Ve srovnání s asynchronními motory mají synchronní motory s permanentními magnety výhody vysokého účiníku, vysoké účinnosti, měřitelných parametrů rotoru, velké vzduchové mezery mezi statorem a rotorem, dobrého regulačního výkonu, malých rozměrů, nízké hmotnosti, jednoduché konstrukce, vysokého poměru točivého momentu a setrvačnosti atd. Stále častěji se používají v oblastech ropného, chemického průmyslu, textilního průmyslu, hornictví, CNC obráběcích strojů, robotů atd. a vyvíjejí se směrem k vysokému výkonu (vysoká rychlost, vysoký točivý moment), vysoké funkčnosti a miniaturizaci.
Synchronní motory s permanentními magnety se skládají ze statorů a rotorů. Stator je stejný jako u asynchronních motorů, skládá se z třífázových vinutí a statorových jader. Na rotoru jsou instalovány předmagnetizované (magnetizované) permanentní magnety a v okolním prostoru lze vytvořit magnetické pole bez vnější energie, což zjednodušuje konstrukci motoru a šetří energii. Tento článek vysvětluje komplexní výhody propagace synchronních motorů s permanentními magnety na základě jejich charakteristik.
1. Vynikající výhody synchronního motoru s permanentními magnety
(1) Protože je rotor vyroben z permanentních magnetů, je hustota magnetického toku vysoká, není potřeba žádný budicí proud a jsou eliminovány ztráty budicího proudu. Ve srovnání s asynchronními motory jsou budicí proud statorového vinutí a ztráty v mědi a železe rotoru sníženy a jalový proud je výrazně snížen. Protože magnetické potenciály statoru a rotoru jsou synchronizovány, jádro rotoru nemá žádné základní ztráty v železe, takže účinnost (vztahující se k činnému výkonu) a účiník (vztahující se k jalovému výkonu) jsou vyšší než u asynchronních motorů. Synchronní motory s permanentními magnety jsou obecně navrženy tak, aby měly vysoký účiník a účinnost i při provozu s nízkým zatížením.
Pokud je zatěžovací poměr běžných asynchronních motorů menší než 50 %, jejich provozní účinnost a účiník výrazně klesají. Pokud je zatěžovací poměr synchronních motorů s permanentními magnety Mingteng 25 %–120 %, jejich provozní účinnost a účiník se příliš nemění, provozní účinnost je > 90 % a účiník > 0,85. Úspora energie je významná při lehkém, proměnném i plném zatížení.
(2) Synchronní motory s permanentními magnety mají relativně tuhé mechanické vlastnosti a jsou odolnější vůči poruchám momentu motoru způsobeným změnami zatížení. Jádro rotoru synchronního motoru s permanentními magnety může být vyrobeno do duté struktury, aby se snížila setrvačnost rotoru, a doba rozběhu a brzdění je mnohem kratší než u asynchronního motoru. Vysoký poměr točivého momentu k setrvačnosti činí synchronní motory s permanentními magnety vhodnějšími pro provoz za podmínek rychlé odezvy než asynchronní motory.
(3) Velikost synchronních motorů s permanentními magnety je výrazně menší než u asynchronních motorů a jejich hmotnost je také relativně nižší. Při stejných podmínkách odvodu tepla a izolačních materiálech je hustota výkonu synchronních motorů s permanentními magnety více než dvojnásobná oproti třífázovým asynchronním motorům.
(4) Struktura rotoru je výrazně zjednodušená, což se snadno udržuje a zlepšuje stabilitu provozu.
Protože třífázové asynchronní motory musí být navrženy s vyšším účiníkem, musí být vzduchová mezera mezi statorem a rotorem velmi malá. Zároveň je rovnoměrnost vzduchové mezery zásadní pro bezpečný provoz a hluk způsobený vibracemi motoru. Proto jsou požadavky na toleranci tvaru a polohy a soustřednost montáže asynchronního motoru poměrně přísné a volnost výběru vůle ložiska je relativně malá. Asynchronní motory s většími základnami obvykle používají ložiska mazaná olejovou lázní, která musí být naplněna mazacím olejem během stanovené provozní doby. Únik oleje nebo předčasné naplnění olejové dutiny urychluje selhání ložiska. Při údržbě třífázových asynchronních motorů tvoří údržba ložisek velkou část. Kromě toho se v důsledku existence indukovaného proudu v rotoru třífázového asynchronního motoru v posledních letech mnoho výzkumníků zabývá také problémem elektrické koroze ložiska.
Synchronní motory s permanentními magnety takové problémy nemají. Vzhledem k velké vzduchové mezeře synchronního motoru s permanentními magnety nejsou výše uvedené problémy způsobené malou vzduchovou mezerou asynchronního motoru u synchronního motoru patrné. Ložiska synchronního motoru s permanentními magnety jsou zároveň mazaná plastickým mazivem s kryty proti prachu. Ložiska jsou při opuštění továrny utěsněna odpovídajícím množstvím vysoce kvalitního plastického maziva. Životnost ložisek synchronního motoru s permanentními magnety je mnohem vyšší než u asynchronního motoru.
