Как постояннотоковият генератор (PMG) намалява обема на единицата за системи за генериране на електроенергия чрез използване на промишлен топлинен отпадък

Как генераторът с постоянни магнити (PMG) намалява единичния обем за индустриални системи за генериране на електроенергия чрез използване на отпадътна топлина

Индустриалните проекти за използване на отпадътна топлина рядко провалят поради трудността на термодинамичната концепция. По-често те срещат практически ограничения: наличното пространство около пещ, компресор, печка, двигател или технологична линия вече е заето от канали, достъпни пътища, тръбопроводи и места за поддръжка. Един Генератор с постоянен магнет пмг може да помогне на топлоенергийния комплект да се побере в тази реалност, тъй като премахва част от оборудването за възбуждане, необходимо за конвенционален генератор с намотки. Това не прави всеки комплект автоматично малък. То променя къде дизайнерът може да спести обем и къде трябва да обърне внимание на компромисите.

Като инженер, който преглежда компоновките на въртящо се оборудване, започвам с цикъла на работа и монтажното пространство, а не с номиналната мощност от табелката. За система за използване на отпадътно топлинно състояние полезният въпрос не е просто дали е компактна. Генератор с постоянен магнет пмг тя е дали генераторът, експанзърът или турбината, съединителят, системата за управление, охлаждането и достъпът за поддръжка могат да бъдат подредени като един поддържан модул за производство на енергия.

Защо обемът на генератора има значение в модул за производство на енергия от отпадътно топлинно състояние

Типична система за използване на отпадътно топлинно състояние включва повече от топлообменник и генератор. Тя може да включва контур с работна течност, експанзър, смазочно оборудване, електрическо преобразуващо оборудване, охладителен контур, изолационни клапани, уреди за измерване и структурна стомана. Генераторът не е задължително най-голямото устройство, но може да изисква по-голям скид, ако оборудването за възбуждане, четките, дължината на съединителя или отделните интерфейси за управление разпръснат комплекта.

Тук е полезен Генератор с постоянен магнет пмг променя компоновката на разговора. Магнитното поле на ротора му се осигурява от постоянни магнити, а не от намотка на ротора, захранвана чрез специално възбуждащо устройство. В общи инженерни термини по-малко компоненти, свързани с възбуждането, означава по-малко интерфейси, които трябва да се подредят, свържат с кабели, охладят, защитят и оставят достъпни за поддръжка. Предимството най-често е най-полезно в периферията на машината: допълнителните шкафове, пътищата за прокарване, зоните за обслужване и механичните допуски, които се натрупват около конвенционална компоновка.

Три начина, по които постояннотоковият генератор (PMG) може да намали монтираната обемна мощност

1. Отстранява веригата за възбуждане на ротора

Генераторът с намотка за възбуждане има нужда от начин за създаване и регулиране на тока в роторната възбуждаща намотка. В зависимост от конструкцията това включва възбудител, изправителна система, безщеткови въртящи се части или друго оборудване за поддръжка на възбуждането. A Генератор с постоянен магнет пмг не изисква ток в ротора, за да създаде основното си магнитно поле. Това не елиминира напълно електрониката – системата все още има нужда от защита, управление на напрежението и често от преобразуване на мощността – но може да опрости архитектурата от страна на генератора.

Физическата предимство не е само липсата на един допълнителен корпус. То включва намаляване на скобите, кабелите, завършванията, въртящите се интерфейси, достъпа за инспекция и защитното разделяне, свързани с тези компоненти. При ограничено модернизиране избягването на дори един допълнителен корпус от страна на услугите може да реши дали скрида ще се побере до съществуващото технологично оборудване.

2. Поддържа по-тясна интеграция с първичния двигател

Рекуперацията на топлинната енергия от отпадъците често използва разширители или турбини с променлива скорост. A Генератор с постоянен магнет пмг може да се комбинира директно с тази въртяща се машина, когато механичната и електрическата конструкция го поддържат. Директната интеграция може да намали броя на валовете, спойките, предпазните устройства и интерфейсите, свързани с предавателната кутия, в сравнение с подредба, изискваща преобразуване на скоростта. Тя също така предоставя на проектиращия на системата повече свобода при разполагането на оста на машината, опорите за лагерите и корпуса на преобразувателя около действителния монтажен обем.

Важната корекция е, че директният привод не е автоматично най-малкият вариант. Машината с ниска скорост може да изисква по-голям диаметър, за да осигури необходимия въртящ момент, докато машината с висока скорост може да породи изисквания към лагерите, задържането на ротора, вибрациите и охлаждането. Компактният вариант е конфигурацията, която намалява общия инсталиран обем след включване на всички тези изисквания — а не тази с най-късия вал.

3. Може да консолидира електрическото преобразуване около система с променлива скорост

Много системи за преобразуване на топлина в електрическа енергия работят при променлива температура на източника на топлина, променлив разход или променлива работна точка. С Генератор с постоянен магнет пмг , проектирането често обединява генератора и силовата електроника в един интегриран електрически подсистемен блок с променлива скорост. Когато преобразувателят, защитните устройства, датчиците и системата за охлаждане се проектират едновременно, кабелирането и разположението на панелите могат да бъдат по-обмислени, отколкото при съвкупност от отделно специфицирани компоненти.

Това е възможност за опаковане, а не гаранция, че командният шкаф ще изчезне напълно. Преобразувателят все още изисква достатъчна вентилация, мерки за електромагнитна съвместимост, безопасно изолиране и лесно достъпно място за обслужване. Размерите му също зависят от напрежението, тока, изискванията към хармониците, степента на защита на корпуса и интерфейса с мрежата или натоварването на обекта. Компактен генератор, комбиниран с прекалено голям или неправилно разположен преобразувател, не води до компактна централа.

