V primerjavi z asinhronskimi motorji imajo sinhroni motorji s trajnimi magneti prednosti visokega faktorja moči, visoke učinkovitosti, merljivih parametrov rotorja, velike zračne reže med statorjem in rotorjem, dobre krmilne zmogljivosti, majhne velikosti, majhne teže, preproste strukture, visokega razmerja med navorom in vztrajnostjo itd. Vse bolj se uporabljajo na področjih naftne, kemične industrije, tekstila, rudarstva, CNC obdelovalnih strojev, robotike itd. in se razvijajo v smeri velike moči (visoka hitrost, visok navor), visoke funkcionalnosti in miniaturizacije.
Sinhroni motorji s trajnimi magneti so sestavljeni iz statorjev in rotorjev. Stator je enak kot pri asinhronskih motorjih, sestavljen iz trifaznih navitij in statorskih jeder. Na rotorju so nameščeni predhodno magnetizirani (magnetizirani) trajni magneti, ki lahko v okoliškem prostoru ustvarijo magnetno polje brez zunanje energije, kar poenostavi strukturo motorja in prihrani energijo. Ta članek pojasnjuje celovite prednosti promocije sinhronskih motorjev s trajnimi magneti na podlagi značilnosti sinhronskih motorjev s trajnimi magneti.
1. Izjemne prednosti sinhronskega motorja s trajnim magnetom
(1) Ker je rotor izdelan iz trajnih magnetov, je gostota magnetnega pretoka visoka, vzbujevalni tok ni potreben in izgube vzbujanja so odpravljene. V primerjavi z asinhronimi motorji so vzbujevalni tok statorskega navitja ter izgube bakra in železa rotorja zmanjšani, reaktivni tok pa se močno zmanjša. Ker sta magnetna potenciala statorja in rotorja sinhronizirana, jedro rotorja nima temeljnih izgub v valovnem železu, zato sta izkoristek (povezan z aktivno močjo) in faktor moči (povezan z jalovo močjo) višja kot pri asinhronih motorjih. Sinhroni motorji s trajnimi magneti so običajno zasnovani tako, da imajo visok faktor moči in izkoristek tudi pri delovanju pod majhno obremenitvijo.
Ko je stopnja obremenitve običajnih asinhronih motorjev manjša od 50 %, se njihova obratovalna učinkovitost in faktor moči znatno zmanjšata. Ko je stopnja obremenitve sinhronih motorjev s trajnimi magneti Mingteng 25 %–120 %, se njihova obratovalna učinkovitost in faktor moči ne spremenita bistveno, obratovalna učinkovitost pa je > 90 %, faktor moči pa > 0,85. Učinek varčevanja z energijo je pomemben pri lahki, spremenljivi in polni obremenitvi.
(2) Sinhroni motorji s trajnimi magneti imajo relativno toge mehanske lastnosti in so bolj odporni na motnje navora motorja, ki jih povzročajo spremembe obremenitve. Jedro rotorja sinhronskega motorja s trajnimi magneti je lahko izdelano v votli strukturi, da se zmanjša vztrajnost rotorja, čas zagona in zaviranja pa je veliko krajši kot pri asinhronem motorju. Zaradi visokega razmerja navor/vztrajnost so sinhroni motorji s trajnimi magneti primernejši za delovanje v pogojih hitrega odziva kot asinhroni motorji.
(3) Velikost sinhronih motorjev s trajnimi magneti je bistveno manjša od asinhronih motorjev, njihova teža pa je tudi relativno lažja. Pri enakih pogojih odvajanja toplote in izolacijskih materialih je gostota moči sinhronih motorjev s trajnimi magneti več kot dvakrat večja od trifaznih asinhronih motorjev.
(4) Struktura rotorja je močno poenostavljena, kar omogoča enostavno vzdrževanje in izboljša stabilnost delovanja.
