Comparativ cu motoarele asincrone, motoarele sincrone cu magneți permanenți au avantajele factorului de putere ridicat, eficienței ridicate, parametrilor rotorului măsurabili, spațiului mare de aer dintre stator și rotor, performanței bune de control, dimensiunilor reduse, greutății reduse, structurii simple, raportului cuplu/inerție ridicat etc. Acestea au fost utilizate pe scară din ce în ce mai largă în domeniile petrolului, industriei chimice, textilelor, mineritului, mașinilor-unelte CNC, roboților etc. și se dezvoltă spre putere mare (viteză mare, cuplu mare), funcționalitate ridicată și miniaturizare.
Motoarele sincrone cu magneți permanenți sunt compuse din stator și rotor. Statorul este același ca motoarele asincrone, constând din înfășurări trifazate și miezuri statorice. Pe rotor sunt instalați magneți permanenți premagnetizați (magnetizați), iar în spațiul înconjurător se poate stabili un câmp magnetic fără energie externă, ceea ce simplifică structura motorului și economisește energie. Acest articol explică beneficiile complete ale promovării motoarelor sincrone cu magneți permanenți, pe baza caracteristicilor motoarelor sincrone cu magneți permanenți.
1. Avantajele remarcabile ale motorului sincron cu magneți permanenți
(1) Deoarece rotorul este fabricat din magneți permanenți, densitatea fluxului magnetic este mare, nu este necesar curent de excitație, iar pierderile de excitație sunt eliminate. Comparativ cu motoarele asincrone, curentul de excitație al înfășurării statorului și pierderile de cupru și fier ale rotorului sunt reduse, iar curentul reactiv este mult redus. Deoarece potențialele magnetice ale statorului și rotorului sunt sincronizate, miezul rotorului nu are pierderi fundamentale de fier, astfel încât eficiența (legată de puterea activă) și factorul de putere (legat de puterea reactivă) sunt mai mari decât cele ale motoarelor asincrone. Motoarele sincrone cu magneți permanenți sunt în general proiectate pentru a avea un factor de putere și o eficiență ridicate chiar și atunci când funcționează sub sarcină ușoară.
Când rata de sarcină a motoarelor asincrone obișnuite este mai mică de 50%, eficiența lor de funcționare și factorul de putere scad semnificativ. Când rata de sarcină a motoarelor sincrone cu magneți permanenți Mingteng este de 25%-120%, eficiența lor de funcționare și factorul de putere nu se modifică prea mult, iar eficiența de funcționare este >90%, iar factorul de putere este >0,85. Efectul de economisire a energiei este semnificativ sub sarcină ușoară, sarcină variabilă și sarcină maximă.
(2) Motoarele sincrone cu magneți permanenți au proprietăți mecanice relativ rigide și sunt mai rezistente la perturbațiile de cuplu ale motorului cauzate de schimbările de sarcină. Miezul rotorului unui motor sincron cu magneți permanenți poate fi transformat într-o structură goală pentru a reduce inerția rotorului, iar timpul de pornire și frânare este mult mai rapid decât cel al unui motor asincron. Raportul cuplu/inerție ridicat face ca motoarele sincrone cu magneți permanenți să fie mai potrivite pentru funcționarea în condiții de răspuns rapid decât motoarele asincrone.
(3) Dimensiunile motoarelor sincrone cu magneți permanenți sunt semnificativ mai mici decât cele ale motoarelor asincrone, iar greutatea lor este, de asemenea, relativ mai ușoară. În aceleași condiții de disipare a căldurii și materiale de izolație, densitatea de putere a motoarelor sincrone cu magneți permanenți este de peste două ori mai mare decât cea a motoarelor asincrone trifazate.
(4) Structura rotorului este mult simplificată, ceea ce este ușor de întreținut și îmbunătățește stabilitatea funcționării.
