Ποιες παράμετροι προστασίας ταιριάσματος πρέπει να οριστούν όταν ο αερόσυμπιεστής PMSM λειτουργεί με εξοπλισμό μετατροπέα συχνότητας

Η βιομηχανική παραγωγή συμπιεσμένου αέρα αποτελεί μία από τις πιο ενεργοβόρες υπηρεσίες στη βιομηχανική αυτοματοποίηση, καταναλώνοντας έως και το 25% της συνολικής ηλεκτρικής ισχύος μιας εγκατάστασης. Για να εξαλειφθεί η ανεπιθύμητη συνεχής λειτουργία σε κατάσταση αδράνειας, οι σύγχρονες μονάδες συμπιεστών χρησιμοποιούν κινητήρα PMSM για συμπιεστή αέρα, ο οποίος κινείται από αφιερωμένη μεταβλητής συχνότητας κίνηση (VFD). Ωστόσο, οι σπειροειδείς συμπιεστές λειτουργούν υπό ακραίες πνευματικές διακυμάνσεις. Η ρύθμιση των εισαγωγικών βαλβίδων προκαλεί κύκλους μηχανικής ροπής αντίστασης από σχεδόν μηδέν έως 100% πλήρους φόρτισης εντός χιλιοστών του δευτερολέπτου. Όταν η ζήτηση αέρα μειωθεί απότομα, η ταχεία εκκένωση του συμπιεστή μπορεί προσωρινά να προκαλέσει αντίστροφη κίνηση του άξονα του κινητήρα.

Πνευματικές Διακυμάνσεις Φόρτισης και Κίνδυνοι Συντονισμού Μεταξύ Συμπιεστή και Κινητήρα

Ταχείες Διακυμάνσεις Πίεσης σε Βιομηχανικούς Σπειροειδείς Συμπιεστές

Οι περιστροφικοί ελικοειδείς συμπιεστές υφίστανται αιφνίδιες αλλαγές μηχανικής αντίστασης κατά την περιοριστική εισαγωγή και την ενεργοποίηση του μηχανισμού αποφόρτισης. Ο κινητήρας κίνησης πρέπει να παρέχει αμέσως ροπή κατά τη φόρτιση, ενώ ταυτόχρονα αποφεύγει σοβαρές υπερβολικές ροές ρεύματος. Εάν οι βρόχοι ρεύματος του μετατροπέα καθυστερούν, οι υψηλές μεταβατικές ροές ρεύματος προκαλούν ενοχλητικές διακοπές λόγω υπερρεύματος (OC). Αντιθέτως, η γρήγορη αποφόρτιση μπορεί να επανατροφοδοτήσει κινητική ενέργεια στην DC-γραμμή του μετατροπέα, προκαλώντας βλάβες υπερτάσεως (OV).

Κίνδυνοι απομαγνήτισης του δρομέα, υπερτάσεως και μηχανικού συντονισμού

Η λειτουργία ενός κινητήρα μόνιμων μαγνητών με μη βαθμονομημένες παραμέτρους μετατροπέα εισάγει σοβαρούς κινδύνους. Οι αιφνίδιες αυξήσεις του ρεύματος του στάτορα σε συνδυασμό με υψηλές θερμοκρασίες λειτουργίας εκθέτουν τους μόνιμους μαγνήτες NdFeB σε κίνδυνο ανεπανόρθωτης απομαγνήτισης. Επιπλέον, οι διακυμάνσεις συχνότητας στο εύρος 20 Hz έως 80 Hz συναντούν αναπόφευκτα τις φυσικές συχνότητες μηχανικού συντονισμού των ελικοειδών κεφαλών αέρα των συμπιεστών και των αγωγών, με κίνδυνο καταστροφικής μηχανικής κόπωσης. Για την προστασία του εξοπλισμού, ENNENG παρέχει εξαιρετικά ανθεκτικές βιομηχανικές Αερόσυμπιεστής PMSM λύσεις σε εύρος ισχύος 5 kW έως 5 MW και εύρος λειτουργικής τάσης 110 V έως 690 V, συμπεριλαμβανομένων των βαθμονομημένων διαμορφώσεων προστασίας του μετατροπέα.