Размер на рамката срещу общ обем на цялата единица: не ги бъркайте

Изкушаващо е да се сравняват само размерите на генератора. Това пропуска причината, поради която е Генератор с постоянен магнет пмг се отнася до използването на топлината от отпадъчните процеси. Екипът по проекта трябва да оцени поне четири обвивки:

• Машинна обвивка: статор, ротор, корпус, кутия за клеми, лагери и монтажни крака.
• Механична интеграционна обвивка: съединител или интегриран вал, предпазни кожуси, допуск за подравняване, път за вдигане и изолация от вибрации.
• Електрическа обвивка: преобразувател, комутационно оборудване, сензори, извивки на кабели, заземяване и разпоредби за охлаждане.
• Обвивка за поддръжка: достъп за инспекция, обслужване на лагерите, премахване на конекторите, работа с ротора и безопасно изолиране.

Следователно полезно сравнение е дължината × ширината × височината на подложката плюс необходимото обслужващо разстояние. A Генератор с постоянен магнет пмг може да намали броя на компонентите вътре в тази граница, но разположението на обекта трябва да показва, че освободеният обем не се използва незабавно от друго системно изискване.

Където компактността помага най-много при индустриални модернизации

Най-силният случай за употреба обикновено е модернизация с дефиниран топлинен източник и стеснен монтажен маршрут. Например един завод може да има достатъчно топлина в отработените газове, горещото масло или процесната охладителна вода, но почти никаква неизползвана площ на пода. Комплект, който комбинира по-плътно разширителя и генератора, може да скъси механичната предавка и да улесни монтажа на модула в сервизна зона или върху конструктивна платформа.

AГенератор с постоянен магнет пмг също може да има смисъл там, където достъпът за поддръжка е скъп. Премахването на компоненти, свързани с възбуждането и износващи се, може да намали броя на задачите, които изискват отваряне на машинната страна на сглобката. Това е предимство през целия жизнен цикъл, а не твърдение, че поддръжката става ненужна. Охладителните канали, лагерите, компонентите на преобразувателя, състоянието на изолацията, центровката и настройките на защитата все още изискват планирана инспекционна процедура.

Свързаният термин Двигател с постоянни магнити (PMSM) е полезен в този разговор, защото описва същия принцип на постояннотоков магнитно поле от моторната страна. В пакета за рекуперация на топлина PMG генерира енергия от експандинга; постояннотоков мотор (PMSM) консумира енергия, за да задвижи товара. Те не са взаимозаменяеми варианти, но споделеният електромагнитен принцип помага да се обясни защо машините с постоянни магнити могат да осигурят висока мощностна плътност, когато цялата система е проектирана за това.

Какво трябва да се провери преди специфициране на PMG

1. Нанесете реалния работен диапазон. Запишете температурата на източника на топлина, вариацията на потока, поведението при стартиране, атмосферните условия и очакваното намаляване на мощността. Номиналната мощност на генератора трябва да съответства на първичния двигател в целия този диапазон, а не само при изчисление за проектна точка.
2. Определете стратегията за скорост. Решете дали експандерът и Генератор с постоянен магнет пмг ще бъдат директно интегрирани, свързани или предавателно свързани. Оценете торзионното поведение, динамиката на ротора и отговора при повреда, преди да приемете директното задвижване като предположение за спестяване на пространство.
3. Начертайте работната област още в началото. Поставете входовете за кабели, вратите на преобразувателя, точките за вдигане, филтрите и устройствата за изолация в тримерния план. Компактният корпус не помага, ако техниците не могат да откачат един конектор или да проверят едно лагер.
4. Уточнете топлинните пътища. Потвърдете как загубите на генератора и загубите на преобразувателя напускат корпуса. При по-топли места намаляването на номиналната мощност поради високата температура на околната среда може да повлияе както на избора на машината, така и на обема на шкафа.
5. Прегледайте защитата на системата. Изолирането на повреди, отговорът при превишаване на максималната скорост, заземяването, мониторингът на изолацията и поведението на мрежата/нагрузката трябва да се решават като задача за проектиране на ниво пакет.

Предимството на персонализираните решения на ENNENG

Ако оценявате търговски постоянни магнитни двигатели за продан и имате нужда от инженерно проектирано задвижване, което гарантира ефективност и дълготрайност, ENNENG е вашият доверен партньор. Свържете се с ENNENG днес .Поговорете с нашия технически инженерен екип, за да получите персонализирано предложение за задвижване.

• Уотсап: +86 18562780228
• Имейл:  [email protected]
• Телефон: +86 532 66000559

Практична рамка за вземане на решения

Няма универсално най-малка генераторна топология. Ако приоритетът ви е по-къса механична предавка и по-малко интерфейси, свързани с възбуждането, оценете един Генератор с постоянен магнет пмг от ранните етапи. Ако източникът на топлина е силно променлив, оценете генератора и преобразователя заедно, а не третирайте електрическата система като второстепенна. Ако достъпът до мястото за поддръжка е затруднен, включете разстоянията за обслужване в компоновката, преди да бъде одобрена конструкцията на рамката.

Решението за покупка обикновено започва с цената на оборудването, но числото, което има значение през целия експлоатационен живот, е разходът за поддържане на наличността на ограничена инсталация. За използването на промишлен топлинен отпадък най-подходящата компактна конструкция преобразува възстановената топлина надеждно и осигурява достатъчно пространство за пускане в експлоатация, инспекция и безопасен ремонт на оборудването. Добре интегрирана Генератор с постоянен магнет пмг може да намали единичния обем чрез опростяване на архитектурата от страна на машината; крайната полза зависи от дисциплинираната механична, електрическа, термична и поддръжна интеграция.