В автомобилни фабрики за штамповка, линии за производство на стъклени съдове и автоматизирани електронни заводи ротационните винтови въздушни компресори често работят при 100 % пълна товарна мощност и непрекъснат режим (24 часа в денонощието, 7 дни в седмицата), за да осигуряват непрекъснато пневматично налягане. В компактен звукопоглъщащ кожух на компресора температурата на околния въздух около задвижващия двигател обикновено надвишава 45 °C до 55 °C поради топлината, излъчвана от въздушния компресионен блок и резервоара за отделяне на маслото. При тези изключително тежки термични условия техническите екипи по поддръжка в производствените цехове, които използват конвенционални асинхронни двигатели или лошо проектирани двигатели с постоянни магнити, често се борят с прекъсвания на инвертора поради висока температура, намаляване на качеството на смазочната течност за лагерите, охрупване на изолационния лак на статора и необратима демагнетизация на роторните магнити.
Компресирането на въздуха е термодинамичен процес, който по своята същност изисква значително количество топлина: компресирането на атмосферния въздух до 0.8 MPa или 1.0 MPa генерира интензивна топлина от компресията, а задължаването на двигател за привод да работи непрекъснато при 100 % натоварване оставя нулево време за почивка между циклите, необходимо за разсейване на топлината. Ако двигателят страда от високи вътрешни загуби в медната обвивка на ротора, хармонично вихрово топлинно нагряване или недостатъчна вентилация под капака, натрупването на топлина бързо избутва температурата на намотките над безопасните граници. Интегрирането на термично оптимизиран Въздушен компресор с постояннотоков двигател с постоянни магнити (PMSM) от ENNENG елиминира резистивното нагряване на ротора и използва висококоерцитивно термично проектиране, за да гарантира хладно и безотказно стабилно функциониране при продължителна непрекъсната работа при пълно натоварване.
Технически акценти: Основни причини за топлинен разгон при непрекъснати компресорни приводи
Загуби в клетъчния ротор, хармоници от превключване на честотните преобразуватели и рециркулация на топлината под капака
Когато традиционен асинхронен двигател с късостворен ротор задвижва винтов компресор при непрекъснато 100 % натоварване, в роторните пръти се индуцират електрически токове, които генерират непрекъснато топлинно загуби от съпротивление (I²R). Тъй като роторът е окачен във въздушния процеп на статора, повечето от тази роторна топлина трябва да се предава чрез вала към лагерите или да се излъчва през въздушния процеп към намотките на статора. Освен това, при винтови компресори с променлива скорост несинусоидалните хармоници на тока от преобразователя с променлива честота индуцират високочестотни вихрови токове с ефект на повърхностно протичане по повърхността на ротора. В горещия шкаф на компресора тази комбинирана топлина от статора и ротора кара стандартните двигатели да надхвърлят праговете за термично претоварване по време на летните пикови натоварвания.
Нулеви загуби в медния ротор и архитектура на магнити UH/SH за високи температури
Една ENNENG Въздушен компресор с постояннотоков двигател с постоянни магнити (PMSM) предотвратява аномално прегряване по време на 24/7 компресия при пълно натоварване чрез три основни електромагнитни и термични инженерни характеристики:
-
Нулеви загуби в медта на възбуждането на ротора: Тъй като магнитното поле на ротора е постоянно създадено от редки земни магнити без индуциран ток, медните загуби I2R в ротора се намаляват до нула – което понижава повишението на работната температура при пълна натовареност с 15 K до 25 K спрямо асинхронните компресорни двигатели.
-
Неодим-железо-борови магнити с висока вродена коерцитивност (класове UH/SH/EH): ENNENG използва постоянни магнити с дифузия на тежки редки земи по границите на зърната, които са оценени за работа при вътрешни температури до 180 °C–200 °C без термично размагнитяване.