Αυτόματη ρύθμιση ηλεκτρικών παραμέτρων και μήτρες παραμέτρων προστασίας

Ακριβής αναγνώριση κινητήρα: Rs, Ld, Lq και σταθερές πίσω ΗΕΔ

Η κατάλληλη συντονισμός του μετατροπέα απαιτεί ακριβή μαθηματική μοντελοποίηση του αερόσυμπιεστή PMSM στο λογισμικό διανυσματικού ελέγχου του κινητήρα. Η αντίσταση του στάτορα (Rs), η επαγωγικότητα κατά τον άξονα d (Ld), η επαγωγικότητα κατά τον άξονα q (Lq) και η σταθερά πίσω ηλεκτροκινητικής δύναμης (Ke) πρέπει να προσδιοριστούν με ακρίβεια μέσω αυτόματης ρύθμισης του κινητήρα είτε κατά την περιστροφή του είτε σε στάσιμη κατάσταση. Δεδομένου ότι οι συμπιεστικοί κινητήρες με ενσωματωμένους μόνιμους μαγνήτες παρουσιάζουν μαγνητική ευαισθησία (Lq > Ld), οι ακριβείς τιμές επαγωγικότητας επιτρέπουν στον αλγόριθμο ελέγχου προσανατολισμένου προς το πεδίο (FOC) να υπολογίζει τη θέση του δρομέα χωρίς σφάλμα και να αποσυνδέει το ρεύμα που παράγει ροπή (Iq) από το ρεύμα ροής (Id), εξαλείφοντας έτσι την κυμάτωση του ρεύματος και την ταλάντωση της ροπής.

Οδηγίες Ρυθμίσεων Προστασίας Αντιστροφέα

• Οριακές Τιμές Περιορισμού Υπερρεύματος: Ορίστε το συνεχές όριο θερμικού ρεύματος στο 120% του ονομαστικού ρεύματος του κινητήρα, με το οριακό όριο στιγμιαίου παροδικού ρεύματος να περιορίζεται αυστηρά στο 150% για 10 δευτερόλεπτα, προκειμένου να προστατευθούν οι μαγνήτες με γαιώδη στοιχεία από πεδία απομαγνήτισης.
• Διαχείριση Τάσης DC-Bus: Ενεργοποιήστε ενεργούς ελεγκτές τάσης επιβράδυνσης ή δυναμικούς αντιστάτες φρεναρίσματος για απορρόφηση της παλινδρομικής ενέργειας κατά την ταχεία αποφόρτιση του αέρινου τμήματος, χωρίς να προκαλείται διακοπή λόγω υπερτάσεως στο DC-bus.
• Βελτιστοποίηση Συχνότητας Φέρουσας: Ρυθμίστε τη συχνότητα διαμόρφωσης PWM μεταξύ 4 kHz και 6 kHz. Αυτή η ρύθμιση εξισορροπεί την ήσυχη λειτουργία με τη μείωση της τάσης dv/dt στη μόνωση του κινητήρα και τη μείωση της θερμικής απόδοσης των IGBT του αντιστροφέα.
• Ζώνες Παράκαμψης Συντονισμού: Εντοπίστε τις φυσικές μηχανικές συχνότητες συντονισμού της συσκευής συμπιεστή με χρήση ανάλυσης ταλαντώσεων με επιταχυνσιόμετρο και προγραμματίστε ζώνες παράκαμψης συχνότητας ±1,5 Hz στο λογισμικό του αντιστροφέα, προκειμένου να αποφευχθεί η λειτουργία σε κρίσιμες αρμονικές ταχύτητες.

Πρότυπα Συμμόρφωσης Ασφάλειας και Διαδικασίες Θέσης σε Λειτουργία

Συμμόρφωση με τα Μέτρα Ασφαλείας NFPA 79 και IEC 61800-5-1

Οι ηλεκτρικές συναρμολογήσεις βιομηχανικών συμπιεστών πρέπει να τηρούν αυστηρά τις απαιτήσεις του προτύπου NFPA 79 (Ηλεκτρικό Πρότυπο για Βιομηχανικές Μηχανές) όσον αφορά την προστασία των κλάδων κυκλώματος των κινητήρων, τη θερμική αποσύνδεση και τους επείγοντες διακόπτες ασφαλούς ροπής (STO). Οι μεταβλητού ρυθμού κινητήρες πρέπει να πληρούν τις απαιτήσεις ασφαλείας του προτύπου IEC 61800-5-1 σχετικά με τον θερμικό περιορισμό και τη συντονισμένη μόνωση. Τα συμπιεστικά συστήματα PMSM της ENNENG ενσωματώνουν διπλά κανάλια αισθητήρες θερμικής αντίστασης PT100 από λευκόχρυσο, ενσωματωμένους εντός των τελικών στροφών των στάτορα, οι οποίοι μεταδίδουν αναλογικά σήματα θερμοκρασίας απευθείας στα προστατευτικά κυκλώματα του μετατροπέα.

Τετραστάδια Διαδικασία Θέσης σε Λειτουργία επιτόπου

• Αυτόματη Ρύθμιση Πριν από την Εφαρμογή Φορτίου: Αποσυνδέστε τους ιμάντες ή τις συζεύξεις του συμπιεστή για να εκτελέσετε την ταυτοποίηση των ηλεκτρικών παραμέτρων περιστροφής πριν από την πρώτη πνευματική πίεση.
• Ορια θερμοκρασίας προγράμματος: Ρυθμίστε τα όρια συναγερμού τυλίγματος στάτορα του μετατροπέα στους 130°C και τα αυτόματα όρια διακοπής λόγω βλάβης στους 150°C (πολύ κάτω από τα όρια μόνωσης κλάσης H, δηλ. 180°C).
• Σάρωση δονήσεων με επιταχυνσιόμετρο: Εκτελέστε ελεγχόμενες αύξησεις ταχύτητας από 20 Hz έως 80 Hz, καταγράφοντας τις μέγιστες ταχύτητες δόνησης σύμφωνα με το πρότυπο ISO 10816 για τον προγραμματισμό ακριβών ζωνών παράκαμψης.
• Συντήρηση φίλτρου εισαγωγής: Καθαρίζετε μηνιαίως τα προστατευτικά καλύμματα εισαγωγής αέρα του κινητήρα και τα φίλτρα του περιβλήματος του συμπιεστή για να διασφαλίσετε αδιάκοπη ροή αέρα ψύξης.

