U poređenju sa asinhronim motorima, sinhroni motori sa permanentnim magnetima imaju prednosti visokog faktora snage, visoke efikasnosti, mjerljivih parametara rotora, velikog vazdušnog raspora između statora i rotora, dobrih performansi upravljanja, male veličine, male težine, jednostavne strukture, visokog odnosa obrtnog momenta i inercije itd. Sve se više koriste u oblastima naftne, hemijske industrije, tekstila, rudarstva, CNC alatnih mašina, robota itd., i razvijaju se prema velikoj snazi (velika brzina, veliki obrtni moment), visokoj funkcionalnosti i miniaturizaciji.
Sinhroni motori sa permanentnim magnetima sastoje se od statora i rotora. Stator je isti kao i kod asinhronih motora, sastoji se od trofaznih namotaja i statorskih jezgara. 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 promocije sinhronih motora sa permanentnim magnetima na osnovu karakteristika sinhronih motora sa permanentnim magnetima.
1. Izvanredne prednosti sinhronog motora sa permanentnim magnetima
(1) Budući da je rotor napravljen od permanentnih magneta, gustina magnetnog fluksa je visoka, nije potrebna struja pobude, a gubici pobude su eliminisani. U poređenju sa asinhronim motorima, struja pobude namotaja statora i gubici bakra i željeza rotora su smanjeni, a reaktivna struja je znatno smanjena. Budući da su magnetni potencijali statora i rotora sinhronizovani, jezgro rotora nema fundamentalne gubitke u talasnom željezu, tako da su efikasnost (u odnosu na aktivnu snagu) i faktor snage (u odnosu na reaktivnu snagu) veći nego kod asinhronih motora. Sinhroni motori sa permanentnim magnetima su generalno dizajnirani da imaju visok faktor snage i efikasnost čak i pri radu pod malim opterećenjem.
Kada je stopa opterećenja običnih asinhronih motora manja od 50%, njihova radna efikasnost i faktor snage značajno padaju. Kada je stopa opterećenja Mingteng sinhronih motora sa permanentnim magnetima 25%-120%, njihova radna efikasnost i faktor snage se ne mijenjaju mnogo, te je radna efikasnost >90%, a faktor snage >0,85. Efekat uštede energije je značajan pri malom opterećenju, promjenjivom opterećenju i punom opterećenju.
(2) Sinhroni motori sa permanentnim magnetima imaju relativno kruta mehanička svojstva i otporniji su na poremećaje obrtnog momenta motora uzrokovane promjenama opterećenja. Jezgro rotora sinhronog motora sa permanentnim magnetima može biti napravljeno u šuplju strukturu kako bi se smanjila inercija rotora, a vrijeme pokretanja i kočenja je mnogo brže nego kod asinhronog motora. Visok odnos obrtnog momenta i inercije čini sinhrone motore sa permanentnim magnetima pogodnijim za rad u uslovima brzog odziva od asinhronih motora.
(3) Veličina sinhronih motora s permanentnim magnetima je znatno manja od veličine asinhronih motora, a njihova težina je također relativno lakša. Uz iste uvjete odvođenja topline i izolacijske materijale, gustoća snage sinhronih motora s permanentnim magnetima je više nego dvostruko veća od trofaznih asinhronih motora.
(4) Struktura rotora je znatno pojednostavljena, što je lako održavati i poboljšava stabilnost rada.
Budući da trofazni asinhroni motori moraju biti dizajnirani s većim faktorom snage, zračni raspor između statora i rotora mora biti vrlo mali. Istovremeno, ujednačenost zračnog raspora je također ključna za siguran rad i buku vibracija motora. Stoga su zahtjevi za toleranciju oblika i položaja te koncentričnost montaže asinhronog motora relativno strogi, a sloboda odabira zazora ležaja relativno mala. Asinhroni motori s većim bazama obično koriste ležajeve za podmazivanje u uljnoj kupki, koji se moraju napuniti uljem za podmazivanje unutar određenog radnog vremena. Curenje ulja ili neblagovremeno punjenje uljne šupljine ubrzat će kvar ležaja. U održavanju trofaznih asinhronih motora, održavanje ležajeva čini veliki udio. Osim toga, zbog postojanja inducirane struje u rotoru trofaznog asinhronog motora, problem električne korozije ležaja također je bio predmet interesa mnogih istraživača posljednjih godina.
Sinhroni motori sa permanentnim magnetima nemaju takve probleme. Zbog velikog zračnog raspora sinhronog motora sa permanentnim magnetima, gore navedeni problemi uzrokovani malim zračnim rasporom asinhronog motora nisu očigledni kod sinhronog motora. Istovremeno, ležajevi sinhronog motora sa permanentnim magnetima koriste ležajeve podmazane mašću sa zaštitnim poklopcima. Ležajevi su zapečaćeni odgovarajućom količinom visokokvalitetne masti prilikom izlaska iz fabrike. Vijek trajanja ležajeva sinhronog motora sa permanentnim magnetima je mnogo duži od vijeka trajanja asinhronog motora.