Ker morajo biti trifazni asinhroni motorji zasnovani z višjim faktorjem moči, mora biti zračna reža med statorjem in rotorjem zelo majhna. Hkrati je enakomernost zračne reže ključnega pomena tudi za varno delovanje in zmanjšanje vibracij motorja. Zato so zahteve glede tolerance oblike in položaja ter koncentričnosti montaže asinhronega motorja relativno stroge, svoboda izbire zračnosti ležajev pa je relativno majhna. Asinhroni motorji z večjimi podstavki običajno uporabljajo ležaje za mazanje v oljni kopeli, ki jih je treba napolniti z mazalnim oljem v določenem delovnem času. Puščanje olja ali nepravočasno polnjenje oljne votline bo pospešilo odpoved ležaja. Pri vzdrževanju trifaznih asinhronih motorjev vzdrževanje ležajev predstavlja velik delež. Poleg tega se zaradi prisotnosti induciranega toka v rotorju trifaznega asinhronega motorja v zadnjih letih številni raziskovalci ukvarjajo tudi s problemom električne korozije ležajev.
Sinhroni motorji s trajnimi magneti nimajo takšnih težav. Zaradi velike zračne reže sinhronskega motorja s trajnimi magneti zgoraj omenjene težave, ki jih povzroča majhna zračna reža asinhronega motorja, pri sinhronem motorju niso očitne. Hkrati so ležaji sinhronskega motorja s trajnimi magneti mazani z mastjo in imajo protiprašne pokrove. Ležaji so bili ob izhodu iz tovarne zatesnjeni z ustrezno količino visokokakovostne masti. Življenjska doba ležajev sinhronskega motorja s trajnimi magneti je veliko daljša kot pri asinhronem motorju.
Da bi preprečili korozijo ležaja zaradi toka gredi, motor s trajnim magnetom Anhui Mingteng uporablja izolacijsko zasnovo ležajnega sklopa na zadnjem delu, kar lahko doseže učinek izolacije ležaja, stroški pa so veliko nižji od stroškov izolacije ležaja. Za zagotovitev normalne življenjske dobe ležaja motorja ima rotorski del vseh sinhronskih motorjev s trajnim magnetom z direktnim pogonom Anhui Mingteng posebno nosilno strukturo, zamenjava ležajev na kraju samem pa je enaka kot pri asinhronih motorjih. Kasnejša zamenjava in vzdrževanje ležajev lahko prihranita logistične stroške, prihranita čas vzdrževanja in bolje zagotovita zanesljivost proizvodnje uporabnika.
2. Tipične uporabe sinhronih motorjev s trajnimi magneti, ki nadomeščajo asinhrone motorje
2.1 Visokonapetostni, ultra visoko učinkoviti trifazni sinhroni motor s permanentnim magnetom in regulacijo hitrosti s spremenljivo frekvenco za vertikalni mlin v cementni industriji
Vzemimo za primer ultra visoko učinkovit sinhroni motor s trajnim magnetom TYPKK1000-6 z močjo 5300 kW in 10 kV, ki je nadomestni asinhroni motor za transformacijo. Ta izdelek je prvi domači visokonapetostni motor s trajnim magnetom nad 5 MW za transformacijo vertikalnega mlina, ki ga je Anhui Mingteng leta 2021 dobavil podjetju za gradbeni material. V primerjavi z originalnim asinhronim sistemom motorja stopnja prihranka energije doseže 8 %, povečanje proizvodnje pa lahko doseže 10 %. Povprečna stopnja obremenitve je 80 %, učinkovitost motorja s trajnim magnetom je 97,9 %, letni stroški prihranka energije pa znašajo: (18,7097 milijona juanov ÷ 0,92) × 8 % = 1,6269 milijona juanov; stroški prihranka energije v 15 letih znašajo: (18,7097 milijona juanov ÷ 0,92) × 8 % × 15 let = 24,4040 milijona juanov; Nadomestna naložba se povrne v 15 mesecih, donosnost naložbe pa se dosega 14 zaporednih let.
