У поређењу са асинхроним моторима, синхрони мотори са перманентним магнетима имају предности високог фактора снаге, високе ефикасности, мерљивих параметара ротора, великог ваздушног зазора између статора и ротора, добрих перформанси управљања, мале величине, мале тежине, једноставне структуре, високог односа обртног момента и инерције итд. Они се све више користе у областима нафтне, хемијске индустрије, текстила, рударства, ЦНЦ алатних машина, робота итд., и развијају се ка великој снази (велика брзина, велики обртни момент), високој функционалности и минијатуризацији.
Синхрони мотори са перманентним магнетима састоје се од статора и ротора. Статор је исти као и асинхрони мотори, састоји се од трофазних намотаја и статорских језгара. Претходно намагнетизовани (магнетизовани) перманентни магнети су инсталирани на ротору, а магнетно поље се може успоставити у околном простору без спољашње енергије, што поједностављује структуру мотора и штеди енергију. Овај чланак објашњава свеобухватне предности промоције синхроних мотора са перманентним магнетима на основу карактеристика синхроних мотора са перманентним магнетима.
1. Изузетне предности синхроног мотора са перманентним магнетом
(1) Пошто је ротор направљен од перманентних магнета, густина магнетног флукса је велика, није потребна струја побуде, а губитак побуде је елиминисан. У поређењу са асинхроним моторима, струја побуде намотаја статора и губици бакра и гвожђа ротора су смањени, а реактивна струја је знатно смањена. Пошто су магнетни потенцијали статора и ротора синхронизовани, језгро ротора нема фундаменталне губитке у таласном гвожђу, тако да су ефикасност (повезано са активном снагом) и фактор снаге (повезано са реактивном снагом) већи него код асинхроних мотора. Синхрони мотори са перманентним магнетима су генерално пројектовани да имају висок фактор снаге и ефикасност чак и при раду под малим оптерећењем.
Када је стопа оптерећења обичних асинхроних мотора мања од 50%, њихова радна ефикасност и фактор снаге значајно опадају. Када је стопа оптерећења синхроних мотора са перманентним магнетима компаније Mingteng 25%-120%, њихова радна ефикасност и фактор снаге се не мењају много, а радна ефикасност је >90%, а фактор снаге >0,85. Ефекат уштеде енергије је значајан при малом оптерећењу, променљивом оптерећењу и пуном оптерећењу.
(2) Синхрони мотори са перманентним магнетима имају релативно крута механичка својства и отпорнији су на поремећаје обртног момента мотора изазване променама оптерећења. Језгро ротора синхроног мотора са перманентним магнетима може бити направљено у шупљој структури како би се смањила инерција ротора, а време покретања и кочења је много брже него код асинхроног мотора. Висок однос обртног момента и инерције чини синхроне моторе са перманентним магнетима погоднијим за рад у условима брзог одзива него асинхрони мотори.
(3) Величина синхроних мотора са перманентним магнетима је знатно мања од асинхроних мотора, а њихова тежина је такође релативно лакша. Са истим условима одвођења топлоте и изолационим материјалима, густина снаге синхроних мотора са перманентним магнетима је више него двоструко већа од трофазних асинхроних мотора.
(4) Структура ротора је знатно поједностављена, што је лако за одржавање и побољшава стабилност рада.
Пошто трофазни асинхрони мотори морају бити пројектовани са већим фактором снаге, ваздушни зазор између статора и ротора мора бити направљен веома малим. Истовремено, уједначеност ваздушног зазора је такође кључна за безбедан рад и вибрациону буку мотора. Стога су захтеви за толеранцију облика и положаја и концентричност склопа асинхроног мотора релативно строги, а слобода избора зазора лежаја је релативно мала. Асинхрони мотори са већим базама обично користе лежајеве за подмазивање у уљној купки, који морају бити напуњени уљем за подмазивање у року од одређеног времена рада. Цурење уља или неблаговремено пуњење уљне шупљине убрзаће квар лежаја. У одржавању трофазних асинхроних мотора, одржавање лежајева чини велики део. Поред тога, због постојања индуковане струје у ротору трофазног асинхроног мотора, проблем електричне корозије лежаја је такође био предмет бављења многих истраживача последњих година.
Синхрони мотори са перманентним магнетима немају такве проблеме. Због великог ваздушног зазора синхроног мотора са перманентним магнетима, горе наведени проблеми узроковани малим ваздушним зазором асинхроног мотора нису очигледни код синхроног мотора. Истовремено, лежајеви синхроног мотора са перманентним магнетима користе лежајеве подмазане машћу са поклопцима за прашину. Лежајеви су запечаћени одговарајућом количином висококвалитетне масти када напусте фабрику. Век трајања лежајева синхроног мотора са перманентним магнетима је много дужи него код асинхроног мотора.
