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 i tromosti itd. Sve se više koriste u područjima naftne, kemijske industrije, tekstila, rudarstva, CNC alatnih strojeva, robota itd., te se razvijaju prema velikoj snazi (velika brzina, visoki moment), visokoj funkcionalnosti i miniaturizaciji.
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 statorskih jezgri. Na rotoru su ugrađeni prethodno magnetizirani (magnetizirani) permanentni magneti, a magnetsko polje se može uspostaviti u okolnom prostoru bez vanjske energije, što pojednostavljuje strukturu motora i štedi energiju. Ovaj članak objašnjava sveobuhvatne prednosti promicanja sinkronih motora s permanentnim magnetima na temelju karakteristika sinkronih motora s permanentnim magnetima.
1. Izvanredne prednosti sinkronog motora s permanentnim magnetima
(1) Budući da je rotor izrađen od permanentnih magneta, gustoća magnetskog toka je visoka, nije potrebna struja pobude, a gubici pobude su eliminirani. U usporedbi s asinhronim motorima, struja pobude statorskog namota i gubici bakra i željeza rotora su smanjeni, a reaktivna struja je znatno smanjena. Budući da su magnetski potencijali statora i rotora sinkronizirani, jezgra rotora nema temeljnih gubitaka u valnom željezu, pa su učinkovitost (u odnosu na aktivnu snagu) i faktor snage (u odnosu na reaktivnu snagu) veći od onih kod asinhronih motora. Sinkroni motori s permanentnim magnetima općenito su dizajnirani da imaju visoki faktor snage i učinkovitost čak i pri radu pod malim opterećenjem.
Kada je stopa opterećenja običnih asinkronih motora manja od 50%, njihova radna učinkovitost i faktor snage značajno padaju. Kada je stopa opterećenja sinkronih motora s permanentnim magnetima tvrtke Mingteng 25%-120%, njihova radna učinkovitost i faktor snage se ne mijenjaju puno, a radna učinkovitost je >90%, a faktor snage >0,85. Učinak uštede energije značajan je pri laganom opterećenju, promjenjivom opterećenju i punom opterećenju.
(2) Sinkroni motori s permanentnim magnetima imaju relativno kruta mehanička svojstva i otporniji su na poremećaje momenta motora uzrokovane promjenama opterećenja. Jezgra rotora sinkronog motora s permanentnim magnetima može se izraditi u šuplju strukturu kako bi se smanjila inercija rotora, a vrijeme pokretanja i kočenja je mnogo brže nego kod asinkronog motora. Visok omjer momenta i inercije čini sinkrone motore s permanentnim magnetima prikladnijima za rad u uvjetima brzog odziva od asinkronih motora.
(3) Veličina sinkronih motora s permanentnim magnetima znatno je manja od veličine asinkronih motora, a njihova težina je također relativno lakša. Uz iste uvjete odvođenja topline i izolacijske materijale, gustoća snage sinkronih motora s permanentnim magnetima više je nego dvostruko veća od trofaznih asinkronih motora.
(4) Struktura rotora je znatno pojednostavljena, što je lako održavati i poboljšava stabilnost rada.
Budući da trofazni asinkroni motori moraju biti konstruirani s većim faktorom snage, zračni raspor između statora i rotora mora biti vrlo malen. Istodobno, ujednačenost zračnog raspora također je ključna za siguran rad i buku vibracija motora. Stoga su zahtjevi za tolerancijom oblika i položaja te koncentričnošću montaže asinkronog motora relativno strogi, a sloboda odabira zazora ležaja relativno mala. Asinkroni motori s većim bazama obično koriste ležajeve za podmazivanje u uljnoj kupki, koji se moraju napuniti mazivim uljem unutar određenog radnog vremena. Curenje ulja ili nepravovremeno punjenje uljne šupljine ubrzat će kvar ležaja. U održavanju trofaznih asinkronih motora, održavanje ležajeva čini veliki udio. Osim toga, zbog postojanja inducirane struje u rotoru trofaznog asinkronog motora, problem električne korozije ležaja također je bio predmet interesa mnogih istraživača posljednjih godina.
Sinkroni motori s permanentnim magnetima nemaju takvih problema. Zbog velikog zračnog raspora sinkronog motora s permanentnim magnetima, gore navedeni problemi uzrokovani malim zračnim rasporom asinkronog motora nisu očiti kod sinkronog motora. Istovremeno, ležajevi sinkronog motora s permanentnim magnetima koriste ležajeve podmazane mašću s poklopcima za prašinu. Ležajevi su zapečaćeni odgovarajućom količinom visokokvalitetne masti prilikom izlaska iz tvornice. Vijek trajanja ležajeva sinkronog motora s permanentnim magnetima je mnogo veći od vijeka trajanja asinkronog motora.
