Ποιες βασικές δυνάμεις πρέπει να διαθέτει ένας εγκεκριμένος κινητήρας μόνιμου μαγνήτη PMSM για εφαρμογές υψηλής φόρτισης σε βιομηχανικά περιβάλλοντα

Εμπειρία στον Τομέα: Ένα Εργοστάσιο Κύλισης Χάλυβα και ένας Μεταφορέας Ορυχείου

Ένα εργοστάσιο κύλισης χάλυβα υπέβαλε τους κινητήρες του σε ακραίες αντιστροφές φόρτισης, και οι παλαιότεροι επαγωγικοί κινητήρες υπερθερμαίνονταν στο δρομέα κατά τις κορυφές αντιστροφής, με αποτέλεσμα η γραμμή να περιορίζει την παραγωγή για να προστατεύσει τα τυλίγματα. Ο υπεύθυνος συντήρησης κατέγραψε τις αποκλίσεις θερμοκρασίας και διαπίστωσε ότι η θερμότητα συγκεντρωνόταν στις ράβδους του κλωβού κατά τη διάρκεια κάθε αντιστροφής. Μία μεταφορική ταινία ορυχείου ανέφερε την ίδια τάση σε διαφορετικό άξονα, όπου η ταινία ξεκινούσε υπό πλήρη φόρτιση και ο κινητήρας αντιμετώπιζε το υψηλότερο ρεύμα στην χειρότερη δυνατή στιγμή. Η αξιολόγηση ενός Κινητήρα Μόνιμου Μαγνήτη (PMSM) στις δύο τοποθεσίες ξεκίνησε από τον κύκλο λειτουργίας, όχι από την ονομαστική πινακίδα, διότι η αδυναμία εμφανιζόταν στις κορυφές και στις αντιστροφές, όχι στη σταθερή λειτουργία. Σε κάθε περίπτωση, η ομάδα απεικόνισε τη ροπή σε σχέση με το χρόνο και στη συνέχεια παρατήρησε τη διεύρυνση του θερμικού περιθωρίου μόλις ο δρομέας με μόνιμους μαγνήτες χαμηλών απωλειών αντικατέστησε τον ευάλωτο στη θέρμανση κλωβό. Ένας Κινητήρας Μόνιμου Μαγνήτη (PMSM) επιβεβαίωσε το περιθώριο μόνο μετά την καταγραφή του κύκλου λειτουργίας.

Ανάλυση Κινδύνου: Το Κόστος ενός Υποδιαστασιολογημένου Κινητήρα

Η συνηθισμένη παγίδα είναι να επιλέγεται ένας κινητήρας βάσει της ονομαστικής ισχύος του και να αγνοείται το προφίλ φόρτισης, με αποτέλεσμα να παρατηρείται αποτυχία του εντός της περιόδου λειτουργίας του, όταν αντιμετωπίζει κορυφή για την οποία δεν έχει σχεδιαστεί ποτέ. Φορτίο υψηλής εντασιμότητας ενισχύει κάθε θερμικό και ροπής ελάττωμα, επειδή οι κορυφές εμφανίζονται συχνά και η επαφή παραμένει υψηλή. ENNENG αυτό αντιμετωπίζεται με έναν κινητήρα μόνιμου μαγνήτη (PMSM), ο οποίος κατασκευάζεται ως μηχάνημα μόνιμου μαγνήτη χαμηλής ταχύτητας, του οποίου ο δρομέας παραμένει ψυχρός κατά την αντιστροφή και διατηρεί τη ροπή χωρίς τη χρήση μειωτήρα. Ο κίνδυνος θερμικής διακοπής μειώνεται όταν μειωθούν οι απώλειες του δρομέα, ενώ το μοναδικό υπόλοιπο σημείο σύνδεσης είναι το έδρανο. Η αντικατάσταση με κινητήρα μόνιμου μαγνήτη (PMSM) εξαλείφει επίσης τον μειωτήρα, ο οποίος προηγουμένως συγκέντρωνε τη βλάβη, διότι δεν απαιτείται κανένα στάδιο μείωσης μεταξύ του μαγνητικού πεδίου και του φορτίου. Μία εγκατάσταση που διατηρεί το σύνολο επαγωγικών κινητήρων κληρονομεί ένα θερμικό όριο που περιορίζει την ταχύτητα της γραμμής και ένα κόστος επανατύλιξης που επαναλαμβάνεται κάθε λίγους κύκλους λειτουργίας.

