeza rotora su smanjeni, a jalova struja je znatno smanjena. Budući da su magnetski potencijali statora i rotora sinkronizirani, jezgra rotora nema temeljne gubitke u valovitom željezu, tako da su učinkovitost (u odnosu na aktivnu snagu) i faktor snage (u odnosu na jalovu snagu) viši nego kod asinkronih motora. Sinkroni motori s trajnim magnetima općenito su dizajnirani da imaju visok faktor snage i učinkovitost čak i kada rade pod malim opterećenjem.
Kada je stopa opterećenja običnih asinkronih motora manja od 50%, njihova radna učinkovitost i faktor snage značajno opadaju. Kada je stopa opterećenja Mingteng sinkronih motora s trajnim magnetom 25%-120%, njihova radna učinkovitost i faktor snage ne mijenjaju se mnogo, a radna učinkovitost je >90%, a faktor snage je >0,85. Učinak uštede energije je značajan pri malom opterećenju, promjenjivom opterećenju i punom opterećenju.
(2) Sinkroni motori s trajnim magnetima imaju relativno kruta mehanička svojstva i otporniji su na poremećaje momenta motora uzrokovane promjenama opterećenja. Jezgra rotora sinkronog motora s trajnim magnetom može se napraviti u šuplju strukturu kako bi se smanjila inercija rotora, a vrijeme pokretanja i kočenja puno je brže nego kod asinkronog motora. Visok omjer momenta/tromosti čini sinkrone motore s trajnim magnetima prikladnijima za rad u uvjetima brzog odziva od asinkronih motora.
(3) Veličina sinkronih motora s trajnim magnetima znatno je manja od veličine asinkronih motora, a njihova je težina također relativno manja. S istim uvjetima rasipanja topline i izolacijskim materijalima, gustoća snage sinkronih motora s permanentnim magnetima više je nego dvostruko veća od gustoće snage trofaznih asinkronih motora.
(4) Struktura rotora je znatno pojednostavljena, što je jednostavno za održavanje i poboljšava stabilnost rada.
Budući da trofazni asinkroni motori moraju biti projektirani s višim faktorom snage, zračni raspor između statora i rotora mora biti vrlo mali. U isto vrijeme, jednolikost zračnog raspora također je ključna za siguran rad i buku vibracija motora. Stoga su zahtjevi tolerancije oblika i položaja i koncentričnosti montaže asinkronog motora relativno strogi, a sloboda izbora zazora ležaja je relativno mala. Asinkroni motori s većim bazama obično koriste ležajeve za podmazivanje u uljnoj kupki, koji se moraju napuniti uljem za podmazivanje unutar navedenog radnog vremena. Curenje ulja ili nepravovremeno punjenje uljne šupljine ubrzat će kvar ležaja. U održavanju trofaznih asinkronih motora veliki udio zauzima održavanje ležajeva. Osim toga, zbog postojanja inducirane struje u rotoru trofaznog asinkronog motora, problemom električne korozije ležaja također su se bavili mnogi istraživači posljednjih godina.
Sinkroni motori s permanentnim magnetima nemaju takvih problema. Zbog velikog zračnog raspora sinkronog motora s trajnim magnetom, gore navedeni problemi uzrokovani malim zračnim rasporom asinkronog motora nisu očiti u sinkronom motoru. U isto vrijeme, ležajevi sinkronog motora s trajnim magnetima koriste ležajeve podmazane mašću s poklopcima za prašinu. Ležajevi su zabrtvljeni odgovarajućom količinom visokokvalitetne masti pri izlasku iz tvornice. Životni vijek ležajeva sinkronog motora s trajnim magnetima mnogo je veći od vijeka trajanja asinkronog motora.
Kako bi se spriječilo da struja vratila nagriza ležaj, Anhui Mingteng motor s trajnim magnetom usvaja izolacijski dizajn za sklop ležaja na kraju repa, čime se može postići učinak izolacije ležaja, a cijena je mnogo niža od cijene izolacije ležaj. Kako bi se osigurao normalan životni vijek ležaja motora, rotorski dio svih sinkronih motora s izravnim pogonom s trajnim magnetima tvrtke Anhui Mingteng ima posebnu potpornu strukturu, a zamjena ležajeva na licu mjesta ista je kao kod asinkronih motora. Kasnija zamjena ležaja i održavanje može uštedjeti troškove logistike, uštedjeti vrijeme održavanja i bolje jamčiti korisnikovu pouzdanost proizvodnje.