Anhui Mingteng je dobavil celoten komplet opreme za vertikalno transformacijo mlinov za podjetje za gradbene materiale v provinci Shandong (TYPKK1000-6 5300kW 10kV)
2.2 Nizkonapetostni samozagonski ultra visoko učinkoviti trifazni sinhroni motor s permanentnim magnetom za mešalnike v kemični industriji
Vzemimo za primer ultra visoko učinkovit sinhroni motor s trajnim magnetom TYCX315L1-4 160 kW 380 V, ki je nadomestni asinhroni motor za transformacijo. Ta izdelek je leta 2015 dobavil Anhui Mingteng za transformacijo motorjev mešalnikov in drobilnikov v kemični industriji. TYCX315L1-4 160 kW 380 V je primeren za delovne pogoje mešalnika. Z izračunom porabe energije na tono na enoto časa je uporabnik izračunal, da sinhroni motor s trajnim magnetom z močjo 160 kW prihrani 11,5 % več električne energije kot originalni asinhroni motor z enako močjo. Po devetih letih dejanske uporabe so uporabniki zelo zadovoljni s stopnjo varčevanja z energijo, dvigom temperature, hrupom, tokom in drugimi kazalniki sinhronskega motorja s trajnim magnetom Mingteng v dejanskem delovanju.
Podjetje Anhui Mingteng je nudilo podporo pri modifikaciji mešalnika za kemično podjetje v Guizhouju (TYCX315L1-4 160 kW 380 V)
3. Težave, ki zanimajo uporabnike
3.1 Življenjska doba motorja Življenjska doba celotnega motorja je odvisna od življenjske dobe ležaja. Ohišje motorja ima stopnjo zaščite IP54, ki jo je mogoče v posebnih okoliščinah povečati na IP65, kar ustreza zahtevam uporabe v večini prašnih in vlažnih okoljih. Ob zagotovitvi dobre koaksialnosti namestitve podaljška gredi motorja in ustrezne radialne obremenitve gredi je minimalna življenjska doba ležaja motorja več kot 20.000 ur. Druga pomembna je življenjska doba hladilnega ventilatorja, ki je daljša od življenjske dobe kondenzatorskega motorja. Pri dolgotrajnem delovanju v prašnem in vlažnem okolju je treba redno odstranjevati lepljive snovi, ki so pritrjene na ventilator, da preprečite njegovo preobremenitev.
3.2 Okvara in zaščita materialov s trajnimi magneti
Pomen materialov s trajnimi magneti za motorje s trajnimi magneti je samoumeven, njihovi stroški pa predstavljajo več kot 1/4 stroškov materiala celotnega motorja. Materiali s trajnimi magneti za rotorje motorjev s trajnimi magneti podjetja Anhui Mingteng uporabljajo sintran NdFeB z visoko magnetno energijo in visoko intrinzično koercitivnostjo, konvencionalne kakovosti pa vključujejo N38SH, N38UH, N40UH, N42UH itd. Podjetje je zasnovalo profesionalna orodja in vodila za sestavljanje magnetnega jekla ter na razumen način kvalitativno analiziralo polarnost sestavljenega magnetnega jekla, tako da je relativna vrednost magnetnega pretoka vsakega magnetnega jekla v režah blizu, kar zagotavlja simetrijo magnetnega vezja in kakovost sestavljanja magnetnega jekla.
Trenutni materiali s trajnimi magneti lahko delujejo dolgo časa pri najvišjem dovoljenem dvigu temperature navitja motorja, naravna stopnja razmagnetenja magnetnega jekla pa ni višja od 1 ‰. Konvencionalni materiali s trajnimi magneti zahtevajo, da površinski premaz prenese preizkus s solno meglo več kot 24 ur. V okoljih s hudo oksidativno korozijo se morajo uporabniki obrniti na proizvajalca, da izberejo materiale s trajnimi magneti z višjo tehnologijo zaščite.
4. Kako izbrati motor s trajnim magnetom za zamenjavo asinhronega motorja
4.1 Določite vrsto obremenitve
Različne obremenitve, kot so kroglični mlini, vodne črpalke in ventilatorji, imajo različne zahteve glede zmogljivosti motorjev, zato je vrsta obremenitve zelo pomembna za načrtovanje ali izbiro.
4.2 Določite stanje obremenitve motorja med normalnim delovanjem
Ali motor deluje neprekinjeno pri polni ali lahki obremenitvi? Ali je včasih težka, včasih lahka obremenitev in kako dolg je cikel menjave lahke in težke obremenitve?