Întrucât motoarele asincrone trifazate trebuie proiectate cu un factor de putere mai mare, spațiul dintre stator și rotor trebuie redus foarte mult. În același timp, uniformitatea spațiului dintre stator și rotor este, de asemenea, crucială pentru funcționarea în siguranță și pentru reducerea zgomotului de vibrații al motorului. Prin urmare, cerințele privind toleranța de formă și poziție, precum și concentricitatea asamblării motorului asincron sunt relativ stricte, iar libertatea de selecție a jocului rulmentului este relativ mică. Motoarele asincrone cu baze mai mari utilizează de obicei rulmenți cu lubrifiere în baie de ulei, care trebuie umpluți cu ulei de ungere în timpul de lucru specificat. Scurgerea de ulei sau umplerea prematură a cavității de ulei va accelera defectarea rulmentului. În întreținerea motoarelor asincrone trifazate, întreținerea rulmenților reprezintă o mare parte din aceasta. În plus, din cauza existenței curentului indus în rotorul motorului asincron trifazat, problema coroziunii electrice a rulmentului a fost, de asemenea, preocupată de mulți cercetători în ultimii ani.
Motoarele sincrone cu magnet permanent nu au astfel de probleme. Datorită spațiului mare de aer al motorului sincron cu magnet permanent, problemele menționate mai sus, cauzate de spațiul mic de aer al motorului asincron, nu sunt evidente la motorul sincron. În același timp, rulmenții motorului sincron cu magnet permanent utilizează rulmenți lubrifiați cu vaselină, cu capace de praf. La ieșirea din fabrică, rulmenții au fost etanșați cu o cantitate adecvată de vaselină de înaltă calitate. Durata de viață a rulmenților motorului sincron cu magnet permanent este mult mai mare decât cea a motorului asincron.
Pentru a preveni corodarea rulmentului de către curentul arborelui, motorul cu magneți permanenți Anhui Mingteng adoptă un design de izolație pentru ansamblul rulmentului la capătul posterior, ceea ce poate obține efectul de izolare a rulmentului, iar costul este mult mai mic decât cel al izolării rulmentului. Pentru a asigura durata de viață normală a rulmentului motorului, partea rotorului tuturor motoarelor sincrone cu acționare directă cu magneți permanenți de la Anhui Mingteng are o structură de susținere specială, iar înlocuirea la fața locului a rulmenților este aceeași ca și în cazul motoarelor asincrone. Înlocuirea și întreținerea ulterioară a rulmentului pot economisi costurile logistice, timpul de întreținere și pot garanta mai bine fiabilitatea producției utilizatorului.
2. Aplicații tipice ale motoarelor sincrone cu magneți permanenți care înlocuiesc motoarele asincrone
2.1 Motor sincron trifazat cu magneți permanenți de înaltă tensiune, ultra-eficiență, cu reglare a vitezei cu frecvență variabilă, pentru moară verticală în industria cimentului
Luați ca exemplu motorul sincron cu magneți permanenți de ultra-înaltă eficiență TYPKK1000-6 5300kW 10kV, înlocuitor pentru transformarea motorului asincron. Acest produs este primul motor intern cu magneți permanenți de înaltă tensiune, cu o putere de peste 5 MW, pentru transformarea prin frezare verticală, furnizat de Anhui Mingteng pentru o companie de materiale de construcții în 2021. Comparativ cu sistemul original de motor asincron, rata de economisire a energiei ajunge la 8%, iar creșterea producției poate ajunge la 10%. Rata medie de încărcare este de 80%, eficiența motorului cu magneți permanenți este de 97,9%, iar costul anual de economisire a energiei este: (18,7097 milioane de yuani ÷ 0,92) × 8% = 1,6269 milioane de yuani; costul economisirii energiei în 15 ani este: (18,7097 milioane de yuani ÷ 0,92) × 8% × 15 ani = 24,4040 milioane de yuani; Investiția de înlocuire se recuperează în 15 luni, iar rentabilitatea investiției se obține timp de 14 ani consecutivi.
