Mitkä vastaavat suojaparametrit on asetettava, kun ilmanpuristimen PMSM-toimimoottori yhdistetään taajuusmuuttimella varustettuun laitteistoon

Teollinen ilmanpuristus on yksi teollisessa automaatiossa energiankulutuksesta eniten vaativimmista hyötypalveluista ja kuluttaa jopa 25 % teollisuuslaitoksen kokonaissähkötehosta. Turhaa jatkuvaa tyhjäkäyntiä varten nykyaikaiset ilmanpuristinpaketit käyttävät ilmanpuristimen PMSM-moottoria, jota ohjaa erillinen taajuusmuuttaja (VFD). Kuitenkin kiertävät ruuvi-ilmanpuristimet toimivat äärimmäisen voimakkain ilmanpaineen vaihteluin. Imuventtiilien säätö aiheuttaa mekaanisen vääntövastuksen vaihtelua lähes nollasta 100 %:n täyskuormaan millisekunneissa. Kun ilman tarve laskee äkillisesti, nopea ilmanpuristimen purkautuminen voi hetkellisesti ajaa moottorin akselia takaperin.

Ilmanpaineen kuorman vaihtelut ja ohjainkoordinaation vaarat

Nopeat painevaihtelut teollisissa ruuvi-ilmanpuristimissa

Pyörivän ruuvipuristimen mekaaninen vastus muuttuu äkillisesti imuventtiilin säätössä ja puristimen kuormituksettomuuden aktivoinnissa. Moottorin tulee tuottaa välitön vääntömomenttivaste kuormituksen aikana samalla kun se välttää voimakkaita virran ylityksiä. Jos invertterin virtasilmukat viivästyvät, korkeat transienttivirrat aiheuttavat turhia ylivirtasuojauksia (OC). Toisaalta nopea kuormituksettomuus voi regeneroida liike-energiaa invertterin tasajänniteväylään, mikä aiheuttaa ylijännitesuojauksia (OV).

Rotorin demagnetisoitumisen, ylijännitteen ja mekaanisen resonanssin riskit

Pysyväismagneettimoottorin käyttö kalibroimattomien invertteriparametrien kanssa aiheuttaa vakavia vaaroja. Statorin virran nousut yhdistettynä korkeisiin käyttölämpötiloihin altistavat NdFeB-pysyväismagneetit peruuttamattoman demagnetisoitumisen vaaralle. Lisäksi taajuuden vaihtelu 20 Hz:n ja 80 Hz:n välillä kohtaa välttämättä kompressorin ruuvipäätyjen ja putkistojen ominaiset mekaaniset resonanssitaajuudet, mikä aiheuttaa katastrofaalista mekaanista väsymistä. Laitteiston suojaamiseksi, ENNENG tarjoaa vankkoja teollisia Ilmanpuristimen PMSM-moottoreita ratkaisuja 5 kW:n ja 5 MW:n välillä sekä 110 V:n ja 690 V:n välisillä käyttöjännitteillä, mukaan lukien kalibroidut invertterinsuojakonfiguraatiot.

Sähköparametrien automaattinen säätö ja suojaparametrien matriisit

Tarkka moottoritunnistus: Rs, Ld, Lq ja takaisinindusoitunut jännitevakio (Ke)

Oikea invertterikoordinaatio edellyttää ilmanpuristimen PMSM-moottorin tarkkaa matemaattista mallintamista moottorinohjaimen vektoriohjausohjelmistossa. Statorin resistanssi (Rs), suunta-akselin induktanssi (Ld), kohtisuora-akselin induktanssi (Lq) ja takaisinindusoitunut jännitevakio (Ke) on määritettävä tarkasti moottorin pyörivällä tai staattisella automaattisella säädöllä. Koska sisäisen pysyvämagneetin varustettujen ilmanpuristinmoottoreiden magneettinen saliensi (Lq > Ld) on huomattava, tarkat induktanssiarvot mahdollistavat kenttäorientoidun ohjauksen (FOC) algoritmin laskea roottorin sijainnin virheettömästi ja erottaa momenttia tuottavan virran (Iq) vuon virrasta (Id), mikä poistaa virran heilahtelun ja momentin värähtelyn.

Invertterin suojasäätöohjeet

• Ylikuorman rajoitussäätöpisteet: Aseta jatkuvan lämpökuorman virtaraja moottorin nimellisvirran 120 %:iin ja lyhytaikaisen huippuvirran raja tiukasti 150 %:iin 10 sekunniksi, jotta harvorautamagneetit suojataan demagnetisoivilta kentiltä.
• DC-välipiirin jännitteen hallinta: Ota käyttöön aktiiviset hidastusjännitteensäätimet tai dynaamiset jarrutuschopperit, jotta rekuperatiivinen energia voidaan ottaa talteen nopeassa ilmapääntässä ilman, että DC-välipiirin ylijännitepiikit laukeavat.
• Kantataajuuden säätö: Kalibroi PWM-kytkentäkantataajuus välille 4 kHz–6 kHz. Tämä asetus tasapainottaa hiljaisen toiminnan saavuttamista moottorin eristysmateriaalin dv/dt-jännitevaihtelujen ja invertterin IGBT-kytkinten lämpöhäviöiden vähentämisen kanssa.
• Resonanssien välttämisalueet: Määritä kompressoripaketin luonnolliset mekaaniset resonanssitaajuudet kiihtyvyysanturin värähtelyanalyysillä ja ohjelmoi invertterin ohjelmistoon ±1,5 Hz:n ohitusalueet, jotta kriittisillä harmonisilla nopeuksilla ei pysytä liian pitkään.