Kako bi se spriječilo da struja osovine nagrize ležaj, motor s permanentnim magnetima Anhui Mingteng usvaja izolacijski dizajn za sklop ležaja na kraju, što može postići učinak izolacije ležaja, a cijena je znatno niža od cijene izolacije ležaja. Kako bi se osigurao normalan vijek trajanja ležaja motora, rotorski dio svih sinhronih motora s direktnim pogonom s permanentnim magnetima Anhui Mingteng ima posebnu potpornu strukturu, a zamjena ležajeva na licu mjesta je ista kao i kod asinhronih motora. Kasnija zamjena i održavanje ležajeva mogu uštedjeti logističke troškove, uštedjeti vrijeme održavanja i bolje garantirati pouzdanost proizvodnje korisnika.
2. Tipične primjene sinhronih motora sa permanentnim magnetima koji zamjenjuju asinhrone motore
2.1 Visokonaponski, ultra-visokoefikasni trofazni sinhroni motor s promjenjivom frekvencijom i regulacijom brzine za vertikalni mlin u cementnoj industriji
Uzmimo za primjer ultra-visokoefikasni sinhroni motor sa permanentnim magnetima TYPKK1000-6 5300kW 10kV, zamjenski asinhroni motor za transformaciju. Ovaj proizvod je prvi domaći visokonaponski motor sa permanentnim magnetima iznad 5MW za vertikalnu transformaciju mlina, koji je Anhui Mingteng isporučio za kompaniju građevinskog materijala 2021. godine. U poređenju sa originalnim asinhronim sistemom motora, stopa uštede energije dostiže 8%, a povećanje proizvodnje može dostići 10%. Prosječna stopa opterećenja je 80%, efikasnost motora sa permanentnim magnetima je 97,9%, a godišnji trošak uštede energije iznosi: (18,7097 miliona juana ÷ 0,92) × 8% = 1,6269 miliona juana; trošak uštede energije za 15 godina iznosi: (18,7097 miliona juana ÷ 0,92) × 8% × 15 godina = 24,4040 miliona juana; Zamjenska investicija se vraća za 15 mjeseci, a povrat investicije se ostvaruje tokom 14 uzastopnih godina.
Anhui Mingteng je isporučio kompletan set opreme za vertikalnu transformaciju mlinova za kompaniju građevinskog materijala u Shandongu (TYPKK1000-6 5300kW 10kV)
2.2 Niskonaponski samopokretajući trofazni sinhroni motor sa permanentnim magnetom ultra visoke efikasnosti za miksere u hemijskoj industriji
Uzmimo za primjer ultra-visokoefikasni sinhroni motor sa permanentnim magnetima TYCX315L1-4 160kW 380V, zamjenski asinhroni motor za transformaciju. Ovaj proizvod je obezbijedila kompanija Anhui Mingteng 2015. godine za transformaciju motora miksera i drobilica u hemijskoj industriji. TYCX315L1-4 160kW 380V je pogodan za radne uslove miksera. Izračunavanjem potrošnje energije po toni po jedinici vremena, korisnik je izračunao da sinhroni motor sa permanentnim magnetima od 160kW štedi 11,5% više električne energije od originalnog asinhronog motora iste snage. Nakon devet godina stvarne upotrebe, korisnici su veoma zadovoljni stopom uštede energije, porastom temperature, bukom, strujom i drugim pokazateljima Mingteng sinhronog motora sa permanentnim magnetima u stvarnom radu.
Anhui Mingteng je pružio podršku za modifikaciju miksera za hemijsku kompaniju 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 nivo zaštite IP54, koji se pod posebnim okolnostima može povećati na IP65, zadovoljavajući zahtjeve upotrebe u većini prašnjavih i vlažnih okruženja. Pod uvjetom da se osigura dobra koaksijalnost instalacije produžetka osovine motora i odgovarajuće radijalno opterećenje osovine, minimalni vijek trajanja ležaja motora je veći od 20.000 sati. Drugi je vijek trajanja ventilatora za hlađenje, koji je duži od vijeka trajanja motora s kondenzatorskim pogonom. Prilikom dugotrajnog rada u prašnjavom i vlažnom okruženju, potrebno je redovno uklanjati ljepljive tvari pričvršćene za ventilator kako bi se spriječilo njegovo pregorijevanje zbog preopterećenja.
