V automobilových lisovnách, výrobních linkách pro výrobu skleněných obalů a automatizovaných elektronických továrnách běží rotační šroubové vzduchové kompresory často při 100% plném zatížení v trvalém provozu (24 hodin denně, 7 dní v týdnu), aby zajistily nepřerušovaný pneumatický tlak. Uvnitř kompaktního, zvukově izolovaného kompresorového krytu se teplota okolního vzduchu kolem pohonného motoru pravidelně zvyšuje nad 45 °C až na 55 °C kvůli teplu vyzařovanému z kompresní hlavy a nádrže na oddělení oleje. Za těchto extrémních tepelných podmínek se údržbové týmy provozující konvenční asynchronní motory nebo špatně navržené trvalé magnetické motory často potýkají s vypnutím měniče kvůli vysoké teplotě, degradací maziva ložisek, křehkou izolační lakovanou vrstvou statoru a nevratnou demagnetizací rotorových magnetů.
Stlačování vzduchu je z principu tepelně náročný termodynamický proces: stlačení atmosférického vzduchu na 0,8 MPa nebo 1,0 MPa vyvolává intenzivní teplo stlačení a nutí pohonné motorové jednotky pracovat nepřetržitě za plného zatížení, čímž nezůstává žádný čas pro odvod tepla mimo provozní cyklus. Pokud motor trpí vysokými ztrátami měděných vinutí rotoru, harmonickým vířivým proudovým ohřevem nebo nedostatečnou ventilací krytu, kumulativní hromadění tepla rychle přesahuje bezpečné teplotní limity vinutí. Integrace tepelně optimalizovaného Vzduchový kompresor PMSM od společnosti ENNENG eliminuje odporové ohřívání rotoru a využívá tepelné inženýrství s vysokou koercitivní silou, aby zaručilo chladný, bezporuchový a stabilní provoz při dlouhodobém nepřetržitém plném zatížení.
Technické body zájmu: Kořenové příčiny tepelného rozbehnutí u kompresorových pohonů v nepřetržitém provozu
Ztráty v klecovém rotoru, harmonické složky spínání frekvenčních měničů a recirkulace tepla v krytu
Když tradiční indukční motor se smyčkovým rotorem pohání šroubový kompresor při 100% trvalém zatížení, vznikají v kroužcích rotoru indukované elektrické proudy, které generují trvalé odporové teplo (I2R). Protože je rotor umístěn ve vzduchové mezeře statoru, musí se většina tohoto tepla z rotoru vést přes hřídel do ložisek nebo zářit napříč vzduchovou mezerou do vinutí statoru. Navíc u šroubových kompresorů s proměnnou rychlostí způsobují harmonické složky proudů PWM od měniče frekvence na povrchu rotoru vířivé proudy vyvolané kožním jevem vysoké frekvence. Uvnitř horké skříně kompresoru tato kombinace tepla ze statoru a rotoru přesahuje teplotní limity běžných motorů během letních špičkových provozních režimů.
Nulové ztráty mědi v rotoru a architektura magnetů UH/SH pro vysoké teploty
ENNENG Vzduchový kompresor PMSM zabraňuje abnormálnímu přehřívání při nepřetržitém plném zatížení po dobu 24 hodin denně díky třem základním elektromagnetickým a tepelně technickým vlastnostem:
-
Nulové ztráty mědi v budicím obvodu rotoru: Protože magnetické pole rotoru je trvale vytvořeno pomocí vzácných zemních magnetů bez indukovaného proudu, ztráty měděného vinutí rotoru způsobené Jouleovým teplem (I²R) klesají na nulu – což snižuje nárůst teploty při plném zatížení o 15 K až 25 K ve srovnání s asynchronními kompresorovými motory.
-
Magnetické materiály NdFeB s vysokou vnitřní koercitivitou (třídy UH/SH/EH): ENNENG využívá permanentní magnetické materiály s difúzí těžkých vzácných zemin do mezihranic zrn, které jsou schopny odolat provozním teplotám uvnitř až 180 °C–200 °C bez tepelné demagnetizace.
-
Rotorová konstrukce s nízkým obsahem harmonických složek, frakčním počtem slotů a V-tvarovým vnitřním uspořádáním: Umístění permanentních magnetů hluboko uvnitř laminovaných rotorových jader ze silikonové oceli (konstrukce IPM) chrání magnety před vysokofrekvenčními harmonickými složkami napájecích frekvenčních měničů (VFD) a snižuje vířivé proudy v železném jádru.