Turvallisuusvaatimusten noudattaminen ja käyttöönottoprotokollat

Soveltuminen NFPA 79 - ja IEC 61800-5-1 -turvallisuusvaatimuksiin

Teollisten puristimien sähköasennusten on noudatettava tiukasti NFPA 79 -standardia (sähköstandardi teollisuuskoneille) moottorin haarapiirinsuojauksen, lämpökatkaisun ja turvallisen vääntömomentin poiston (STO) hätäliittosten osalta. Säädettävien nopeuksien ohjaimien on täytettävä IEC 61800-5-1 -standardin turvallisuusvaatimukset lämpötilan hallinnasta ja eristyskoordinaatiosta. ENNENG-ilmanpuristimen PMSM-laitteisto sisältää kaksikanavaiset PT100-platinathermistorit, jotka on asennettu statorikäämityksen päätäivysten sisään ja joista analogiset lämpötilasignaalit siirtyvät suoraan ohjaimen suojauspiireihin.

Neljän vaiheen kenttäkäyttöönottoprotokolla

• Esikuormitusten automaattinen säätö: Irrota ilmanpuristimen ajovaljaiden tai liitosten kytkentä, jotta voidaan suorittaa pyörivien sähköparametrien tunnistus ennen ensimmäistä ilmanpaineen nostoa.
• Ohjelman lämpötilarajat: Aseta invertterin statorikäämityksen hälytysrajat 130 °C:n ja automaattisen vian katkaisurajat 150 °C:n (selvästi alle luokan H 180 °C eristysrajat).
• Kiihtyvyysmittarin värähtelyskannaus: Suorita ohjattuja nopeuden nousuja taajuusalueella 20–80 Hz ja kirjaa huippuvärähtelynopeudet ISO 10816 -standardin mukaisesti, jotta voidaan ohjelmoida tarkat ohitusalueet.
• Imusuodattimen huolto: Puhdista moottorin ilmanottopeitteen ja kompressorin kaapelin suodattimet kuukausittain varmistaaksesi esteetön jäähdytysilman virtaus.

Ota meihin yhteyttä

Muuttuvan nopeuden ilmakompressorien voimansiirtojen tehokkuuden ja käyttöiän maksimoimiseen vaaditaan saumaton yhteistyö moottorin sähkömagneettisen suunnittelun ja invertteriohjelmiston välillä. ENNENG tekee yhteistyötä kompressorivalmistajien ja teollisuuslaitosten insinöörien kanssa tarjotakseen etukonfiguroituja, korkean luotettavuuden pysyväismagneettisia kompressorivoimansiirtoja. Ota yhteyttä tekniseen tiimiimme ajoneuvon sovittamisparametreihin ja mukautettuihin kompressoriomoottorivalintoihin:

• WhatsApp:+86 18562780228
• Sähköposti:  [email protected]
• Puhelin: +86 532 66000559

F AQ

K: Mitkä invertterin suojausparametrit ovat tärkeimmät ilmakompressorin PMSM-moottorin kanssa käytettäessä?

V: Tärkeimmät parametrit ovat statorin resistanssi (Rs), d-/q-akselien induktanssit, takaisinjännitteen vakio ja maksimivaihevirran rajoitukset. Nopeiden ylivirtasuojien asettaminen (yleensä 150 % huippuarvosta 10 sekunniksi), lämpöylikuormituksen aikavakiot ja tasajänniteväylän ylijännitesuojan hidastusprofiilit estävät invertterin katkaisua ja suojavat ilmakompressorin PMSM-moottoria äkillisen ilmapaineen kuorman poistumisen aikana.

K: Kuinka suojausasetukset estävät pysyvän magneetin roottorin demagneettumista?

V: Suojausasetukset estävät demagneettumisen kytkemällä statorin lämpöanturit (PT100/PTC) invertterin lämpötaipumuskäyriin, jolloin käämien jatkuvat lämpötilat pysyvät magneettien turvallisella alueella. Lisäksi invertterin maksimivirtarajoitusten asettaminen estää voimakkaita transientteja demagneettisia magneettikenttiä, jotka voivat heikentää harppuja sisältäviä harmaametalleja oikosulun tai lukkiutuneen roottorin tilanteissa.

K: Miksi resonanssitaajuuden ohitusalueen määrittäminen on välttämätöntä puristimen PMSM-järjestelmissä?

V: Ilmanpuristimet sisältävät monimutkaisia mekaanisia kokoonpanoja, kuten ruuviroottoreita, laakerikantajia ja putkijakajia. Kun ilmanpuristimen PMSM toimii muuttuvilla nopeuksilla (20 Hz–80 Hz), herätetaajuudet voivat osua mekaanisiin resonanssipisteisiin. Ohitusalueiden ohjelmointi estää invertterin pysähtymisen näille harmonisille nopeuksille, mikä poistaa tuhoisat mekaaniset värähtelyt ja suojaa akselin tiivistyksiä ja laakereita.