قوی‌ترین ویژگی‌های اصلی که یک موتور مغناطیس دائمی (پی‌ام‌اس‌ام) واجد شرایط باید در سناریوهای صنعتی سنگین داشته باشد

تجربه میدانی: یک کارخانه نورد فولاد و یک نوار نقاله معدنی

کارخانه‌ای برای نورد فولاد، موتورهای خود را در برابر تغییرات شدید بار به کار گرفت و موتورهای القایی قدیمی در اوج تغییر جهت بار، روتور را بیش از حد گرم کردند؛ بنابراین خط تولید، خروجی خود را کاهش داد تا سیم‌پیچ‌ها محافظت شوند. رهبر تعمیر و نگهداری نوسانات دما را ثبت کرد و دریافت که گرما در هر بار تغییر جهت، به‌طور متمرکز در میله‌های قفسی روتور ایجاد می‌شود. نوار نقاله‌ای در یک معدن نیز فشار مشابهی را در محور دیگری گزارش کرد: در اینجا نوار نقاله علی‌رغم بار کامل شروع به حرکت می‌کند و موتور در بدترین لحظه، بیشترین جریان را تجربه می‌کند. ارزیابی موتورهای مغناطیس دائمی (PMSM) در هر دو محل، از چرخه کار (Duty Cycle) آغاز شد، نه از مشخصات اسمی روی پلاک؛ زیرا ضعف موتور در اوج بار و در لحظات تغییر جهت، نه در حالت پایدار کار، آشکار می‌شد. در هر مورد، تیم گشتاور را در برابر زمان ترسیم کرد و سپس مشاهده کرد که حاشیه حرارتی پس از جایگزینی روتور کم‌تلفات مغناطیس دائمی با روتور قفسی مستعد گرمایش، افزایش یافت. تأیید نهایی حاشیه حرارتی توسط موتور مغناطیس دائمی (PMSM) تنها پس از ثبت دقیق چرخه کار انجام شد.

تحلیل ریسک: هزینه استفاده از موتوری با مشخصات پایین‌تر از نیاز

تلهٔ رایج این است که موتوری را بر اساس توان نامی‌اش انتخاب کنید و شکل بار را نادیده بگیرید، سپس شاهد خرابی آن در طول دورهٔ خدمات، در اوجی باشید که هرگز برای تحمل آن طراحی نشده است. بار سنگین، هر کمبود حرارتی و گشتاوری را تشدید می‌کند، زیرا اوج‌ها به‌طور مکرر رخ می‌دهند و تنش تماسی به‌طور مداوم بالا باقی می‌ماند. ENNENG این مسئله را با موتور مغناطیس دائمی (PMSM) حل می‌کند که به‌عنوان یک ماشین مغناطیس دائمی کم‌سرعت ساخته شده است؛ روتور آن در حین معکوس‌شدن خنک باقی می‌ماند و بدون نیاز به گیربکس، گشتاور را حفظ می‌کند. با کاهش تلفات روتور، احتمال قطع حرارتی کاهش می‌یابد و تنها اتصال باقی‌مانده، یاتاقان است. جایگزینی با موتور مغناطیس دائمی (PMSM) همچنین گیربکس را حذف می‌کند که قبلاً عامل تمرکز خطا بود، زیرا هیچ بخشی بین میدان مغناطیسی و بار نیازی به مرحلهٔ کاهش سرعت ندارد. نصب مجموعهٔ القایی در کارخانه، محدودیت حرارتی را به‌همراه دارد که سرعت خط را سقف‌گذاری می‌کند و هزینهٔ پیچش مجدد را هر چند فصل یک‌بار تکرار می‌نماید.