Klíčové výhody systémů PMSM pro vzduchové kompresory ENNENG
Chlazení typu IC416 (nucený vzduch) a IC71W (kapalina/olej) pro napětí 110 V–690 V
Aby zvládly vysoké teploty okolního prostředí při nepřetržitém provozu za plného zatížení, inženýři společnosti ENNENG navrhli řadu stálým magnetem buzených synchronních motorů (PMSM) pro vzduchové kompresory s aplikacně specifickými chladicími architekturami v jednotném napěťovém rozsahu 110 V až 690 V. U šroubových kompresorů s chlazením vzduchem zajišťují nezávislé ventilátory s nuceným větráním typu IC416 konstantní proud chladicího vzduchu vysokého průtoku přes široké chladiče na tělese kompresoru bez ohledu na otáčky motoru. Pro extrémně kompaktní nebo náročné provozní podmínky nabízí společnost ENNENG uzavřené chlazené vodou nebo olejem kompresoru (typ IC71W) s pláštěm, který odvádí teplo ze statoru přímo do chladicí smyčky výměníku tepla kompresoru a udržuje nárůst teploty vinutí bezpečně pod 60 K. Vedle průmyslových kompresorových motorů vyrábí společnost ENNENG také generátory se stálými magnety v jednotném výkonovém rozsahu 5 kW až 5 MW (110 V až 690 V) a vertikální osy větrných turbín o výkonu 1 kW až 10 kW (s důrazem na modely 3 kW, 5 kW a 10 kW).
Dodržuje normy IEC 60034-1 (provozní režim S1, třída H), ISO 1217 a IEC TS 60034-30-2
Pohonné motory pro průmyslové kompresory vzduchu musí splňovat přísné mezinárodní normy tepelné odolnosti a výkonu celého zařízení. Každý synchronní motor s permanentními magnety (PMSM) ENNENG pro kompresory vzduchu je certifikován pro nepřetržitý provozní režim S1 podle normy IEC 60034-1 – to znamená, že motor dosahuje stabilního tepelného rovnovážného stavu při 100 % jmenovitého zatížení (a přetížení s provozním faktorem 1,15 nebo 1,20) po neomezenou dobu bez překročení mezních hodnot nárůstu teploty pro třídu B nebo třídu F, přičemž izolace je provedena technologií VPI (Vacuum Pressure Impregnation) třídy H (180 °C), což poskytuje výraznou tepelnou bezpečnostní rezervu. Navíc udržení vysoké účinnosti třídy IE5 podle normy IEC TS 60034-30-2 přímo zlepšuje celkovou měrnou energetickou náročnost (kW/m³/min) celého zařízení šroubového kompresoru při zkouškách podle příloh C a E normy ISO 1217.
Průmyslové aplikační scénáře a průvodce technickou údržbou
1. Šroubové kompresory vzduchu s olejem i bez oleje pro nepřetržitý provoz 24/7
V textilních vzduchových tkacích továrnách a závodech na výrobu skleněných lahví rotující šroubové kompresory běží nepřetržitě za zatížení 95 až 100 % i během letních vln tepla s teplotou až 40 °C. Vybavení kompresorového modulu kompresorem ENNENG IC71W nebo IC416 s trvalým magnetickým synchronním motorem (PMSM) eliminuje odpolední vypnutí způsobená vysokou teplotou a udržuje stálý tlak kompresovaného vzduchu v celém závodě.
2. Praktické postupy výběru, kontrola a údržba
Aby bylo možné eliminovat rizika abnormálního přehřívání při dlouhodobém provozu kompresoru s trvalým magnetickým synchronním motorem (PMSM) za plného zatížení, je třeba uplatnit následující technické a údržbové postupy:
-
Zvolte servisní faktor motoru podle maximálního výstupního tlaku: Ujistěte se, že hodnota spojitého točivého momentu kompresoru s trvalým magnetickým synchronním motorem (PMSM) pokrývá maximální tlak vybíjení/vypnutí kompresoru (včetně bezpečnostního servisního faktoru 1,15), aby proud za plného zatížení nikdy nepřekročil jmenovitý proud uvedený na typovém štítku.