3.2 Kvar i zaštita materijala od permanentnih magneta
Važnost materijala permanentnih magneta za motore sa permanentnim magnetima je očigledna, a njihova cijena čini više od 1/4 cijene materijala cijelog motora. Materijali permanentnih magneta za rotor motora sa permanentnim magnetima kompanije Anhui Mingteng koriste sinterovani NdFeB sa visokim magnetnim energetskim proizvodom i visokom intrinzičnom koercitivnošću, a konvencionalne klase uključuju N38SH, N38UH, N40UH, N42UH, itd. Kompanija je dizajnirala profesionalne alate i vodilice za montažu magnetnog čelika i kvalitativno analizirala polaritet sastavljenog magnetnog čelika na razuman način, tako da je relativna vrijednost magnetnog fluksa svakog utora magnetnog čelika bliska, što osigurava simetriju magnetnog kola i kvalitet montaže magnetnog čelika.
Trenutni materijali permanentnih magneta mogu raditi dugo vremena pod maksimalno dozvoljenim porastom temperature namotaja motora, a prirodna stopa demagnetizacije magnetskog čelika nije veća od 1‰. Konvencionalni materijali permanentnih magneta zahtijevaju da površinski premaz izdrži test slane magle duži od 24 sata. Za okruženja s jakom oksidativnom korozijom, korisnici trebaju kontaktirati proizvođača kako bi odabrali materijale permanentnih magneta s većom tehnologijom zaštite.
4. Kako odabrati motor sa 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, tako da je vrsta opterećenja vrlo važna za projektovanje ili odabir.
4.2 Odredite stanje opterećenja motora u normalnom radu
Da li motor radi kontinuirano pri punom ili laganom opterećenju? Ili je ponekad teško, a ponekad lagano opterećenje, i koliko traje ciklus promjene laganog i teškog opterećenja?
4.3 Odredite utjecaj drugih stanja opterećenja na motor
Postoji mnogo posebnih slučajeva 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 nivo zaštite motora.
4.4 Temperatura okoline
Temperatura okoline na licu mjesta je ono na što se moramo fokusirati tokom procesa odabira motora. Naši konvencionalni motori su dizajnirani 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 za ugradnju motora
Metoda instalacije na licu mjesta, dimenzije instalacije motora, metoda instalacije na licu mjesta i dimenzije instalacije su također podaci koje je potrebno pribaviti, bilo originalni crtež izgleda motora ili dimenzije instalacijskog interfejsa, dimenzije temelja i lokacija prostora za smještaj motora. Ako na licu mjesta postoje prostorna ograničenja, možda će biti potrebno promijeniti metodu hlađenja motora, lokaciju razvodne kutije motora itd.
4.6 Ostali faktori okoline
Mnogi drugi faktori okoline utiču na izbor motora, kao što su zagađenje prašinom ili uljem koji utiču na nivo zaštite motora; na primjer, u morskim okruženjima ili okruženjima sa visokim pH, motor mora biti dizajniran za zaštitu od korozije; u okruženjima sa visokim vibracijama i velikom nadmorskom visinom, postoje različiti faktori dizajna.
4.7 Ispitivanje parametara i radnih uslova originalnog asinhronog motora
(1) Podaci na natpisnoj pločici: nazivni napon, nazivna brzina, nazivna struja, nazivni faktor snage, efikasnost, model i drugi parametri
(2) Način instalacije: nabavite originalni crtež izgleda motora, slike instalacije na licu mjesta itd.
(3) Stvarni radni parametri originalnog motora: struja, snaga, faktor snage, temperatura itd.
Zaključak
Sinhroni motori sa permanentnim magnetima su posebno pogodni za primjene sa teškim startom i lakim radom. Promocija i upotreba sinhronih motora sa permanentnim magnetima ima pozitivne ekonomske i društvene koristi i od velikog je značaja za uštedu energije i smanjenje emisija. U pogledu pouzdanosti i stabilnosti, sinhroni motori sa permanentnim magnetima također imaju vrijedne prednosti. Izbor visokoefikasnih sinhronih motora sa permanentnim magnetima je jednokratna investicija sa dugoročnim koristima.
Kompanija Anhui Mingteng Permanent Magnet Electromechanical Equipment Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/) se već 17 godina fokusira na istraživanje, razvoj, proizvodnju i prodaju ultra-visoko efikasnih sinhronih motora sa permanentnim magnetima. Njihovi proizvodi pokrivaju kompletan asortiman visokonaponskih, niskonaponskih, motora konstantne frekvencije, promjenjive frekvencije, konvencionalnih, protiveksplozivnih, direktnih pogonskih, električnih valjaka i sve-u-jednom mašina, s ciljem obezbjeđivanja efikasnije pogonske snage za industrijsku opremu.
Anhui Mingteng motori sa permanentnim magnetima imaju iste vanjske dimenzije ugradnje kao i trenutno široko korišteni asinhroni motori i 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 pružiti svesrdnu pomoć!
Vrijeme objave: 23. avg. 2024.