Aby se zabránilo korozi ložiska proudem hřídele, motory s permanentními magnety Anhui Mingteng používají izolaci pro zadní část ložiska, čímž se dosahuje izolačního účinku ložiska a náklady jsou mnohem nižší než náklady na izolaci ložiska. Pro zajištění normální životnosti ložiska motoru má rotorová část všech synchronních motorů s přímým pohonem s permanentními magnety Anhui Mingteng speciální nosnou konstrukci a výměna ložisek na místě je stejná jako u asynchronních motorů. Pozdější výměna a údržba ložisek může ušetřit logistické náklady, ušetřit čas údržby a lépe zaručit spolehlivost výroby uživatele.
2. Typické aplikace synchronních motorů s permanentními magnety nahrazujících asynchronní motory
2.1 Vysokonapěťový, ultravysoce účinný třífázový synchronní motor s permanentními magnety a regulací otáček s proměnnou frekvencí pro vertikální mlýn v cementářském průmyslu
Vezměte si jako příklad ultravysoce účinný synchronní motor s permanentními magnety TYPKK1000-6 5300kW 10kV, který nahrazuje asynchronní transformaci motoru. Tento produkt je prvním domácím vysokonapěťovým motorem s permanentními magnety nad 5 MW pro transformaci vertikálního mlýna, který společnost Anhui Mingteng dodala pro stavební společnost v roce 2021. Ve srovnání s původním asynchronním motorovým systémem dosahuje úspora energie 8 % a zvýšení produkce může dosáhnout 10 %. Průměrná míra zatížení je 80 %, účinnost motoru s permanentními magnety je 97,9 % a roční náklady na úsporu energie činí: (18,7097 milionu juanů ÷ 0,92) × 8 % = 1,6269 milionu juanů; náklady na úsporu energie za 15 let činí: (18,7097 milionu juanů ÷ 0,92) × 8 % × 15 let = 24,4040 milionu juanů; Náhrada investice do výměny se uskuteční za 15 měsíců a návratnost investice je dosažena po dobu 14 po sobě jdoucích let.
Společnost Anhui Mingteng dodala kompletní sadu vertikálního transformačního zařízení pro stavební společnost v provincii Shandong (TYPKK1000-6 5300kW 10kV)
2.2 Nízkonapěťový samorozběhový třífázový synchronní motor s permanentními magnety s ultra vysokou účinností pro míchadla v chemickém průmyslu
Jako příklad si vezměte ultravysoce účinný synchronní motor s permanentními magnety TYCX315L1-4 160kW 380V, který nahrazuje asynchronní motor. Tento produkt dodala společnost Anhui Mingteng v roce 2015 pro transformaci motorů míchaček a drtičů v chemickém průmyslu. TYCX315L1-4 160kW 380V je vhodný pro provozní podmínky míchaček. Výpočtem spotřeby energie na tunu za jednotku času uživatel vypočítal, že synchronní motor s permanentními magnety o výkonu 160 kW ušetří o 11,5 % více elektřiny než původní asynchronní motor se stejným výkonem. Po devíti letech skutečného používání jsou uživatelé velmi spokojeni s mírou úspory energie, nárůstem teploty, hlukem, proudem a dalšími ukazateli synchronního motoru s permanentními magnety Mingteng v reálném provozu.
Společnost Anhui Mingteng poskytla podporu při úpravě míchačky pro chemickou společnost v Guizhou (TYCX315L1-4 160kW 380V)
3. Problémy, které uživatele zajímají
3.1 Životnost motoru Životnost celého motoru závisí na životnosti ložiska. Kryt motoru má stupeň krytí IP54, který lze za zvláštních okolností zvýšit na IP65, což splňuje požadavky na použití ve většině prašných a vlhkých prostředí. Za předpokladu zajištění dobré souososti instalace prodloužení hřídele motoru a odpovídajícího radiálního zatížení hřídele je minimální životnost ložiska motoru více než 20 000 hodin. Druhou podmínkou je životnost chladicího ventilátoru, která je delší než u motoru s kondenzátorovým pohonem. Při dlouhodobém provozu v prašném a vlhkém prostředí je nutné pravidelně odstraňovat lepivé látky usazené na ventilátoru, aby se zabránilo jeho spálení v důsledku přetížení.
3.2 Porucha a ochrana materiálů s permanentními magnety
Význam materiálů s permanentními magnety pro motory s permanentními magnety je samozřejmý a jejich cena představuje více než 1/4 materiálových nákladů celého motoru. Materiály s permanentními magnety pro rotory motorů s permanentními magnety od společnosti Anhui Mingteng používají slinutý NdFeB s vysokým magnetickým energetickým produktem a vysokou vnitřní koercitivitou, přičemž konvenční jakosti zahrnují N38SH, N38UH, N40UH, N42UH atd. Společnost navrhla profesionální nástroje a vodicí přípravky pro montáž magnetické oceli a kvalitativně analyzovala polaritu sestavené magnetické oceli rozumnými prostředky, takže hodnota relativního magnetického toku každé drážky magnetické oceli je blízká, což zajišťuje symetrii magnetického obvodu a kvalitu sestavy magnetické oceli.