-
Sledujte vestavěné teplotní senzory statoru PT100 / PTC: Připojte tři vodiče s odporovými teploměry PT100 nebo PTC termistory zabudovanými přímo do koncových vinutí statoru k řídicímu PLC kompresoru, aby se spustila varovná signalizace již při teplotě 130 °C, což je výrazně pod hranicí izolace 155 °C / 180 °C.
-
Synchronizujte nosnou frekvenci frekvenčního měniče a indukčnost: Nastavte nosnou frekvenci spínání frekvenčního měniče kompresoru do optimálního rozsahu 4 kHz–8 kHz, který je doporučen pro synchronní motor s permanentními magnety (PMSM) pro vzduchové kompresory, aby se minimalizovalo zahřívání železného jádra statoru a vířivých proudů v rotoru na vysokých frekvencích.
-
Čistěte sací filtry a chladicí kanály krytu každý měsíc: Každý měsíc kontrolujte sací filtrační matice v kabinetu kompresoru a mřížky ventilátoru typu IC416, abyste zabránili ucpání olejové mlhy a prachu z dílny, které by omezily konvektivní přenos tepla přes rám motoru.
Výhoda individuálního přizpůsobení ENNENG
Výrobci rotačních šroubových kompresorových jednotek vyžadují extrémně kompaktní, přímo spojené konstrukce motorů, které minimalizují složitost zarovnání hřídele a plochu střechy (canopy). ENNENG navrhuje svou řadu trvalého magnetického synchro-motoru (PMSM) pro vzduchové kompresory na míru v jednotné napěťové škále 110 V až 690 V – poskytuje integrované klíčové kuželové spojky bez klíčových drážek, které se montují přímo na hřídel mužského šroubového rotoru, rámce s olejovým nebo vzduchovým chlazením a předkalibrované řídicí křivky frekvenčních měničů (VFD).
Kontaktujte ENNENG ještě dnes.
Konzultujte Inženýrský tým ENNENG pro pohony kompresorů určit tepelně odolný trvalý magnetický synchro-motor (PMSM) pro vaši řadu šroubových kompresorů určených pro nepřetržitý provoz.
Často kladené otázky
Otázka: Proč běží trvalý magnetický synchro-motor (PMSM) pro vzduchové kompresory ENNENG výrazně chladněji než standardní indukční motor při plném zatížení 24 hodin denně, 7 dní v týdnu?
A:Klasický asynchronní indukční motor generuje při plném zatížení výrazné teplo od odporu mědi uvnitř své rotorové klece. Pohonný motor ENNENG pro vzduchové kompresory typu PMSM využívá na rotoru vysoce výkonné trvalé magnety, čímž úplně eliminuje ztráty v měděných vinutích rotoru způsobené budicím proudem. Společně s izolací třídy H VPI a chlazením podle standardu IC416 nebo IC71W udržuje při nepřetržitém provozu S1 teplotní nárůst o 15 K až 25 K nižší.
Otázka: Jak ENNENG zabrání demagnetizaci trvalých magnetů uvnitř horkých skříní vzduchových kompresorů?
A:Vysoké teploty a harmonické proudy ze střídače mohou způsobit demagnetizaci magnetů nižší kvality. ENNENG konstruuje své pohonné motory pro vzduchové kompresory typu PMSM s rotorem geometrie IPM (interior permanent magnet) a používá k tomu NdFeB magnety tříd UH/SH s vysokou koercitivní silou, jejichž provozní teplota je stanovena až na 180 °C–200 °C; dále jsou do rotoru zabudovány teplotní čidla PT100, která zajišťují jeho ochranu i při nepřetržitém provozu za plného zatížení.
Otázka: Jaké rozsahy napětí a výkonu ENNENG podporuje vedle motorů pro vzduchové kompresory?
A:ENNENG vyrábí svou řadu střídavých kompresorových motorů s permanentními magnety (PMSM) i průmyslové motory v jednotné napěťové škále 110 V až 690 V, aby vyhovovaly elektrickým rozvodným sítím továren po celém světě. Kromě pohonů pro kompresory ENNENG také vyrábí generátory s permanentními magnety v jednotné výkonové škále 5 kW až 5 MW a vertikální větrné turbíny o výkonu 1 kW až 10 kW (s důrazem na modely 3 kW, 5 kW a 10 kW).
EN