2. Tipične primjene sinkronih motora s permanentnim magnetima koji zamjenjuju asinkrone motore
2.1 Regulacija brzine promjenjive frekvencije visokonaponski ultravisoki učinkovit trofazni sinkroni motor s permanentnim magnetom za vertikalni mlin u industriji cementa
Uzmimo ultra-visokoučinkoviti sinkroni motor s permanentnim magnetom TYPKK1000-6 5300kW 10kV zamjensku transformaciju asinkronog motora kao primjer. Ovaj je proizvod prvi domaći visokonaponski motor s trajnim magnetima iznad 5 MW za vertikalnu transformaciju mlina koji je 2021. godine osigurao Anhui Mingteng za tvrtku građevinskih materijala. U usporedbi s izvornim asinkronim motornim sustavom, stopa uštede energije doseže 8%, a povećanje proizvodnje može doseći 10%. Prosječna stopa opterećenja je 80%, učinkovitost motora s trajnim magnetom je 97,9%, a godišnji trošak uštede energije je: (18,7097 milijuna juana ÷ 0,92) × 8% = 1,6269 milijuna juana; trošak uštede energije u 15 godina je: (18,7097 milijuna juana ÷ 0,92) × 8% × 15 godina = 24,4040 milijuna juana; zamjenska investicija se vraća za 15 mjeseci, a povrat investicije ostvaruje se za 14 uzastopnih godina.
Anhui Mingteng je osigurao kompletnu opremu za transformaciju vertikalnog mlina za tvrtku građevinskih materijala u Shandongu (TYPKK1000-6 5300kW 10kV)
2.2 Niskonaponski samopokrećući ultravisoki učinkoviti trofazni sinkroni motor s trajnim magnetom za miješalice u kemijskoj industriji
Uzmimo ultra-visokoučinkoviti sinkroni motor s permanentnim magnetom TYCX315L1-4 160kW 380V zamjensku transformaciju asinkronog motora kao primjer. Ovaj proizvod osigurao je Anhui Mingteng 2015. godine za transformaciju motora miješalica i drobilica u kemijskoj industriji. TYCX315L1-4 160kW 380V pogodan je za radne uvjete miksera. Izračunom potrošnje energije po toni po jedinici vremena, korisnik je izračunao da sinkroni motor s permanentnim magnetom od 160kw štedi 11,5% više električne energije od originalnog asinkronog motora iste snage. Nakon devet godina stvarne uporabe, korisnici su vrlo zadovoljni stopom uštede energije, porastom temperature, bukom, strujom i drugim pokazateljima Mingteng sinkronog motora s trajnim magnetom u stvarnom radu.
Anhui Mingteng pružio je podršku za modifikaciju miksera za kemijsku tvrtku u Guizhou (TYCX315L1-4 160kW 380V)
3. Pitanja koja zanimaju korisnike
3.1 Životni vijek motora Životni vijek cijelog motora ovisi o vijeku trajanja ležaja. Kućište motora ima razinu zaštite IP54, koja se u posebnim okolnostima može povećati na IP65, ispunjavajući zahtjeve korištenja u većini prašnjavih i vlažnih okruženja. Uz uvjet osiguranja dobre koaksijalnosti ugradnje produžetka osovine motora i odgovarajućeg radijalnog opterećenja osovine, minimalni radni vijek ležaja motora iznosi više od 20 000 sati. Drugi je životni vijek ventilatora za hlađenje, koji je duži od vijeka motora s kondenzatorskim pogonom. Kada radi dulje vrijeme u prašnjavom i vlažnom okruženju, potrebno je redovito uklanjati ljepljive tvari vezane za ventilator kako bi se spriječilo da ventilator izgori zbog preopterećenja.
3.2 Kvar i zaštita materijala s permanentnim magnetima
Važnost materijala s permanentnim magnetima za motore s permanentnim magnetima je sama po sebi očigledna, a njihova cijena čini više od 1/4 cijene materijala cijelog motora. Anhui Mingteng materijali s trajnim magnetima rotora motora s trajnim magnetima koriste proizvode s visokom magnetskom energijom i sinterirani NdFeB s visokom intrinzičnom koercitivnošću, a konvencionalne kvalitete uključuju N38SH, N38UH, N40UH, N42UH itd. Tvrtka je dizajnirala profesionalne alate i učvršćenja za vođenje za sklapanje magnetskog čelika i kvalitativno analizirao polaritet sastavljenog magnetskog čelika razumnim sredstvima, tako da je relativna vrijednost magnetskog toka svakog magnetskog čelika s utorom bliska, što osigurava simetriju magnetskog kruga i kvalitetu sklopa magnetskog čelika.
Sadašnji materijali s permanentnim magnetima mogu dugo raditi pod maksimalno dopuštenim porastom temperature namota motora, a prirodna stopa demagnetizacije magnetskog čelika nije veća od 1‰. Konvencionalni materijali s trajnim magnetima zahtijevaju da površinski premaz izdrži test slanog spreja više od 24 sata. Za okruženja s jakom oksidativnom korozijom, korisnici trebaju kontaktirati proizvođača kako bi odabrali materijale s trajnim magnetima s tehnologijom više zaštite.
