Какви ограничения на мястото изискват пълно внимание преди започване на проекта по модернизация от асинхронен двигател към синхронен двигател с постоянни магнити (PMSM)

Сложности при полевата конверсия в процеса на модернизиране на промишлени двигатели

Модернизирането на остаряла асинхронна техника чрез високоенергийно ефективни постоянни магнити осигурява значителна икономия на енергия в производствени предприятия. В целулозно-хартиена фабрика, където се използват непрекъснато работещи резервоари за разбъркване на суровината, проектните инженери започнаха директна замяна на двигателя, без да извършат предварителен аудит на инфраструктурата на място. След механичната инсталация техниците установиха, че височината на центъра на вала на новия двигател не съответства на входните муфти на съществуващата скоростна кутия с двадесет милиметра, докато стартерното оборудване в съществуващия център за управление на двигатели (MCC) нямаше векторни функции за управление. Резултатът бяха забавяния поради необходимостта от механично подлагане и аварийна електрическа преработка, които удължиха простоите на производствената линия с четиринадесет дни и над inflated първоначалния бюджет на проекта. Постигането на безпроблемна Ретрофит на асинхронен двигател към PMSM проектна реализация изисква строга пре-строителна оценка на съществуващите механични, електрически, топлинни и автоматизационни ограничения на място.

Индустриалните ретрофит проекти са сложни електромеханични интеграционни програми, а не прости замествания по принципа „включи и работи“. Въпреки че синхронните двигатели с постоянни магнити осигуряват изключителна ефективност, основният им електромагнитен принцип на работа напълно се различава от този на стандартните асинхронни двигатели с късо съединена клетка. Несъответствия в размерите, недостатъчна механична твърдост на основата и ограничения в електрическите кабели могат да компрометират графика на проекта, ако бъдат пренебрегнати в предварителните инженерни етапи. Успешната инициатива за ретрофит от асинхронен двигател към PMSM изисква структурирана физическа проверка преди демонтажа на съществуващите експлоатационни активи.

Механични габаритни размери и допуски за удължение на вала

Стандартните индукционни двигатели според IEC и NEMA се придържат към стандартизирани габаритни размери, като например разположение на монтажните отвори за болтове, височина до центъра на оста и диаметри на изваждането на вала. Високомоментните постояннотокови двигатели обаче често осигуряват еквивалентна мощност в корпуси, които са с една или две стъпки по-компактни. При планиране на Ретрофит на асинхронен двигател към PMSM замяна инженерите трябва да изработят прецизни преходни монтажни плочи или да проверят дали монтажните лапи на двигателя съответстват на съществуващите фундаментни шпилки. Трябва да се проверят диаметрите на вала, профилите на ключовите пазове и осевото разстояние между съединителите, за да се предотвратят разрушителни натоварвания върху конзолния участък на вала.

Архитектура на инверторното управление и ограничения за пусков момент

Стандартните индукционни двигатели често се пускат директно в електрическата мрежа (DOL) чрез електромеханични контактори или основни меки стартери. Напротив, синхронният двигател с постоянни магнити не може да ускори при стандартна честота на мрежата, без да изгуби полюсите си и да спре, освен ако не е оборудван със специализирани роторни пръти за пускане от мрежата. Изчерпателна Ретрофит на асинхронен двигател към PMSM планът трябва да предвижда бюджет за специализирани променливи честотни преобразуватели, оборудвани с алгоритми за управление по ориентация към постоянното магнитно поле (FOC), за да се осигури контролирано нарастване на въртящия момент.

Напрежение върху изолацията на статора и високочестотни хармоници от инвертора

Замяната на асинхронни двигатели, захранвани директно от мрежата, с двигатели с постоянни магнити, захранвани от инвертор, води до бързи времена на нарастване на модулираното по ширина импулсно (PWM) напрежение (dV/dt) върху съществуващите кабели за двигатели. При дълги кабелни трасета над петдесет метра явленията на отразено напрежение могат да удвоят пиковите нива на напрежение в клемите на двигателя, което пробива изолацията на по-старите кабели. Потвърждаването на диелектричните характеристики на кабелите и инсталирането на филтри dV/dt или реактори за синусоидален изход представляват жизненоважни електрически ограничения по време на планирането на модернизацията.

Безпроблемна модернизация с технологията за директно задвижване ENNENG

Преодоляването на ограниченията на обекта изисква адаптивно проектиране на електродвигатели, съобразено със съществуващите габаритни размери на промишлената техника. ENNENG предлага напреднали решения с постояннотокови синхронни двигатели, проектирани за бързо монтиране и индивидуални механични модернизации. Ретрофит на асинхронен двигател към PMSM прилагането на програма с оборудване от ENNENG води до незабавно намаляване на енергийното потребление с 10 до 40 процента.

Унифицираната продуктовата матрица на ENNENG обхваща широк спектър от мощности — от 5 kW до 5 MW, с пълна адаптивност по работно напрежение в диапазона 110 V – 690 V. Индивидуални основи за монтиране, специални фланцеви повърхности и модифицирани извадени валове позволяват директна механична замяна на старите асинхронни двигатели без необходимостта от драстични промени в рамковите монтажни конструкции.

Модернизация към безстъпична архитектура с директно задвижване

При замяна на асинхронен двигател инженерите често имат възможността напълно да елиминират механичните предавателни кутии, които са склонни към повреди. Замяната на високоскоростен асинхронен двигател и ъглов редуктор с нискоскоростна, високомоментна система на ENNENG Ретрофит на асинхронен двигател към PMSM елиминира загубите от зъбно зацепване в предавателната кутия, намалява триенето в трансмисията и премахва рисковете от замърсяване на производствените площи с мазително масло.