-
Дробно-слотова и V-образна вътрешна роторна топология с ниско хармонично съдържание: Поставянето на постоянните магнити дълбоко в ламинирани роторни ядра от кремниева стомана (конструкция IPM) предпазва магнитите от високочестотните хармоници на честотния преобразовател и намалява вихровото топлинно нагряване в желязото.
Основни предимства на PMSM системите за въздушни компресори на ENNENG
Охлаждане с принудителен въздух (IC416) и с течност/масло (IC71W) за напрежения от 110 V до 690 V
За да се справи с високите температури на околната среда под купола по време на непрекъснато пълно натоварване, инженерите на ENNENG проектират серията синхронни двигатели с постоянните магнити (PMSM) за въздушни компресори с приложение-специфични архитектури за охлаждане в обединен диапазон от напрежение 110 V–690 V. За винтови компресорни агрегати с въздушно охлаждане независимите принудително вентилирани вентилатори тип IC416 осигуряват постоянен и високотечен въздушен поток за охлаждане през фина с широк разстояние между ребрата на корпуса, независимо от оборотите на двигателя. За ултракомпактни или тежки условия на експлоатация компресорни агрегати ENNENG предлага корпуси с пълно затваряне тип IC71W, охлаждани с вода или с масло от компресора, които отвеждат топлината директно от статора към топлообменния контур на компресора, като поддържат повишението на температурата на намотките безопасно под 60 K. Освен промишлените двигатели за компресори ENNENG произвежда и генератори с постоянните магнити в обединен мощностен диапазон от 5 kW до 5 MW (110 V–690 V), както и вертикални вятърни турбини с мощност от 1 kW до 10 kW (с фокус върху модели 3 kW, 5 kW и 10 kW).
Съответства на IEC 60034-1 (режим S1, клас H), ISO 1217 и IEC TS 60034-30-2
Двигателите за привод на промишлени въздушни компресори трябва да отговарят на строгите международни стандарти за топлинна издръжливост и ефективност на цялата система. Всеки двигател PMSM на ENNENG за въздушен компресор е класифициран за непрекъснат режим S1 според IEC 60034-1 — което означава, че двигателят достига стабилно топлинно равновесие при 100 % номинална товарна мощност (и при претоварване с коефициент на експлоатационна способност 1,15 или 1,20) без ограничение по време, без да надвишава температурното повишение, разрешено за клас B или клас F, като използва изолация от клас H (180 °C) с вакуумно налягане и импрегниране (VPI) за значителен резерв по топлинна сигурност. Освен това, поддържането на висока ефективност IE5 според IEC TS 60034-30-2 директно подобрява общото специфично енергийно потребление (kW/m³/min) на пакета с ротационен винтов компресор при изпитания според приложения C и E на стандарта ISO 1217.
Сценарии за промишлено приложение и ръководство за инженерно обслужване
1. Ротационни винтови въздушни компресори с впрыск на масло и без впрыск на масло, работещи 24/7
В текстилните фабрики за тъкане с въздушен струен метод и в заводите за производство на стъклени бутилки винтовите ротационни компресори работят непрекъснато при 95 % до 100 % натоварване дори по време на летни вълни от горещина с температура до 40 °C. Инсталирането на компресорна установка с ENNENG IC71W или IC416 Air Compressor PMSM елиминира спиранията през следобеда поради висока температура и осигурява постоянен въздушен натиск в цеха.
2. Практични протоколи за избор, инспекция и поддръжка
За елиминиране на рисковете от аномално прегряване при продължителни операции с пълно натоварване на Air Compressor PMSM приложете следните инженерни и поддръжни протоколи:
-
Размер на коефициента на работна мощност на мотора спрямо максималното давление на изтласкване: Осигурете, че номиналният момент при непрекъсната работа на Air Compressor PMSM покрива максималното налягане при разтоварване/изключване на компресора (включително маржа от коефициент на работна мощност 1,15), така че токът при пълно натоварване никога да не надвишава номиналния ток, посочен на табелката.