Anhui Mingteng a furnizat un set complet de echipamente de transformare cu moară verticală pentru o companie de materiale de construcții din Shandong (TYPKK1000-6 5300kW 10kV)
2.2 Motor sincron trifazat cu magneți permanenți, de joasă tensiune, cu autopornire și eficiență ultra-înaltă, pentru mixere din industria chimică
Luați ca exemplu motorul sincron cu magnet permanent TYCX315L1-4 de 160 kW 380 V, cu eficiență ultra-înaltă, pentru transformarea motorului asincron de înlocuire. Acest produs a fost furnizat de Anhui Mingteng în 2015 pentru transformarea motoarelor de mixere și concasoare din industria chimică. TYCX315L1-4 de 160 kW 380 V este potrivit pentru condițiile de lucru ale mixerelor. Calculând consumul de energie pe tonă pe unitate de timp, utilizatorul a calculat că motorul sincron cu magnet permanent de 160 kW economisește cu 11,5% mai multă energie electrică decât motorul asincron original cu aceeași putere. După nouă ani de utilizare efectivă, utilizatorii sunt foarte mulțumiți de rata de economisire a energiei, creșterea temperaturii, zgomotul, curentul și alți indicatori ai motorului sincron cu magnet permanent Mingteng în funcționare efectivă.
Anhui Mingteng a oferit asistență pentru modificarea mixerului unei companii chimice din Guizhou (TYCX315L1-4 160kW 380V)
3. Probleme care îi preocupă pe utilizatori
3.1 Durata de viață a motorului Durata de viață a întregului motor depinde de durata de viață a rulmentului. Carcasa motorului adoptă un nivel de protecție IP54, care poate fi crescut la IP65 în circumstanțe speciale, îndeplinind cerințele de utilizare din majoritatea mediilor cu praf și umiditate. În condițiile asigurării unei bune coaxialități a extensiei arborelui motorului și a unei sarcini radiale adecvate a arborelui, durata de viață minimă a rulmentului motorului este de peste 20.000 de ore. A doua este durata de viață a ventilatorului de răcire, care este mai lungă decât cea a motorului acționat de condensator. Atunci când motorul funcționează pentru o perioadă lungă de timp într-un mediu cu praf și umiditate, este necesar să se îndepărteze în mod regulat substanțele lipicioase atașate de ventilator pentru a preveni arderea acestuia din cauza supraîncărcării.
3.2 Defectarea și protecția materialelor cu magneți permanenți
Importanța materialelor cu magneți permanenți pentru motoarele cu magneți permanenți este evidentă, iar costul lor reprezintă mai mult de 1/4 din costul materialului întregului motor. Materialele magnetice permanente pentru rotorul motoarelor cu magneți permanenți Anhui Mingteng utilizează NdFeB sinterizat cu energie magnetică ridicată și coercivitate intrinsecă ridicată, iar clasele convenționale includ N38SH, N38UH, N40UH, N42UH etc. Compania a proiectat scule și dispozitive de ghidare profesionale pentru asamblarea oțelului magnetic și a analizat calitativ polaritatea oțelului magnetic asamblat prin mijloace rezonabile, astfel încât valoarea fluxului magnetic relativ al fiecărui oțel magnetic cu fante să fie apropiată, ceea ce asigură simetria circuitului magnetic și calitatea asamblării oțelului magnetic.
Materialele actuale pentru magneți permanenți pot funcționa mult timp sub creșterea maximă admisă a temperaturii înfășurării motorului, iar rata naturală de demagnetizare a oțelului magnetic nu este mai mare de 1‰. Materialele convenționale pentru magneți permanenți necesită ca stratul de acoperire să reziste la un test de pulverizare cu sare de peste 24 de ore. Pentru mediile cu coroziune oxidativă severă, utilizatorii trebuie să contacteze producătorul pentru a selecta materiale pentru magneți permanenți cu o tehnologie de protecție superioară.
4. Cum se selectează un motor cu magneți permanenți pentru a înlocui un motor asincron
4.1 Determinați tipul de sarcină
Diferite sarcini, cum ar fi morile cu bile, pompele de apă și ventilatoarele, au cerințe de performanță diferite pentru motoare, așadar tipul de sarcină este foarte important pentru proiectare sau selecție.
4.2 Determinarea stării de sarcină a motorului în funcționare normală
Motorul funcționează continuu la sarcină maximă sau la sarcină ușoară? Sau funcționează uneori la sarcină mare, alteori la sarcină mică și cât durează ciclul de schimbare a sarcinii mici și mari?