Současné materiály s permanentními magnety mohou pracovat dlouhou dobu při maximálním povoleném nárůstu teploty vinutí motoru a přirozená míra demagnetizace magnetické oceli není vyšší než 1 ‰. Konvenční materiály s permanentními magnety vyžadují, aby povrchová úprava odolala zkoušce solnou mlhou po dobu delší než 24 hodin. V prostředí se silnou oxidační korozí se uživatelé musí obrátit na výrobce, aby vybral materiály s permanentními magnety s vyšší technologií ochrany.
4. Jak vybrat motor s permanentními magnety jako náhradu za asynchronní motor
4.1 Určení typu zatížení
Různá zatížení, jako jsou kulové mlýny, vodní čerpadla a ventilátory, mají různé požadavky na výkon motorů, takže typ zatížení je pro návrh nebo výběr velmi důležitý.
4.2 Určení stavu zatížení motoru za normálního provozu
Běží motor nepřetržitě při plném nebo lehkém zatížení? Nebo je někdy těžké a někdy lehké zatížení a jak dlouhý je cyklus střídání lehkého a těžkého zatížení?
4.3 Určení vlivu dalších stavů zatížení na motor
Existuje mnoho speciálních případů zatížení motoru na místě. Například zatížení pásového dopravníku musí nést radiální sílu a motor může být nutné přepnout z kuličkových ložisek na válečková; pokud je v motoru hodně prachu nebo oleje, je třeba zvýšit úroveň ochrany motoru.
4.4 Teplota okolí
Při výběru motoru se musíme zaměřit na okolní teplotu na místě. Naše konvenční motory jsou navrženy pro okolní teplotu 0~40 ℃ nebo nižší, ale často se setkáváme se situacemi, kdy je okolní teplota vyšší než 40 ℃. V takovém případě je třeba zvolit motor s vyšším výkonem nebo speciálně navržený motor.
4.5 Způsob instalace na místě, rozměry pro instalaci motoru
Způsob instalace na místě, rozměry pro instalaci motoru, způsob instalace na místě a rozměry pro instalaci jsou také údaje, které je třeba získat, a to buď původní výkres vzhledu motoru, nebo rozměry instalačního rozhraní, rozměry základu a umístění prostoru pro umístění motoru. Pokud jsou na místě prostorová omezení, může být nutné změnit způsob chlazení motoru, umístění připojovací krabice motoru atd.
4.6 Další faktory prostředí
Na výběr motoru má vliv mnoho dalších faktorů prostředí, jako je znečištění prachem nebo olejem, které ovlivňují úroveň ochrany motoru; například v mořském prostředí nebo prostředí s vysokým pH musí být motor navržen s ohledem na ochranu proti korozi; v prostředí s vysokými vibracemi a vysokou nadmořskou výškou existují jiné konstrukční aspekty.
4.7 Zkoumání parametrů a provozních podmínek původního asynchronního motoru
(1) Údaje na typovém štítku: jmenovité napětí, jmenovité otáčky, jmenovitý proud, jmenovitý účiník, účinnost, model a další parametry
(2) Způsob instalace: získejte originální výkres vzhledu motoru, obrázky z instalace na místě atd.
(3) Skutečné provozní parametry původního motoru: proud, výkon, účiník, teplota atd.
Závěr
Synchronní motory s permanentními magnety jsou obzvláště vhodné pro aplikace s těžkým rozběhem a lehkým chodem. Podpora a používání synchronních motorů s permanentními magnety má pozitivní ekonomické a sociální přínosy a má velký význam pro úsporu energie a snižování emisí. Z hlediska spolehlivosti a stability mají synchronní motory s permanentními magnety také cenné výhody. Výběr vysoce účinných synchronních motorů s permanentními magnety je jednorázová investice s dlouhodobými výhodami.
Společnost Anhui Mingteng Permanent Magnet Electromechanical Equipment Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/) se již 17 let zaměřuje na výzkum, vývoj, výrobu a prodej synchronních motorů s permanentními magnety s ultra vysokou účinností. Její produkty pokrývají celou řadu vysokonapěťových, nízkonapěťových, motorů s konstantní frekvencí, motorů s proměnnou frekvencí, konvenčních, nevýbušných, s přímým pohonem, elektrických válců a strojů typu „vše v jednom“ s cílem poskytovat efektivnější hnací sílu pro průmyslová zařízení.
Motory s permanentními magnety od společnosti Anhui Mingteng mají stejné vnější instalační rozměry jako v současnosti široce používané asynchronní motory a mohou plně nahradit asynchronní motory. Kromě toho máme k dispozici profesionální technický tým, který navrhuje a poskytuje zákazníkům bezplatná transformační řešení. Pokud potřebujete transformovat asynchronní motory, neváhejte nás kontaktovat a my vám s plným nasazením pomůžeme!
Čas zveřejnění: 23. srpna 2024