Kako bi se spriječilo da struja osovine nagrize ležaj, motor s permanentnim magnetima tvrtke Anhui Mingteng koristi izolacijski dizajn za sklop ležaja na stražnjem kraju, što može postići učinak izolacije ležaja, a trošak je znatno niži od troška izolacije ležaja. Kako bi se osigurao normalan vijek trajanja ležaja motora, rotorski dio svih sinkronih motora s direktnim pogonom i permanentnim magnetima tvrtke Anhui Mingteng ima posebnu potpornu strukturu, a zamjena ležajeva na licu mjesta ista je kao i kod asinkronih motora. Kasnija zamjena i održavanje ležajeva mogu uštedjeti logističke troškove, uštedjeti vrijeme održavanja i bolje jamčiti pouzdanost proizvodnje korisnika.
2. Tipične primjene sinkronih motora s permanentnim magnetima koji zamjenjuju asinkrone motore
2.1 Visokonaponski ultra-visokoučinkoviti trofazni sinkroni motor s permanentnim magnetom i promjenjivom frekvencijom za vertikalni mlin u cementnoj industriji
Uzmimo za primjer ultra-visokoučinkoviti sinkroni motor s permanentnim magnetima TYPKK1000-6 5300kW 10kV za transformaciju asinhronog motora. Ovaj proizvod je prvi domaći visokonaponski motor s permanentnim magnetima iznad 5MW za transformaciju vertikalnog mlina koji je Anhui Mingteng isporučio za tvrtku za građevinski materijal 2021. godine. U usporedbi s originalnim asinhronim sustavom motora, stopa uštede energije doseže 8%, a povećanje proizvodnje može doseći 10%. Prosječna stopa opterećenja je 80%, učinkovitost motora s permanentnim magnetima je 97,9%, a godišnji trošak uštede energije iznosi: (18,7097 milijuna juana ÷ 0,92) × 8% = 1,6269 milijuna juana; trošak uštede energije u 15 godina iznosi: (18,7097 milijuna juana ÷ 0,92) × 8% × 15 godina = 24,4040 milijuna juana; Zamjenska investicija se vraća za 15 mjeseci, a povrat investicije se ostvaruje tijekom 14 uzastopnih godina.
Anhui Mingteng je isporučio kompletan set opreme za vertikalnu transformaciju mlinova za tvrtku za građevinski materijal u Shandongu (TYPKK1000-6 5300kW 10kV)
2.2 Niskonaponski samopokretajući ultra-visokoučinkoviti trofazni sinkroni motor s permanentnim magnetima za miješalice u kemijskoj industriji
Uzmimo za primjer ultra-visokoučinkoviti sinkroni motor s permanentnim magnetima TYCX315L1-4 160kW 380V, zamjenski asinkroni motor. Ovaj proizvod je 2015. godine isporučio Anhui Mingteng za transformaciju motora miješalica i drobilica u kemijskoj industriji. TYCX315L1-4 160kW 380V prikladan je za radne uvjete miješalica. Izračunavanjem potrošnje energije po toni po jedinici vremena, korisnik je izračunao da sinkroni motor s permanentnim magnetima od 160 kW štedi 11,5% više električne energije od originalnog asinkronog motora iste snage. Nakon devet godina stvarne upotrebe, korisnici su vrlo zadovoljni stopom uštede energije, porastom temperature, bukom, strujom i drugim pokazateljima sinkronog motora s permanentnim magnetima Mingteng u stvarnom radu.
Anhui Mingteng je pružio podršku za modifikaciju miksera za kemijsku tvrtku u Guizhouu (TYCX315L1-4 160kW 380V)
3. Problemi koji zanimaju korisnike
3.1 Vijek trajanja motora Vijek trajanja cijelog motora ovisi o vijeku trajanja ležaja. Kućište motora ima stupanj zaštite IP54, koji se pod posebnim okolnostima može povećati na IP65, zadovoljavajući zahtjeve korištenja u većini prašnjavih i vlažnih okruženja. Uz uvjet osiguravanja dobre koaksijalnosti ugradnje produžetka osovine motora i odgovarajućeg radijalnog opterećenja osovine, minimalni vijek trajanja ležaja motora je veći od 20 000 sati. Drugi je vijek trajanja ventilatora za hlađenje, koji je dulji od vijeka trajanja motora s kondenzatorskim pogonom. Prilikom duljeg rada u prašnjavom i vlažnom okruženju potrebno je redovito uklanjati ljepljive tvari pričvršćene na ventilator kako bi se spriječilo njegovo pregorijevanje zbog preopterećenja.
3.2 Kvar i zaštita materijala s permanentnim magnetima
Važnost materijala s permanentnim magnetima za motore s permanentnim magnetima je očita, a njihov trošak čini više od 1/4 troškova materijala cijelog motora. Materijali s permanentnim magnetima za rotor motora s permanentnim magnetima tvrtke Anhui Mingteng koriste sinterirani NdFeB s visokim magnetskim energetskim produktom i visokom intrinzičnom koercitivnošću, a konvencionalne klase uključuju N38SH, N38UH, N40UH, N42UH itd. Tvrtka je dizajnirala profesionalne alate i vodilice za montažu magnetskog čelika te je kvalitativno analizirala polaritet sastavljenog magnetskog čelika na razuman način, tako da je relativna vrijednost magnetskog toka svakog utora magnetskog čelika bliska, što osigurava simetriju magnetskog kruga i kvalitetu montaže magnetskog čelika.