-
Наблюдение на вградените термични сензори PT100 / PTC за статора: Три жици PT100 резистивни температурни детектори или PTC термистори, вградени директно в краищата на статорните намотки, свързани към PLC контролера на компресора, за активиране на предварителни предупреждения при 130 °C, значително преди достигането на границата за изолация при 155 °C/180 °C.
-
Синхронизиране на честотата на носещия сигнал и индуктивността на VFD: Задаване на честотата на превключване на носещия сигнал на VFD на компресора в оптималния диапазон от 4 kHz–8 kHz, препоръчан за постояннотоковия синхронен двигател (PMSM) на въздушен компресор, за минимизиране на нагряването на статорното желязо и вихровите токове в ротора при високи честоти.
-
Чистене на филтрите за въздушен вход и охладителните канали на всеки месец: Месечно инспектиране на филтърните матове за въздушен вход на шкафа на компресора и решетките на вентилатора IC416, за да се предотврати натрупването на маслено мъгло и производствена прах, които ограничават конвективния топлообмен по повърхността на корпуса на двигателя.
Предимството на персонализираните решения на ENNENG
Производителите на въртящи се винтови компресорни глави изискват ултракомпактни, директно свързани моторни конструкции, които минимизират сложността на центровката на вала и заеманата площ под капака. ENNENG проектира по поръчка своята серия постояннотокови синхронни мотори (PMSM) за въздушни компресори в обединения диапазон от 110 V до 690 V – предлагайки интегрирани ключови конусни валови съединители, които се монтират директно върху вала на мъжкия винтов ротор, рамки с охлаждане чрез масло или въздух и предварително калибрирани характеристики за управление чрез честотни преобразуватели (VFD).
Свържете се с ENNENG днес.
Консултирайте се с Инженерен екип за задвижващи системи на компресори на ENNENG да определите термично усилени постояннотокови синхронни мотори (PMSM) за въздушни компресори за вашата линейка винтови компресори за непрекъснат режим.
Често задавани въпроси
В: Защо постояннотоковият синхронен мотор (PMSM) за въздушни компресори на ENNENG работи значително по-студено от стандартен асинхронен мотор при пълна натовареност 24/7?
А: Обикновеният асинхронен индукционен двигател генерира значително топлинно съпротивление в медната клетка на ротора си, когато работи при пълна натовареност. Въздушният компресор ENNENG с постоянните магнити (PMSM) използва високоенергийни постоянни магнити на ротора, напълно елиминирайки медните загуби от възбуждане на ротора. В комбинация с клас H изолация чрез вакуумно пропитие (VPI) и охлаждане по тип IC416 или IC71W, температурното повишение остава с 15 K до 25 K по-ниско при непрекъснат режим S1.
В: Как ENNENG предотвратява демагнетизирането на постоянните магнити в горещите шкафове за въздушни компресори?
А: Високите температури и хармоничните токове от инверторите могат да предизвикат демагнетизиране на магнити с ниско качество. ENNENG изгражда въздушния си компресор PMSM с геометрия на ротор с вградени постоянни магнити (IPM), използвайки NdFeB магнити от класове UH/SH с висока коерцитивност, предназначени за работа до 180°C–200°C, както и вградени термосензори PT100, които защитават ротора при непрекъснато пълно натоварване.
В: Какви диапазони на напрежение и мощност поддържа ENNENG заедно с двигателите за въздушни компресори?
А: ENNENG произвежда серията си въздушни компресори с постояннотокови синхронни двигатели и индустриални двигатели в единен диапазон от напрежение 110 V – 690 V, за да отговаря на електрическите мрежи в заводите по целия свят. Освен задвижващите устройства за компресори ENNENG произвежда и генератори с постоянни магнити в единен мощностен диапазон от 5 kW до 5 MW, както и вертикални вятърни турбини с мощност от 1 kW до 10 kW (с фокус върху модели с мощност 3 kW, 5 kW и 10 kW).
EN