4. Kako odabrati motor s permanentnim magnetom za zamjenu za asinkroni motor
4.1 Odredite vrstu opterećenja
Različita opterećenja kao što su kuglični mlinovi, pumpe za vodu i ventilatori imaju različite zahtjeve za performansama motora, tako da je vrsta opterećenja vrlo važna za dizajn ili odabir.
4.2 Odredite stanje opterećenja motora u normalnom radu
Radi li motor neprekidno pod punim ili malim opterećenjem? Ili se ponekad radi o velikom, a ponekad o malom opterećenju, i koliko je dug ciklus promjene malog i teškog opterećenja?
4.3 Odredite utjecaj ostalih stanja opterećenja na motor
Postoji mnogo posebnih slučajeva stanja opterećenja motora na licu mjesta. Na primjer, opterećenje transportne trake treba podnijeti radijalnu silu, a motor će možda trebati prilagoditi s kugličnih ležajeva na valjkaste ležajeve; ako ima puno prašine ili ulja, moramo poboljšati razinu zaštite motora.
4.4 Temperatura okoline
Temperatura okoline na licu mjesta ono je na što se trebamo usredotočiti tijekom procesa odabira motora. Naši konvencionalni motori dizajnirani su za temperaturu okoline od 0~40 ℃ ili nižu, ali često se susrećemo sa situacijama u kojima je temperatura okoline viša od 40 ℃. U ovom trenutku moramo odabrati motor veće snage ili posebno dizajniran motor.
4.5 Način ugradnje na licu mjesta, dimenzije ugradnje motora
Način ugradnje na licu mjesta, dimenzije ugradnje motora, način ugradnje na licu mjesta i dimenzije ugradnje također su podaci koje je potrebno pribaviti, bilo izvorni nacrt izgleda motora, bilo dimenzije sučelja ugradnje, dimenzije temelja i položaj prostora za postavljanje motora. Ako postoje prostorna ograničenja na gradilištu, možda će biti potrebno promijeniti način hlađenja motora, mjesto kutije s vodovima motora itd.
4.6 Ostali čimbenici okoliša
Mnogi drugi čimbenici okoliša utječu na odabir motora, poput prašine ili zagađenja uljem koji utječu na razinu zaštite motora; na primjer, u morskim okruženjima ili okruženjima s visokim pH, motor mora biti dizajniran za zaštitu od korozije; u okruženjima s visokim vibracijama i velikom nadmorskom visinom postoje različita razmatranja dizajna.
4.7 Ispitivanje originalnih parametara asinkronog motora i radnih uvjeta
(1) Podaci s natpisne pločice: nazivni napon, nazivna brzina, nazivna struja, nazivni faktor snage, učinkovitost, model i drugi parametri
(2) Metoda ugradnje: nabavite originalni crtež izgleda motora, slike ugradnje na licu mjesta, itd.
(3) Stvarni radni parametri izvornog motora: struja, snaga, faktor snage, temperatura itd.
Zaključak
Sinkroni motori s trajnim magnetima posebno su prikladni za teške i lagane primjene. Promicanje i korištenje sinkronih motora s trajnim magnetima ima pozitivne ekonomske i društvene koristi te je od velike važnosti za očuvanje energije i smanjenje emisije. U pogledu pouzdanosti i stabilnosti, sinkroni motori s permanentnim magnetima također imaju vrijedne prednosti. Odabir visokoučinkovitih sinkronih motora s permanentnim magnetima jednokratna je investicija s dugoročnim prednostima.
Anhui Mingteng Permanent Magnet Electromechanical Equipment Co., Ltd. （https://www.mingtengmotor.com/）već se 17 godina usredotočuje na istraživanje, razvoj, proizvodnju i prodaju sinkronih motora s permanentnim magnetom ultra visoke učinkovitosti. Njegovi proizvodi pokrivaju cijeli niz visokonaponskih, niskonaponskih, konstantne frekvencije, promjenjive frekvencije, konvencionalnih, protueksplozijskih, izravnih pogona, električnih valjaka i strojeva sve u jednom, s ciljem pružanja učinkovitije pokretačke snage za industrijske oprema.
Anhui Mingtengovi motori s trajnim magnetima imaju iste vanjske ugradbene dimenzije kao trenutno naširoko korišteni asinkroni motori i mogu u potpunosti zamijeniti asinkrone motore. Osim toga, postoji profesionalni tehnički tim koji dizajnira i korisnicima nudi besplatna rješenja za transformaciju. Ako imate potrebu za transformacijom asinkronih motora, ne ustručavajte se kontaktirati nas, a mi ćemo vam svim srcem pomoći!
Vrijeme objave: 23. kolovoza 2024