تحلیل فنی: عواملی که موتور را واجد شرایط می‌کنند

موتور مغناطیس دائمی پی‌ام‌اس‌ام با مجموعه‌ای از ویژگی‌های اندازه‌گیری‌شده، نه با یک عدد منفرد، جایگاه خود را در کاربردهای سنگین تثبیت می‌کند. اِن‌نِنگ موتورهای مغناطیس دائمی از آهنرباهای پر energی استفاده می‌کند که حاشیه مقاومت در برابر ازدست‌رفتن مغناطیسی‌شان به‌طور قابل‌توجهی فراتر از بدترین نقطه عملیاتی است؛ بنابراین میدان مغناطیسی حتی در حالت قفل‌شدگی یا جریان معکوس نیز حفظ می‌شود. روتور در توان محوری یکسان سردتر کار می‌کند، زیرا تلفات در استاتور رخ می‌دهند که بدنه می‌تواند آن‌ها را دفع کند، نه در یک قفس دفن‌شده. در یک مورد اندازه‌گیری‌شده از نورد غلتکی، واحد مغناطیس دائمی دمای سیم‌پیچ را در اوج تغییر جهت حدود ۱۵ درجه پایین‌تر از نمونه القایی نگه داشت؛ این همان حاشیه ایمنی بود که خط تولید را در سرعت کامل نگه داشت. موتور مغناطیس دائمی پی‌ام‌اس‌ام همچنین چگالی گشتاور بالاتری ارائه می‌دهد، بنابراین واحدی با همان اندازه بدنه نسبت به ماشین جایگزین، گشتاور بیشتری تولید می‌کند و طول کوتاه‌تری دارد. در نتیجه، موتور مغناطیس دائمی پی‌ام‌اس‌ام همزمان از نظر حرارتی، مغناطیسی و مکانیکی مطابق با الزامات کاربردهای سنگین است.

درجه آهنربا و حاشیه غیرمغناطیس‌شدن

محل‌هایی که بیشترین سود را کسب کردند، جاهایی بودند که ابتدا نمودار گشتاور بر حسب زمان خود را بررسی کردند، زیرا حاشیه مذکور دقیقاً به قله‌های معکوس‌شدن — که بیشتر پیشنهادها آن‌ها را نادیده می‌گیرند — امتیاز می‌دهد. در خط نورد، حاشیه غیرمغناطیس‌شدن اجازه داد موتور جریان قفل‌شدگی را تحمل کند که در غیر این صورت باعث ضعیف‌شدن آهنربای ارزان‌تر می‌شد. در موتورهای مغناطیسی دائمی (PMSM) این حاشیه در گزارش آزمایش قابل مشاهده است، زیرا شدت میدان اندازه‌گیری می‌شود نه اینکه فرضی باشد. بخش نگهداری نیز سود می‌برد: با حذف گیربکس، نقاط خرابی حرارتی و مکانیکی در یک یاتاقان و یک شفت تمرکز می‌یابند؛ بنابراین فهرست بازرسی کارکنان به یک محور تنها کاهش می‌یابد.

استانداردهای معتبر پشت این ادعا

برای ادعایی با ظرفیت بالا، مراجعی لازم است که داوران بپذیرند. استاندارد آی‌ئی‌سی ۶۰۰۳۴-۱ آزمون عملکردی را تعریف می‌کند که اثبات می‌کند موتور مغناطیس دائمی (پی‌ام‌اس‌ام) در شرایط معکوس‌شدن، گشتاور ادعاشده خود را فراهم می‌آورد. استاندارد آی‌ئی‌سی ۶۰۰۳۴-۳۰-۱ ردهٔ آی‌ئی را تعیین می‌کند؛ بنابراین روی پلاک مشخصات دستگاه علامت‌های آی‌ئی۴ یا آی‌ئی۵ درج می‌شود. استاندارد آی‌ئی‌سی ۶۰۰۷۹ ساختار انفجارگیر (اکس) را پوشش می‌دهد که برای ورود موتور به منطقهٔ خطرناک ضروری است — همان‌طور که در نوار نقالهٔ معدن مورد نیاز بود. استاندارد آی‌ئی‌سی ۶۱۸۰۰-۵-۱ قوانین ایمنی درایو را تعیین می‌کند، پس واکنش سیستم کنترل در صورت بروز خطایی تعریف‌شده است. استاندارد ایزو ۹۰۰۱ سیستم تضمین کیفیت ساخت را پشتیبانی می‌کند که زمانی اهمیت پیدا می‌کند که موتور بدون نظارت اپراتور کار کند. استاندارد آی‌ئی‌سی ۶۱۸۰۰-۵-۱ امکان تأیید واکنش خطای موتور مغناطیس دائمی (پی‌ام‌اس‌ام) را در برابر یک آزمون تعریف‌شده فراهم می‌کند، پس مورد ایمنی قابل بازرسی است. پیشنهادی که بر این مراجع استوار باشد، در بازبینی نیروگاهی پابرجا می‌ماند، چون هر ویژگی‌اش به یک روش آزمون‌پذیر — نه صرفاً یک برچسب — بازمی‌گردد.