Επικοινωνήστε μαζί μας

Για τη μεγιστοποίηση της απόδοσης και της διάρκειας ζωής των κινητήριων μονάδων συμπιεστών αέρα με μεταβλητή ταχύτητα, απαιτείται τέλεια συνεργασία μεταξύ του ηλεκτρομαγνητικού σχεδιασμού του κινητήρα και του λογισμικού ελέγχου του μετατροπέα. Η ENNENG συνεργάζεται με κατασκευαστές συμπιεστών και μηχανικούς βιομηχανικών εγκαταστάσεων για να προσφέρει προ-ρυθμισμένες, υψηλής αξιοπιστίας λύσεις κινητήριων μονάδων συμπιεστών με μόνιμους μαγνήτες. Επικοινωνήστε με τη μηχανική ομάδα μας για παραμέτρους εναρμόνισης κινητήριων μονάδων και επιλογές προσαρμοστικών κινητήρων συμπιεστών:

• Whatsapp:+86 18562780228
• Ηλεκτρονικό ταχυδρομείο:  [email protected]
• Τηλέφωνο: +86 532 66000559

Κ AQ

Ε: Ποιες παράμετροι προστασίας του αντιστροφέα είναι κρισιμότερες όταν συνδυάζονται με έναν αερόσυμπιεστή PMSM;

Α: Οι κρισιμότερες παράμετροι περιλαμβάνουν την αντίσταση του στάτορα (Rs), τις επαγωγικότητες των άξονων d/q, τη σταθερά της αντί-ΗΕΔ και τα μέγιστα όρια ρεύματος φάσης. Η ρύθμιση γρήγορων προστατευτικών αποκοπών υπερρεύματος (συνήθως 150 % της κορυφαίας τιμής για 10 δευτερόλεπτα), οι χρονικές σταθερές υπερφόρτωσης λόγω θερμότητας και τα προφίλ επιβράδυνσης για υπερτάση στην dc-γραμμή αποτρέπουν τις αυτόματες διακοπές του αντιστροφέα και προστατεύουν τον αερόσυμπιεστή PMSM κατά την αιφνίδια απόρριψη πνευματικού φορτίου.

Ε: Πώς οι ρυθμίσεις προστασίας αποτρέπουν την απομαγνήτιση του ρότορα με μόνιμους μαγνήτες;

Α: Οι ρυθμίσεις προστασίας αποτρέπουν την απομαγνήτιση ενώνοντας τους θερμικούς αισθητήρες του στάτορα (PT100/PTC) με τις καμπύλες θερμικής μείωσης του αντιστροφέα, εξασφαλίζοντας ότι η θερμοκρασία των περιελίξεων παραμένει συνεχώς κάτω από τα ασφαλή όρια για τους μαγνήτες. Επιπλέον, ο περιορισμός των κορυφαίων ρευμάτων εξόδου του αντιστροφέα αποτρέπει τη δημιουργία σοβαρών παροδικών μαγνητικών πεδίων απομαγνήτισης που θα μπορούσαν να επιδεινώσουν τους μαγνήτες γαιών σπανίων εαρθών κατά τα φαινόμενα βραχυκυκλώματος ή ακινησίας του ρότορα.

Ε: Γιατί η διαμόρφωση ζώνης παράκαμψης συχνότητας συντονισμού είναι απαραίτητη σε εγκαταστάσεις συμπιεστών με κινητήρες PMSM;

Α: Οι αερόσυμπιεστές περιλαμβάνουν πολύπλοκες μηχανικές διατάξεις, όπως έλικες ρότορες, φορείς εδράνων και αγωγοί συλλέκτη. Όταν ένας κινητήρας PMSM αερόσυμπιεστή λειτουργεί σε μεταβλητές ταχύτητες (20 Hz–80 Hz), οι συχνότητες εξαναγκασμού μπορούν να συμπίπτουν με μηχανικά σημεία συντονισμού. Η προγραμματισμένη διαμόρφωση ζωνών παράκαμψης εμποδίζει τον μετατροπέα από το να παραμένει συνεχώς σε αυτές τις αρμονικές ταχύτητες, εξαλείφοντας καταστροφικές μηχανικές ταλαντώσεις και προστατεύοντας τα σφραγίσματα άξονα και τα έδρανα.