Trenutni 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 permanentnim magnetima zahtijevaju da površinski premaz izdrži ispitivanje slanom maglom dulje od 24 sata. Za okruženja s jakom oksidativnom korozijom, korisnici se trebaju obratiti proizvođaču kako bi odabrali materijale s permanentnim magnetima s višom tehnologijom zaštite.
4. Kako odabrati motor s permanentnim magnetima za zamjenu asinhronog motora
4.1 Određivanje vrste opterećenja
Različita opterećenja poput kugličnih mlinova, vodenih pumpi i ventilatora imaju različite zahtjeve za performanse motora, stoga je vrsta opterećenja vrlo važna za projektiranje ili odabir.
4.2 Odredite stanje opterećenja motora u normalnom radu
Radi li motor kontinuirano pri punom ili laganom opterećenju? Ili je ponekad teško, a ponekad lagano opterećenje, i koliko traje ciklus izmjene laganog i teškog opterećenja?
4.3 Odredite utjecaj drugih stanja opterećenja na motor
Postoje mnogi posebni slučajevi opterećenja motora na licu mjesta. Na primjer, opterećenje trakastog transportera mora podnijeti radijalnu silu, a motor možda treba podesiti s kugličnih na valjkaste ležajeve; ako ima puno prašine ili ulja, moramo poboljšati razinu zaštite motora.
4.4 Temperatura okoline
Temperatura okoline na licu mjesta je ono na što se moramo usredotočiti tijekom procesa odabira motora. Naši konvencionalni motori dizajnirani su za temperaturu okoline od 0~40 ℃ ili niže, ali često se susrećemo sa situacijama kada je temperatura okoline viša od 40 ℃. U tom slučaju moramo odabrati motor veće snage ili posebno dizajniran motor.
4.5 Način ugradnje na licu mjesta, dimenzije ugradnje motora
Podaci o načinu ugradnje na licu mjesta, dimenzijama ugradnje motora, načinu ugradnje na licu mjesta i dimenzijama ugradnje također su podaci koje je potrebno pribaviti, bilo originalni crtež izgleda motora ili dimenzije instalacijskog sučelja, dimenzije temelja i lokacija prostora za smještaj motora. Ako na licu mjesta postoje prostorna ograničenja, možda će biti potrebno promijeniti način hlađenja motora, lokaciju priključne kutije motora itd.
4.6 Ostali čimbenici okoliša
Mnogi drugi čimbenici okoliša utječu na odabir motora, poput onečišćenja prašinom ili uljem koje utječe 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 različiti dizajnerski aspekti.
4.7 Ispitivanje parametara i radnih uvjeta originalnog asinkronog motora
(1) Podaci na natpisnoj pločici: nazivni napon, nazivna brzina, nazivna struja, nazivni faktor snage, učinkovitost, model i ostali parametri
(2) Način ugradnje: nabavite originalni crtež izgleda motora, slike ugradnje na licu mjesta itd.
(3) Stvarni radni parametri originalnog motora: struja, snaga, faktor snage, temperatura itd.
Zaključak
Sinkroni motori s permanentnim magnetima posebno su prikladni za primjene s teškim startom i laganim radom. Promocija i korištenje sinkronih motora s permanentnim magnetima ima pozitivne ekonomske i društvene koristi te je od velikog značaja za uštedu energije i smanjenje emisija. Što se tiče pouzdanosti i stabilnosti, sinkroni motori s permanentnim magnetima također imaju vrijedne prednosti. Odabir visokoučinkovitih sinkronih motora s permanentnim magnetima jednokratna je investicija s dugoročnim koristima.
Anhui Mingteng Permanent Magnet Electromechanical Equipment Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/) već se 17 godina fokusira na istraživanje, razvoj, proizvodnju i prodaju ultra-visokoučinkovitih sinkronih motora s permanentnim magnetima. Njihovi proizvodi pokrivaju cijeli niz visokonaponskih, niskonaponskih, motora konstantne frekvencije, motora promjenjive frekvencije, konvencionalnih, protueksplozijskih, direktnih pogonskih, električnih valjaka i sve-u-jednom strojeva, s ciljem pružanja učinkovitije pogonske snage za industrijsku opremu.
Anhui Mingtengovi motori s permanentnim magnetima imaju iste vanjske dimenzije ugradnje kao i trenutno široko korišteni asinhroni motori te mogu u potpunosti zamijeniti asinhrone motore. Osim toga, postoji profesionalni tehnički tim koji dizajnira i pruža kupcima besplatna rješenja za transformaciju. Ako imate potrebu za transformacijom asinhronih motora, slobodno nas kontaktirajte, a mi ćemo vam od srca pomoći!
Vrijeme objave: 23. kolovoza 2024.