راهنمای کاربردی: چگونه آن را مشخص کنیم و نگهداری‌اش را انجام دهیم

تعیین ابعاد باید با چرخه کار آغاز شود، نه با کیلووات اوج، زیرا بار معکوس‌شونده به گشتاور اسمی در لحظه نامطلوبی پیش از هر چیز دیگری نیاز دارد. موتور مغناطیس دائمی (PMSM) که بر اساس نمودار گشتاور و نه بر اساس حداکثر مقدار فهرست‌شده در کاتالوگ انتخاب می‌شود، از محدودیت حرارتی که عملکرد را محدود می‌کند جلوگیری می‌نماید. ENNENG می‌توان تعداد قطب‌ها را متناظر با سرعت طبل یا پیچ تنظیم کرد و پیش از ساخت، صفحه فلنج را در برابر نقشه ماشین محرک‌شده تأیید نمود. همچنان برای نصب، نیاز به شفتی مستقیم و سطح تماس اتصالی پاک است، اما هیچ دنده‌ای برای تراز کردن وجود ندارد. در ماه اول، دمای یاتاقان‌ها را هر هفته ثبت کنید — شفت مستقیم خطاى سایشی را به‌صورت افزایش دما بسیار زودتر از سیستم‌های متصل‌شده با اتصال نشان می‌دهد که چنین عیبی را پنهان می‌کنند. در پیش‌فاکتور باید حاشیه مقاومت در برابر ازدست‌رفتن مغناطیسی موتور مغناطیس دائمی (PMSM) ذکر شود تا مورد ایمنی به‌جای اینکه در ارائه فروش باقی بماند، در سند قابل مشاهده باشد. سوابق گشتاور را همراه با برنامه نگهداری ذخیره کنید و پس از گذشت ۲۰۰ ساعت اولیه کارکرد، بولت‌های پایه را مجدداً تنظیم کنید.

راه‌اندازی تحت بار

موتور مغناطیس دائمی PMSM نیاز به تجهیزات کمکی کمتری نسبت به گیربکسی که جایگزین می‌شود دارد، اما درایو و سنسور همچنان نیاز به توجه دارند. سلول بار را طبق زمان‌بندی‌ای که شرکت ENNENG در بسته راه‌اندازی چاپ کرده است، کالیبره کنید؛ سپس روند گشتاور را ثبت کنید تا هرگونه انحراف در اسرع وقت آشکار شود. یک نیروگاه که این واحد را به‌عنوان دارایی کنترل‌شده‌ای مدیریت می‌کند، معمولاً فهرست بازرسی گیربکس را برای همیشه کنار می‌گذارد، زیرا تنها موارد نیازمند نگهداری باقی‌مانده، یاتاقان و درایو هستند. حجم کار به چند مورد محدود می‌شود که اغلب تیم‌های اجرا در یک شیفت آن‌ها را انجام می‌دهند؛ و پس از ۲۰۰ ساعت کار، انجام مجدد تنظیم گشتاور و بررسی ارتعاش بر اساس استاندارد ISO 10816 امکان پیروی ماشین از یک رویهٔ منظم را فراهم می‌کند که تیم محلی آن را ادامه می‌دهد.