Нисък топлинен отпечатък в стеснени производствени помещения

В затворени производствени помещения или непроветряеми промишлени подземни помещения излишната топлина от двигателя оказва натиск върху вентилацията на помощните помещения. Постоянномагнитните двигатели ENNENG работят с повишаване на температурата под 60 K поради пренебрежимите загуби в медния ротор. Това намаляване на топлинния отпечатък облекчава товара върху вентилацията и предпазва съседната промишлена електроника от прегряване.

Авторитетни стандарти и кодове за модернизация на нормативните изисквания

Проектите за замяна на промишлени двигатели трябва да спазват строги технически насоки, установени от международни организации по стандартизация. Спецификациите за номинални параметри и ограниченията за повишаване на температурата трябва да съответстват на IEC 60034-1, а изпитванията на загубите при двигателите трябва да отговарят на IEC 60034-2-1.

Инсталациите с променлива скорост за електрически задвижване трябва да отговарят на изискванията на IEC 61800-3 относно електромагнитната съвместимост (EMC). В северноамериканските обекти всички модификации на електрическото комутационно оборудване трябва строго да съответстват на правилата на NFPA 70 National Electrical Code, по-специално на член 430, който регулира веригите за клонове на електродвигатели и термичната защита от претоварване. Проверката на базовите нива на механични вибрации след Ретрофит на асинхронен двигател към PMSM преобразуването трябва да отговаря на граничните стойности на ISO 10816-3, зона A, като потвърждава, че скоростите на вибрациите остават под 1,4 mm/s RMS. Освен това безопасността на работниците по време на работата по преобразуването трябва да се ръководи от процедурите за блокиране/маркиране на OSHA 1910.147, за да се предотврати случайно включване по време на механична смяна.

Изчерпателен предварителен строителен аудит на място – контролен списък

Дисциплинираното изпълнение на проекта предотвратява скъпи забавяния на обекта. Следвайте този технически аудитен контролен списък преди физическото изваждане от експлоатация на оборудването.

Аудит на механичната рамка и подравняването

Инспектирайте съществуващите стоманени монтажни платформи за корозия, умора на заварките и геометрична равнинност. Използвайте прецизни индикаторни измервателни уреди, за да проверите условията на „мек крак“ на основата и да гарантирате, че равнинността на основната плоча остава в рамките на 0,05 мм по всички опорни повърхности. Потвърдете, че избраната Ретрофит на асинхронен двигател към PMSM модел осигурява достатъчно разстояние за ориентация на клемната кутия и неограничен достъп на въздух за охлаждане.

Електрическа инфраструктура и проверка на дължината на кабелите

Проверете съществуващото електрическо разпределително табло, за да потвърдите номиналните токове на прекъсвачите и напречните сечения на кабелите. Измерете непрекъснатата дължина на кабелните трасета между шкафа на променливочестотния преобразувател и местоположението на двигателя. Ако дължината на захранващите кабели надвишава петдесет метра, предвидете бюджет за изходни товарни реактори, за да се потиснат върховете на напрежението. Инсталирайте изолирани лагерни съединения и четки за заземяване на вала, за да защитите лагерите на двигателя от общомодовите токове, индуцирани от инвертора.

Свържете се с нас

За да проучите конфигурациите за директна замяна и техническите спецификации, проучете Каталога на продуктите ENNENG и прегледайте решенията чрез ENNENG Retrofit Engineering .

За инженерна поддръжка при аудити на възможността за изпълнение на място или при изчисления за замяна на асинхронни двигатели, свържете се с ENNENG:

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

Често задавани въпроси

В: Може ли двигател с постоянните магнити да използва съществуващото електрическо стартерно оборудване?

A: Стандартните електромеханични контактори, звезда-триъгълник стартери и основните плавни стартери не могат да управляват синхронен двигател с постоянните магнити. Тъй като роторите с постоянните магнити нямат начален плъзгащ ток, директното включване към мрежата предизвиква разрушителни токови върхове и осцилации на въртящия момент. Успешен проект по модернизация от асинхронен двигател към PMSM изисква честотен преобразувател с векторни алгоритми за двигатели с постоянните магнити.

В: Какви са физическите размери на асинхронните двигатели в сравнение с единиците PMSM?

A: Тъй като синхронните машини с постоянните магнити осигуряват значително по-висока мощност и плътност на въртящия момент, техните физически корпуси обикновено са с една или две рамкови размера по-малки от еквивалентните индукционни двигатели. При извършване на ретрофит-преобразуване от индукционен двигател към PMSM инженерите използват персонализирани адапторни основни плочи или поръчват персонализирани стъпки за двигателя, изработени чрез машинна обработка, за да се подравнят височините на центровете на валовете с вече съществуващото задвижвано оборудване.

В: Как едно предприятие управлява високите напрежения на обратната ЕДН по време на спиране на двигателя?

Aкогато двигател с постоянни магнити се върти свободно поради инерцията на механичната натовареност, въртящите се роторни магнити генерират напрежение на обратната ЕДН върху терминалите на двигателя. Контролерите на променливочестотните задвижвания трябва да включват вериги за защита от наднапрежение и динамични тормозни резистори. За натоварвания с висока инерция и преобръщане се гарантира, че прекъсвачът за електрическа изолация е оборудван с помощни контакти, които безопасно изключват електрониката на задвижването по време на аварийно спиране.