Τεχνική Ανάλυση: Τι καθιστά τον κινητήρα ενδεδειγμένο

Ένας κινητήρας μόνιμου μαγνήτη PMSM αποκτά τη θέση του σε εφαρμογές υψηλής εντασης μέσω μιας σειράς μετρημένων χαρακτηριστικών, όχι ενός μόνου αριθμού. ENNENG μόνιμου μαγνήτη χρησιμοποιούν μαγνήτες υψηλής ενέργειας που έχουν εξεταστεί για περιθώριο απομαγνήτισης πολύ μεγαλύτερο από το χειρότερο σημείο λειτουργίας, ώστε το μαγνητικό πεδίο να επιβιώνει ακόμα και σε περίπτωση ακινησίας ή αντίστροφης ροής ρεύματος. Ο δρομέας λειτουργεί σε χαμηλότερη θερμοκρασία για την ίδια ισχύ στον άξονα, επειδή οι απώλειες εντοπίζονται στο στάτορα, όπου το πλαίσιο μπορεί να τις αποβάλλει, και όχι σε έναν ενσωματωμένο κλωβό. Σε μια μετρημένη περίπτωση εργοστασίου κύλισης, η μονάδα με μόνιμους μαγνήτες διατήρησε τα τυλίγματα περίπου 15 βαθμούς χαμηλότερα από την εναλλακτική λύση με επαγωγή κατά την κορυφή της αντιστροφής, πράγμα που αποτέλεσε το περιθώριο που διατήρησε τη γραμμή σε πλήρη ταχύτητα. Ένας κινητήρας μόνιμου μαγνήτη PMSM παρέχει επίσης υψηλότερη ροπή ανά μονάδα όγκου, οπότε το ίδιο πλαίσιο ασκεί μεγαλύτερη ροπή και είναι συγχρόνως μικρότερο σε μήκος από τη μηχανή που αντικαθιστά. Ένας κινητήρας μόνιμου μαγνήτη PMSM επομένως πληροί ταυτόχρονα τις απαιτήσεις σε θερμικό, μαγνητικό και μηχανικό επίπεδο, γεγονός που απαιτείται από μια μηχανή για εφαρμογές υψηλής εντασης.

Βαθμός μαγνητών και περιθώριο απομαγνήτισης

Τα σημεία που επωφελήθηκαν περισσότερο ήταν εκείνα που πρώτα μελέτησαν το διάγραμμα ροπής-χρόνου, επειδή το περιθώριο ανταμείβει ακριβώς τις κορυφές αντιστροφής που οι περισσότερες προσφορές αγνοούν. Στην κυλιόμενη γραμμή, το περιθώριο απομαγνήτισης επέτρεψε στον κινητήρα να επιβιώσει από ρεύμα ακινητοποίησης που θα είχε αδυναμώσει έναν φθηνότερο μαγνήτη. Ένας κινητήρας μόνιμων μαγνητών (PMSM) καθιστά αυτό το περιθώριο ορατό στην έκθεση δοκιμής, αφού η ένταση του μαγνητικού πεδίου μετράται, όχι υποτίθεται. Επωφελείται επίσης και η πλευρά συντήρησης: με την αφαίρεση του μειωτήρα, τα σημεία θερμικής και μηχανικής βλάβης συγκεντρώνονται σε ένα μόνο υποστήριγμα και έναν μόνο άξονα, οπότε η λίστα επιθεώρησης του προσωπικού συρρικνώνεται σε έναν μόνο άξονα.