تماس با ENNENG

بحث دربارهٔ موتور مغناطیس دائمی PMSM را با چرخهٔ کاری آغاز کنید، نه با شمارهٔ مدل: نمودار گشتاور در برابر زمان و سرعت بار را به تیم مهندسی ارسال کنید. شرکت ENNENG با ارائه‌ای پاسخ می‌دهد که بر پایهٔ یک موتور مغناطیس دائمی کم‌سرعت ساخته شده است و حاشیهٔ ایمنی آن بر اساس اوج معکوس‌شدن (ریورسال) اندازه‌گیری می‌شود، نه اینکه از دیتای صفحهٔ نام (نیم‌پلیت) تخمین زده شود.

• واتس‌اپ: +۸۶ ۱۸۵۶۲۷۸۰۲۲۸
• پست الکترونیکی: [email protected]
• تلفن: +۸۶ ۵۳۲ ۶۶۰۰۰۵۵۹
• وبسایت: global.ennengmotor.com

پرسش‌های متداول

سوال: واحد سنگین‌کاری از چه درجه‌ای از آهنربا باید استفاده کند؟

الف: موتور جریان متناوب با آهنربای دائمی (PMSM) واجد شرایط، از آهنرباهای پرانرژی استفاده می‌کند که حاشیه مقاومت در برابر از دست دادن خاصیت مغناطیسی آن‌ها در بدترین شرایط کاری — از جمله توقف کامل و جریان معکوس — به‌طور مشخص تعیین شده است. شرکت ENNENG این حاشیه را در گزارش آزمون مستند می‌کند تا خریدار بتواند مقدار قدرت میدان اندازه‌گیری‌شده (نه فرضی) را مشاهده کند. این حاشیه امکان بقا و عملکرد موتور را در برابر اوج‌های بار تولیدی خطوط سنگین‌کاری فراهم می‌سازد و موتور صنعتی واقعی را از موتور سبک‌کاری با همان اندازه‌ی بدنه که تنها برچسب‌گذاری مجدد شده، متمایز می‌کند.

سوال: خریدار چگونه می‌تواند رده‌ی کارایی IE را تأیید کند؟

الف: رده‌ی IE مطابق استاندارد IEC 60034-30-1 تعیین می‌شود؛ بنابراین موتور جریان متناوب با آهنربای دائمی (PMSM) باید رده‌ی IE4 یا IE5 را روی پلاک نامی خود داشته باشد و گزارش آزمون معتبری برای اثبات آن ارائه دهد. شرکت ENNENG منحنی کارایی اندازه‌گیری‌شده را ارائه می‌کند تا کارخانه بتواند اعداد را با روش استاندارد مقایسه کند. خریدار باید درخواست‌کننده‌ی ارقام کارایی در بار کامل و بار جزئی باشد، زیرا رفتار در بار جزئی همان جایی است که طراحی‌های مبتنی بر آهنربای دائمی به‌وضوح از ماشین‌های القایی با همان نوع بار پیشی می‌گیرند.

سوال: آیا موتور نیاز به رتبه‌بندی Ex برای مناطق خطرناک دارد؟

الف: در جایی که موتور وارد منطقه‌ای خطرناک می‌شود، یک موتور مغناطیس دائمی (PMSM) باید مطابق با استاندارد IEC 60079 برای ساختار Ex باشد، همان‌طور که در مورد نوار نقاله‌ی معدنی مورد نیاز است. شرکت ENNENG پوسته‌ی موتور را مطابق با منطقه‌ی تعیین‌شده و گروه گاز مشخص‌شده توسط محل نصب طراحی می‌کند، بنابراین این واحد برای آن مکان گواهی‌نامه‌ی لازم را دارد. خریدار باید از ابتدا منطقه و گروه گاز را مشخص کند، زیرا مسیر گواهی‌نامه‌دهی با طبقه‌بندی منطقه متفاوت است و دامنه‌ی پوسته را تغییر می‌دهد.