Защо постояннотоковият синхронен двигател намалява щетите от ударни натоварвания върху промишленото механично оборудване в горния и долния поток

Защо постояннотоковият синхронен двигател намалява щетите от ударни натоварвания върху промишленото механично оборудване в горния и долния поток

Когато конвейерът се заклещи, смесителят започне работа срещу тежка партида или помпената група изпита внезапно технологично нарушение, повредата рядко остава локализирана само в един компонент. Обратните въртящи моменти и бързото ускорение могат да се предават през валове, съединителни устройства, скоростни кутии, ремъци, лагери и задвижваната машина. Един Синхронен двигател с постоянните магнити може да помогне за намаляване на този риск, тъй като осигурява точен контрол върху въртящия момент и скоростта на задвижващата система. Важното уточнение е, че двигателят не е самостоятелен амортизатор на удари. Ползата се проявява, когато Синхронен двигател с постоянните магнити двигателят, инверторът, съединителното устройство и настройките за механична защита са проектирани като една цялостна система.

От инженерна гледна точка на приложението първият въпрос не е „Ефективен ли е този двигател?“, а „Какво прави натоварването по време на стартиране, спиране, заклиняне и реверс?“. Тази промяна има значение, защото повредите от удар се причиняват най-често от преходен въртящ момент, а не само от постоянната мощност. Правилно избран Синхронен двигател с постоянните магнити може да оформи тези преходни процеси, преди те да се превърнат в разрушителни импулси в свързаното оборудване.

Как товарите при удар повреждат индустриалната предавателна верига

Ударното натоварване възниква, когато предаваният въртящ момент се променя по-бързо, отколкото механичната система може да абсорбира или преразпредели. Изведнъж подадена команда, заклинен механизъм по-нататък по веригата, вземане на люфт или лошо настроен скоростен контур могат да предизвикат въртящ моментов пик. Първо реагира вала на двигателя, след това муфтата и скоростната кутия изпитват торзионно ускорение, а машината, която се задвижва, може да получи смущението след кратко забавяне. Повтарящите се събития могат да доведат до фретинг, охлабване на фиксиращи елементи, повреда на зъбите, напрежение върху лагерите и несъосност.

AСинхронен двигател с постоянните магнити не премахва инерцията или не прави гъвкава една твърда влакова композиция. Това, което може да направи, е да осигури контролируем източник на електромагнитен въртящ момент. При подходящо векторно управление задвижването може да ограничи заявката за въртящ момент, да регулира скоростта предсказуемо и да реагира на сигнал за претоварване, без веднага да прилага максималния наличен въртящ момент. Това различие е централно: контролираният въртящ момент намалява тежестта на събитието; механичният дизайн все още определя какво може да издържи влакът.

Защо управлението на синхронен двигател с постоянни магнити може да омекоти преходния въртящ момент

1. Въртящият момент може да се управлява независимо от фиксираната честота на мрежата

AСинхронен двигател с постоянните магнити управляван със съвместимо задвижване с променлива честота, може да регулира тока, създаващ въртящ момент, и скоростта едновременно. На практика инженерът може да зададе ускорение, забавяне, ограничения за въртящ момент, ограничения за ток и реакции при повреди според реалния работен цикъл. Вместо да позволи внезапна корекция на скоростта да стане пълен механичен удар, Синхронен двигател с постоянните магнити системата може да извърши корекцията в рамките на контролиран интервал.

Това е особено полезно при процеси с чести старти, променливи товари от материали или случайни препятствия. Правилният интервал не е универсален. Рампата, която защитава лек конвейерна лента, може да е твърде бавна за линия, чувствителна към напрежение, докато бързата рампа, която отговаря на целите за производителност, може да претовари смесител с висока инерция. Приложението изисква анализ на връзката между въртящ момент и време, а не обща настройка, копирана от друга машина.

2. Бързата обратна връзка може да засече нарушение, преди то да се превърне в повтарящ се удар

AСинхронен двигател с постоянните магнити приводът обикновено работи въз основа на обратна връзка по скорост или положение и оценява или измерва променливи, свързани с въртящия момент. Ако действителната скорост отпадне от зададената по време на заклещване, управляващата логика може да намали заявката, да поддържа безопасен праг за въртящ момент или да спре работата според приетата философия за защита. Това не гарантира нулеви щети по време на блокиране, но може да предотврати повтарящото се поведение „да се натиска по-силно“, което усилва напрежението в оборудването както преди, така и след точката на заклещване.

Поради тази причина, една Двигател с постоянни магнити (PMSM) решението трябва да бъде посочено заедно с логиката за спиране, претоварване и рестарт на двигателя. Автоматичният рестарт може да е полезен при безобидно прекъсване на процеса, но е неподходяща реакция там, където първо трябва да се изследва намесата на оператор, натрупването на продукт или механично заключена товарна маса.

3. Гладкият въртящ момент при ниски скорости може да намали събитията, свързани с вземането на люфта.

Множество проблеми, свързани с удари, са най-видими при скорост, близка до нула: предавателна лента със зъбчат предавател взема люфт, кран се уравновесява под товара, или помпена група минава през условие на нисък разход. Един Синхронен двигател с постоянните магнити може да осигури контролиран въртящ момент при ниски скорости, когато системата за управление и изборът на двигател са подходящи за тази задача. Гладкото прилагане на въртящ момент може да намали рязкото вземане на люфта, което помага да се предпазят съединителите и зъбните предавки от повтарящи се ударни натоварвания.