Εξουσιοδοτημένα Πρότυπα Πίσω από τη Δήλωση

Μια αξίωση υψηλής απόδοσης απαιτεί αναφορές που θα αποδεχθεί ένας ελεγκτής. Η IEC 60034-1 ορίζει τη δοκιμή απόδοσης που αποδεικνύει ότι ένας κινητήρας μόνιμου μαγνήτη (PMSM) πληροί την αξίωση ροπής του κατά την αντιστροφή. Η IEC 60034-30-1 καθορίζει την κλάση IE, οπότε η μονάδα φέρει την ένδειξη IE4 ή IE5 στην πινακίδα της. Η IEC 60079 καλύπτει την κατασκευή Ex, όπου ο κινητήρας εισέρχεται σε επικίνδυνη περιοχή, όπως απαιτείτο για τη μεταφορική ταινία του ορυχείου. Η IEC 61800-5-1 καθορίζει τους κανόνες ασφαλείας του μετατροπέα, οπότε ορίζεται η ανταπόκριση σε σφάλμα ελέγχου. Η ISO 9001 υποστηρίζει το σύστημα ποιότητας κατασκευής, το οποίο αποκτά σημασία όταν ο κινητήρας λειτουργεί αδιάκοπα και χωρίς επίβλεψη. Η IEC 61800-5-1 επιτρέπει την επαλήθευση της ανταπόκρισης σε σφάλμα του κινητήρα μόνιμου μαγνήτη (PMSM) έναντι καθορισμένης δοκιμής, ώστε η αιτιολόγηση ασφαλείας να είναι ελέγξιμη. Μια πρόταση που βασίζεται σε αυτές τις αναφορές επιβιώνει σε μια επισκόπηση εγκατάστασης, επειδή κάθε χαρακτηριστικό ανάγεται σε μια μέθοδο, όχι σε μια ετικέτα.

Πρακτικός Οδηγός: Πώς να Καθορίσετε και να Διατηρήσετε Αυτόν

Η διάσταση πρέπει να ξεκινά από το κύκλωμα λειτουργίας, όχι από τη μέγιστη ισχύ σε χιλιοβάτ (kW), επειδή ένα φορτίο που αντιστρέφεται απαιτεί ονομαστική ροπή στη δύσκολη στιγμή πριν από οτιδήποτε άλλο. Ένας κινητήρας μόνιμου μαγνήτη (PMSM) που διαστασιολογείται βάσει του προφίλ ροπής, αντί για βάσει της μέγιστης τιμής ενός καταλόγου, αποφεύγει το θερμικό όριο που περιορίζει την απόδοση. ENNENG μπορείτε να ορίσετε τον αριθμό των πόλων σύμφωνα με την ταχύτητα του τυμπάνου ή της βίδας και να επιβεβαιώσετε τη φλάντζα με το σχέδιο της κινούμενης μηχανής πριν από την κατασκευή. Η εγκατάσταση απαιτεί ακόμα έναν ευθύ άξονα και μια καθαρή επιφάνεια σύζευξης, αλλά δεν υπάρχει τροχαλία για ευθυγράμμιση. Για τον πρώτο μήνα, καταγράψτε εβδομαδιαίως τη θερμοκρασία των εδράνων — ένας άμεσος άξονας εμφανίζει σφάλμα φθοράς ως θερμότητα πολύ νωρίτερα από ό,τι θα το έκανε μια συνδεδεμένη διάταξη. Στην προσφορά πρέπει να αναφέρεται το περιθώριο απομαγνήτισης που διατηρεί ένας κινητήρας μόνιμου μαγνήτη (PMSM), ώστε η ανάλυση ασφαλείας να εμφανίζεται στο χαρτί αντί να παραμένει στην πωλητική παρουσίαση. Αποθηκεύστε το αρχείο καταγραφής ροπής μαζί με το σχέδιο συντήρησης και επαναρυθμίστε τα βολτ της βάσης μετά τις πρώτες 200 ώρες λειτουργίας.

Εκκίνηση υπό φορτίο

Ένας κινητήρας μόνιμου μαγνήτη (PMSM) απαιτεί λιγότερο βοηθητικό εξοπλισμό από το κιβώτιο ταχυτήτων που αντικαθιστά, αλλά ο μετατροπέας και ο αισθητήρας εξακολουθούν να χρειάζονται προσοχή. Βαθμονομήστε το κελί φόρτισης σύμφωνα με το χρονοδιάγραμμα που εκτυπώνει η ENNENG στο πακέτο εγκατάστασης, και στη συνέχεια καταγράψτε την τάση της ροπής, ώστε οποιαδήποτε απόκλιση να εμφανίζεται νωρίς. Μία εγκατάσταση που αντιμετωπίζει τη μονάδα ως περιουσιακό στοιχείο υπό έλεγχο αποσύρει συνήθως οριστικά τον έλεγχο για το κιβώτιο ταχυτήτων, διότι τα μόνα στοιχεία που απομένουν για συντήρηση είναι οι τριβείς και ο μετατροπέας. Το έργο περιορίζεται σε λίγα στοιχεία, τα οποία οι περισσότερες ομάδες ολοκληρώνουν σε μία βάρδια, και μετά από 200 ώρες λειτουργίας, μία επανασφίξιμη ροπή συν μία ελέγχου ταλάντωσης σύμφωνα με το πρότυπο ISO 10816 επιτρέπει στη μηχανή να ακολουθήσει μία ρουτίνα που διατηρεί η τοπική ομάδα.