4.3 Določite vpliv drugih obremenitvenih stanj na motor
Obstaja veliko posebnih primerov obremenitve motorja na lokaciji. Na primer, obremenitev tračnega transporterja mora prenesti radialno silo, zato je morda treba motor prestaviti s krogličnih na valjčne ležaje; če je veliko prahu ali olja, moramo izboljšati raven zaščite motorja.
4.4 Temperatura okolice
Pri izbiri motorja se moramo osredotočiti na temperaturo okolice na kraju samem. Naši konvencionalni motorji so zasnovani za temperaturo okolice od 0 do 40 ℃ ali manj, vendar se pogosto srečujemo s situacijami, ko je temperatura okolice višja od 40 ℃. V tem primeru moramo izbrati motor z večjo močjo ali posebej zasnovan motor.
4.5 Način namestitve na kraju samem, dimenzije za vgradnjo motorja
Pridobiti je treba tudi podatke o načinu namestitve na kraju samem, dimenzijah namestitve motorja, načinu namestitve na kraju samem in dimenzijah namestitve, bodisi originalno risbo videza motorja bodisi dimenzije namestitvenega vmesnika, dimenzije temeljev in lokacijo prostora za namestitev motorja. Če so na lokaciji prostorske omejitve, bo morda treba spremeniti način hlajenja motorja, lokacijo priključne omarice motorja itd.
4.6 Drugi okoljski dejavniki
Na izbiro motorja vpliva veliko drugih okoljskih dejavnikov, kot sta onesnaženost s prahom ali oljem, ki vplivata na raven zaščite motorja; na primer v morskem okolju ali okolju z visokim pH mora biti motor zasnovan za zaščito pred korozijo; v okoljih z visokimi vibracijami in veliko nadmorsko višino obstajajo drugačni konstrukcijski vidiki.
4.7 Preiskava parametrov in obratovalnih pogojev originalnega asinhronega motorja
(1) Podatki na tipski ploščici: nazivna napetost, nazivna hitrost, nazivni tok, nazivni faktor moči, izkoristek, model in drugi parametri
(2) Način namestitve: pridobite originalno risbo videza motorja, slike namestitve na kraju samem itd.
(3) Dejanski obratovalni parametri originalnega motorja: tok, moč, faktor moči, temperatura itd.
Zaključek
Sinhroni motorji s trajnimi magneti so še posebej primerni za uporabo pri težkem zagonu in lahkem teku. Spodbujanje in uporaba sinhronih motorjev s trajnimi magneti ima pozitivne ekonomske in družbene koristi ter je zelo pomembna za varčevanje z energijo in zmanjšanje emisij. Tudi sinhroni motorji s trajnimi magneti imajo dragocene prednosti glede zanesljivosti in stabilnosti. Izbira visoko učinkovitih sinhronih motorjev s trajnimi magneti je enkratna naložba z dolgoročnimi koristmi.
Podjetje Anhui Mingteng Permanent Magnet Electromechanical Equipment Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/) se že 17 let osredotoča na raziskave, razvoj, proizvodnjo in prodajo ultra visoko učinkovitih sinhronskih motorjev s permanentnimi magneti. Njihovi izdelki pokrivajo celotno paleto visokonapetostnih, nizkonapetostnih, motorjev s konstantno frekvenco, motorjev s spremenljivo frekvenco, konvencionalnih, eksplozijsko varnih, direktnih pogonov, električnih valjev in strojev vse v enem, s ciljem zagotavljanja učinkovitejše pogonske sile za industrijsko opremo.
Anhui Mingtengovi motorji s trajnimi magneti imajo enake zunanje vgradne dimenzije kot trenutno široko uporabljeni asinhroni motorji in lahko v celoti nadomestijo asinhrone motorje. Poleg tega imamo strokovno tehnično ekipo, ki načrtuje in strankam ponuja brezplačne rešitve za transformacijo. Če imate potrebo po transformaciji asinhronih motorjev, nas prosimo kontaktirajte in z veseljem vam bomo pomagali!
Čas objave: 23. avg. 2024