Това казано, нискоскоростната работа променя условията за охлаждане и топлинните условия. Трябва да се проверят номиналната мощност на двигателя, корпусът му, системата за охлаждане и съвместимостта с инвертора. IEC 60034-1 предоставя общия контекст за номинални стойности и експлоатационни характеристики на въртящи се електрически машини; това е полезна отправна точка за потвърждаване на режима на работа, а не заместител на преходна механична оценка.

Където предимството от защитата е най-убедително

Случаят за Синхронен двигател с постоянните магнити е най-силен, когато ударното натоварване е свързано с контролирани промени в скоростта или въртящия момент. Типични примери включват конвейери с променливи натоварвания, смесители с висок момент за преодоляване на първоначалното съпротивление, дробилки или подавачи с периодично възникващи препятствия, помпи, изложени на рязка промяна в технологичния процес, и машини, които трябва да сменят посоката си без рязко блокиране на скоростната кутия. В тези случаи Синхронен двигател с постоянните магнити може да бъде част от координирана стратегия, която намалява удара при ускоряване и ограничава въртящия момент при аномални условия.

Ползата е по-малко директна, когато събитието е изцяло външно: спад на натоварването, удар в тръба, сблъсък или механична повреда по-нататък по веригата. Синхронен двигател с постоянните магнити може да бъде програмиран все още за бързо реагиране, но не може да замести ограничител на въртящ момент, предпазен клинов механизъм, хидравличен амортизатор, еластична съединителна муфта, чека със срязване или подходящо подбран редуктор, когато тези компоненти са задължителни.

Проектирайте двигателя, преобразователя и механичната система като единна защитна система.

Най-надеждният подход е да се изгради пълната карта на пътя на натоварването. Започнете от захранването и преобразователя, продължете през Синхронен двигател с постоянните магнити , вала, съединителната муфта, редуктора и задвижваната машина, след това определете къде може да започне преходно събитие и къде може да бъде безопасно ограничено. Вземете предвид отразената инерция, торзионната твърдост, люфта, коефициента на експлоатационна сигурност, допустимото несъосност на съединителната муфта и времето, необходимо за изпълнение на защитна команда.

• Определете нормалните и аномалните граници на въртящия момент. Включете пускането, спирането, промяната на посоката, режима на принудително спиране (plugged) и вероятните ситуации на заклинване.
• Задайте преднамерено граници за въртящ момент и ток. Не предполагайте, че високият наличен резерв от въртящ момент автоматично е полезен за машината.
• Синхронизирайте рампите за ускорение и забавяне. Контролиран Синхронен двигател с постоянните магнити рампата трябва да съответства на процеса и на торзионните ограничения на задвижващата система.
• Изберете механична защита отделно. Използвайте еластични муфти или устройства за ограничаване на въртящия момент там, където последствията от удар оправдават това.
• Потвърдете условията за захранване и охлаждане. Препоръките на NEMA подчертават значението на баланса на напрежението в клемите и на разглеждането на повишаването на температурата; електрическото качество може да повлияе върху резерва, наличен при изискващи работни режими.

Проверки при пускане в експлоатация, които предотвратяват нанасянето на щети от добро проектиране

AСинхронен двигател с постоянните магнити монтажът трябва да бъде одобрен с документирани доказателства, а не само с успешно изпълнение на празен ход. Запишете командата за скорост, действителната скорост, тенденцията на тока или въртящия момент и отговора на вибрациите по време на най-изискващите разрешени преходи. Проверете дали поведението при ограничаване на въртящия момент е стабилно, дали приводът не осцилира около зададената скорост и дали възстановяването след грешка не може да започне при небезопасно препятствие.

Техническите данни сами по себе си не могат да определят няколко гранични условия, затова проверете: температурата на околната среда, охлаждането при ниски скорости, центровката на вала, състоянието на съединителя, люфта в скоростната кутия и твърдостта на основата. Един Синхронен двигател с постоянните магнити може да е изключително чувствителен, но нестабилна основа или износен съединител могат да превърнат дори скромна промяна в командата в механично събитие.

Свържете се с нас

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

Практичен извод относно подбора

AСинхронен двигател с постоянните магнити намалява повредите от ударни натоварвания най-ефективно, когато регулируемият му въртящ момент се използва за управление на причината за удара: агресивно стартиране, рязко спиране, реакция при заклещване или компенсиране на люфта. Инженерната стойност не е просто в това, че двигателят е с постоянни магнити. Тя идва от комбинирането на Синхронен двигател с постоянните магнити с правилно настроено управление, подходяща проверка на работния цикъл и механични предпазни мерки, които поемат натоварванията, които електрониката не може да абсорбира.

Преди да изберете Синхронен двигател с постоянните магнити , поискайте данни за работния цикъл на натоварването, инерционните характеристики, очакваните аномални събития, изискваното поведение при рестарт и граничните стойности на всеки компонент по пътя на мощността. С тази информация екипът може да определи Синхронен двигател с постоянните магнити система, която защитава производственото оборудване, а не просто осигурява въртене.