Επικοινωνήστε με την ENNENG

Ξεκινήστε μία συζήτηση για κινητήρα μόνιμου μαγνήτη (PMSM) με τον κύκλο λειτουργίας, όχι με αριθμό μοντέλου: στείλτε στη μηχανική ομάδα το προφίλ ροπής-έναντι-χρόνου και την ταχύτητα φόρτισης. Η ENNENG απαντά με μία πρόταση που βασίζεται σε μηχάνημα μόνιμου μαγνήτη χαμηλής ταχύτητας, του οποίου το περιθώριο μετράται σε σχέση με την κορυφή αντιστροφής, όχι με εκτίμηση από την πινακίδα ονομαστικών τιμών.

• Whatsapp:+86 18562780228
• Ηλεκτρονικό ταχυδρομείο: [email protected]
• Τηλέφωνο: +86 532 66000559
• Ιστοσελίδα: global.ennengmotor.com

Συχνές Ερωτήσεις

Ερώτηση: Ποια τάξη μαγνητών πρέπει να χρησιμοποιεί μια εντατική μονάδα;

Α: Ένας εξειδικευμένος κινητήρας μόνιμου μαγνήτη (PMSM) χρησιμοποιεί μαγνήτες υψηλής ενέργειας, οι οποίοι καθορίζονται με περιθώριο απομαγνήτισης πέραν του χειρότερου σημείου λειτουργίας, συμπεριλαμβανομένης της ακινησίας (stall) και του αντίστροφου ρεύματος. Η ENNENG καταγράφει αυτό το περιθώριο στην έκθεση δοκιμής, ώστε ο αγοραστής να βλέπει τη μετρηθείσα ένταση μαγνητικού πεδίου, όχι μια υποτιθέμενη τιμή. Αυτό το περιθώριο είναι που επιτρέπει στον κινητήρα να αντέξει τις κορυφές που παράγει μια εντατική γραμμή παραγωγής και τον διαχωρίζει από μια πραγματική βιομηχανική μονάδα από μια απλώς επανετικετοποιημένη ελαφριάς χρήσης μονάδα του ίδιου μεγέθους πλαισίου.

Ερώτηση: Πώς μπορεί ένας αγοραστής να επαληθεύσει την τάξη IE;

Α: Η τάξη IE προέρχεται από το πρότυπο IEC 60034-30-1, συνεπώς ένας κινητήρας μόνιμου μαγνήτη (PMSM) πρέπει να φέρει στην πινακίδα του την ένδειξη IE4 ή IE5, με αντίστοιχη έκθεση δοκιμής. Η ENNENG παρέχει τη μετρηθείσα καμπύλη απόδοσης, ώστε το εργοστάσιο να μπορεί να ελέγξει τις τιμές σύμφωνα με την τυποποιημένη μέθοδο. Ο αγοραστής θα πρέπει να ζητά τις τιμές απόδοσης σε πλήρες φορτίο και σε μερικό φορτίο, διότι στη συμπεριφορά σε μερικό φορτίο οι κινητήρες με μόνιμους μαγνήτες ξεχωρίζουν σαφώς από τους κινητήρες επαγωγής με την ίδια κατηγορία χρήσης.

Ε: Χρειάζεται ο κινητήρας πιστοποίηση Ex για επικίνδυνες περιοχές;

Α: Όπου ο κινητήρας εισέρχεται σε επικίνδυνη περιοχή, ένας κινητήρας μόνιμων μαγνητών (PMSM) πρέπει να πληροί το πρότυπο IEC 60079 για την κατασκευή Ex, όπως απαιτείται στην περίπτωση της μεταφορικής ταινίας ορυχείου. Η ENNENG κατασκευάζει το περίβλημα σύμφωνα με τη ζώνη και την ομάδα αερίου που καθορίζει η τοποθεσία, ώστε η μονάδα να είναι πιστοποιημένη για τη συγκεκριμένη τοποθεσία. Ο αγοραστής πρέπει να δηλώνει εξαρχής τη ζώνη και την ομάδα αερίου, διότι η διαδρομή πιστοποίησης διαφέρει ανάλογα με την κλάση περιοχής και μεταβάλλει το εύρος εφαρμογής του περιβλήματος.