Да би се спречило да струја вратила кородира лежај, Анхуи Мингтенг мотор са перманентним магнетом усваја дизајн изолације за склоп лежаја на задњем делу, што може постићи ефекат изолације лежаја, а трошкови су знатно нижи од трошкова изолације лежаја. Да би се осигурао нормалан век трајања лежаја мотора, роторски део свих синхроних мотора са директним погоном са перманентним магнетом Анхуи Мингтенга има посебну носећу структуру, а замена лежајева на лицу места је иста као и код асинхроних мотора. Каснија замена и одржавање лежајева могу уштедети трошкове логистике, уштедети време одржавања и боље гарантовати поузданост производње корисника.
2. Типичне примене синхроних мотора са перманентним магнетима који замењују асинхроне моторе
2.1 Високонапонски ултрависокоефикасни трофазни синхрони мотор са перманентним магнетом и променљивом фреквенцијом и регулацијом брзине за вертикални млин у цементној индустрији
Узмимо за пример ултра-високоефикасни синхрони мотор са перманентним магнетом TYPKK1000-6 од 5300 kW и 10 kV, заменски асинхрони мотор за трансформацију. Овај производ је први домаћи високонапонски мотор са перманентним магнетом изнад 5 MW за вертикалну трансформацију млина, који је компанија Anhui Mingteng испоручила за компанију за грађевински материјал 2021. године. У поређењу са оригиналним асинхроним системом мотора, стопа уштеде енергије достиже 8%, а повећање производње може достићи 10%. Просечна стопа оптерећења је 80%, ефикасност мотора са перманентним магнетом је 97,9%, а годишњи трошкови уштеде енергије су: (18,7097 милиона јуана ÷ 0,92) × 8% = 1,6269 милиона јуана; трошкови уштеде енергије за 15 година су: (18,7097 милиона јуана ÷ 0,92) × 8% × 15 година = 24,4040 милиона јуана; Инвестиција за замену се враћа за 15 месеци, а повраћај инвестиције се добија током 14 узастопних година.
Анхуи Мингтенг је испоручио комплетан сет опреме за вертикалну трансформацију млина за компанију грађевинског материјала у Шандонгу (TYPKK1000-6 5300kW 10kV)
2.2 Нисконапонски самостартујући ултра-високоефикасни трофазни синхрони мотор са перманентним магнетом за мешалице у хемијској индустрији
Узмимо за пример ултра-високоефикасни синхрони мотор са перманентним магнетом TYCX315L1-4 160kW 380V, замену за асинхрони мотор. Овај производ је обезбедила компанија Anhui Mingteng 2015. године за трансформацију мотора миксера и дробилица у хемијској индустрији. TYCX315L1-4 160kW 380V је погодан за радне услове миксера. Израчунавањем потрошње енергије по тони по јединици времена, корисник је израчунао да синхрони мотор са перманентним магнетом од 160kW штеди 11,5% више електричне енергије од оригиналног асинхроног мотора исте снаге. Након девет година стварне употребе, корисници су веома задовољни стопом уштеде енергије, порастом температуре, буком, струјом и другим показатељима синхроног мотора са перманентним магнетом Mingteng у стварном раду.
Анхуи Мингтенг је пружио подршку за модификацију миксера за хемијску компанију у Гуиџоуу (TYCX315L1-4 160kW 380V)
3. Проблеми који занимају кориснике
3.1 Век трајања мотора Век трајања целог мотора зависи од века трајања лежаја. Кућиште мотора усваја ниво заштите IP54, који се под посебним околностима може повећати на IP65, испуњавајући захтеве употребе у већини прашњавих и влажних окружења. Под условом да се обезбеди добра коаксијалност инсталације продужетка вратила мотора и одговарајуће радијално оптерећење вратила, минимални век трајања лежаја мотора је већи од 20.000 сати. Други је век трајања вентилатора за хлађење, који је дужи од века трајања мотора са кондензаторским погоном. Приликом дужег рада у прашњавом и влажном окружењу, потребно је редовно уклањати лепљиве материје причвршћене за вентилатор како би се спречило његово прегоревање услед преоптерећења.
3.2 Квар и заштита материјала са сталним магнетима
Значај материјала од перманентних магнета за моторе са перманентним магнетима је очигледан, а њихова цена чини више од 1/4 трошкова материјала за цео мотор. Анхуи Мингтенг производи материјале од перманентних магнета за ротор мотора са перманентним магнетима, који користе синтеровани NdFeB са високим магнетним енергетским производом и високом интринзичном коерцитивношћу, а конвенционалне класе укључују N38SH, N38UH, N40UH, N42UH итд. Компанија је пројектовала професионалне алате и вођице за склапање магнетног челика и квалитативно анализирала поларитет склопљеног магнетног челика на разуман начин, тако да је релативна вредност магнетног флукса сваког жлеба магнетног челика блиска, што осигурава симетрију магнетног кола и квалитет склапања магнетног челика.