4.3 Determinarea impactului altor stări de sarcină asupra motorului
Există multe cazuri speciale ale stării de încărcare a motorului la fața locului. De exemplu, sarcina transportorului cu bandă trebuie să suporte o forță radială, iar motorul poate necesita reglare de la rulmenți cu bile la rulmenți cu role; dacă există mult praf sau ulei, trebuie să îmbunătățim nivelul de protecție al motorului.
4.4 Temperatura ambiantă
Temperatura ambiantă la fața locului este aspectul la care trebuie să ne concentrăm în timpul procesului de selecție a motorului. Motoarele noastre convenționale sunt proiectate pentru o temperatură ambiantă de 0~40 ℃ sau mai mică, dar întâlnim adesea situații în care temperatura ambiantă este mai mare de 40 ℃. În acest caz, trebuie să alegem un motor cu o putere mai mare sau un motor special conceput.
4.5 Metoda de instalare la fața locului, dimensiunile de instalare a motorului
Metoda de instalare la fața locului, dimensiunile de instalare a motorului, metoda de instalare la fața locului și dimensiunile de instalare sunt, de asemenea, date care trebuie obținute, fie desenul original al aspectului motorului, fie dimensiunile interfeței de instalare, dimensiunile fundației și amplasarea spațiului pentru amplasarea motorului. Dacă există restricții de spațiu la fața locului, poate fi necesară modificarea metodei de răcire a motorului, a amplasării cutiei de conexiuni a motorului etc.
4.6 Alți factori de mediu
Mulți alți factori de mediu au un impact asupra alegerii motorului, cum ar fi poluarea cu praf sau ulei care afectează nivelul de protecție al motorului; de exemplu, în medii marine sau medii cu pH ridicat, motorul trebuie proiectat pentru protecție împotriva coroziunii; în medii cu vibrații ridicate și altitudine mare, există diferite considerații de proiectare.
4.7 Investigarea parametrilor și condițiilor de funcționare ale motorului asincron original
(1) Datele de pe plăcuța de identificare: tensiune nominală, viteză nominală, curent nominal, factor de putere nominal, randament, model și alți parametri
(2) Metoda de instalare: obțineți desenul original al aspectului motorului, fotografii de instalare la fața locului etc.
(3) Parametrii de funcționare reali ai motorului original: curent, putere, factor de putere, temperatură etc.
Concluzie
Motoarele sincrone cu magneți permanenți sunt potrivite în special pentru aplicații cu pornire intensă și funcționare ușoară. Promovarea și utilizarea motoarelor sincrone cu magneți permanenți are beneficii economice și sociale pozitive și este de mare importanță pentru conservarea energiei și reducerea emisiilor. În ceea ce privește fiabilitatea și stabilitatea, motoarele sincrone cu magneți permanenți au, de asemenea, avantaje valoroase. Alegerea motoarelor sincrone cu magneți permanenți de înaltă eficiență este o investiție unică, cu beneficii pe termen lung.
Anhui Mingteng Permanent Magnet Electromechanical Equipment Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/) se concentrează de 17 ani pe cercetarea, dezvoltarea, producția și vânzarea de motoare sincrone cu magneți permanenți de ultra-înaltă eficiență. Produsele sale acoperă o gamă completă de mașini de înaltă tensiune, joasă tensiune, frecvență constantă, frecvență variabilă, convenționale, antiexplozie, cu acționare directă, role electrice și mașini multifuncționale, cu scopul de a oferi o forță motrice mai eficientă pentru echipamentele industriale.
Motoarele cu magneți permanenți de la Anhui Mingteng au aceleași dimensiuni externe de instalare ca motoarele asincrone utilizate pe scară largă în prezent și pot înlocui complet motoarele asincrone. În plus, există o echipă tehnică profesionistă pentru a proiecta și oferi clienților soluții de transformare gratuite. Dacă aveți nevoie să transformați motoare asincrone, vă rugăm să nu ezitați să ne contactați și vă vom servi cu toată inima!
Data publicării: 23 august 2024