Тренутни материјали са перманентним магнетима могу дуго да раде под максимално дозвољеним порастом температуре намотаја мотора, а природна стопа демагнетизације магнетног челика није већа од 1‰. Конвенционални материјали са перманентним магнетима захтевају да површински премаз издржи тест сољу дуже од 24 сата. За окружења са јаком оксидативном корозијом, корисници треба да контактирају произвођача како би изабрали материјале са перманентним магнетима са вишим нивоом заштите.
4. Како одабрати мотор са сталним магнетом за замену асинхроног мотора
4.1 Одређивање врсте оптерећења
Различита оптерећења као што су куглични млинови, водене пумпе и вентилатори имају различите захтеве за перформансе мотора, тако да је тип оптерећења веома важан за пројектовање или избор.
4.2 Одређивање стања оптерећења мотора у нормалном раду
Да ли мотор ради континуирано при пуном или малом оптерећењу? Или је понекад велико, а понекад мало оптерећење, и колико траје циклус промене малог и великог оптерећења?
4.3 Одређивање утицаја других стања оптерећења на мотор
Постоји много посебних случајева оптерећења мотора на лицу места. На пример, оптерећење тракастог транспортера мора да поднесе радијалну силу, а мотор може бити потребно подесити са кугличних на ваљкасте лежајеве; ако има пуно прашине или уља, потребно је побољшати ниво заштите мотора.
4.4 Температура околине
Температура околине на лицу места је оно на шта треба да се фокусирамо током процеса избора мотора. Наши конвенционални мотори су пројектовани за температуру околине од 0~40 ℃ или ниже, али често се сусрећемо са ситуацијама када је температура околине виша од 40 ℃. У том случају, потребно је да изаберемо мотор веће снаге или специјално дизајниран мотор.
4.5 Начин инсталације на лицу места, димензије за инсталацију мотора
Начин инсталације на лицу места, димензије за инсталацију мотора, начин инсталације на лицу места и димензије за инсталацију су такође подаци које је потребно прибавити, било оригинални цртеж изгледа мотора, било димензије инсталационог интерфејса, димензије темеља и локација простора за постављање мотора. Ако постоје ограничења простора на лицу места, можда ће бити потребно променити начин хлађења мотора, локацију кутије за прикључке мотора итд.
4.6 Остали фактори животне средине
Многи други фактори околине утичу на избор мотора, као што су загађење прашином или уљем које утиче на ниво заштите мотора; на пример, у морским срединама или срединама са високим pH, мотор мора бити пројектован за заштиту од корозије; у срединама са високим вибрацијама и великом надморском висином, постоје различита разматрања дизајна.
4.7 Испитивање параметара оригиналног асинхроног мотора и услова рада
(1) Подаци на натписној плочици: називни напон, називна брзина, називна струја, називни фактор снаге, ефикасност, модел и други параметри
(2) Начин инсталације: набавите оригинални цртеж изгледа мотора, слике инсталације на лицу места итд.
(3) Стварни радни параметри оригиналног мотора: струја, снага, фактор снаге, температура итд.
Закључак
Синхрони мотори са перманентним магнетима су посебно погодни за примене са тешким стартовањем и лаким радом. Промоција и употреба синхроних мотора са перманентним магнетима има позитивне економске и друштвене користи и од великог је значаја за уштеду енергије и смањење емисије. Што се тиче поузданости и стабилности, синхрони мотори са перманентним магнетима такође имају вредне предности. Избор високоефикасних синхроних мотора са перманентним магнетима је једнократна инвестиција са дугорочним користима.
Компанија Anhui Mingteng Permanent Magnet Electromechanical Equipment Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/) се већ 17 година фокусира на истраживање, развој, производњу и продају ултра-високо ефикасних синхроних мотора са перманентним магнетима. Њени производи покривају комплетан асортиман високонапонских, нисконапонских, константних фреквенција, променљивих фреквенција, конвенционалних, експлозионезаштићених, машина са директним погоном, електричних ваљака и све-у-једном машина, са циљем да обезбеде ефикаснију погонску снагу за индустријску опрему.
Анхуи Мингтенг-ови мотори са сталним магнетима имају исте спољне димензије за уградњу као и тренутно широко коришћени асинхрони мотори и могу у потпуности заменити асинхроне моторе. Поред тога, постоји професионални технички тим који пројектује и пружа купцима бесплатна решења за трансформацију. Ако имате потребу за трансформацијом асинхроних мотора, слободно нас контактирајте, а ми ћемо вам пружити свеобухватну услугу!
Време објаве: 23. август 2024.