Milyen mágnesminőség-kiválasztási hibákat kell elkerülni a retrofittelt indukciós motorok PMSM-motorokká történő átalakításának tervezése során

Gumiabroncs-keverő sorokban és bányászati szellőzőjáratokban a gyári mérnökök gyakran végrehajtanak egy Indukciós motorok PMSM-re történő átalakítása frissítést úgy, hogy megtartják a meglévő állórész-házat, és a rövidrezárt forgórészt állandómágneses egységgel cserélik le. Azonban amikor a magas környezeti hőmérséklet összeolvad a nagy teljesítményű frekvenciaváltó (VFD) indítási tranzienseivel, a rosszul kiválasztott forgórész-mágnesek fluxusvesztést szenvednek, ami nyomatékcsoportosodást és üzemzavar okozta termelésleállást eredményez. Egy Indukciós motorok PMSM-re történő átalakítása megoldás az állórész-belső méretet, a légrés hosszát, az inverter korlátozásait és a hűtési utakat egyetlen elektromágneses rendszerbe integrálja, nem csupán egyszerű mágnescserét alkalmazva.

Csak a szobahőmérsékleten mért katalógusbeli maradandó mágnesességi értékek (remanencia) alapján történő döntés hőmérsékletfüggő minőségromlást és inverterhibákat eredményezhet a felújított meghajtóknál. ENNENG ezeket a kihívásokat közvetlenül kezeli. Mint specializált, magas technológiát alkalmazó vállalat, amely a hatékonyabb Állandómágneses motor (PMSM) rendszerek kutatásával, fejlesztésével, tervezésével és gyártásával foglalkozik, az ENNENG mérnökei olyan forgórész-megoldásokat dolgoztak fel, amelyek megszüntetik a szokásos forgórész-buzdítási veszteségeket, miközben megőrzik a szigorú koercitivitási tartalékokat. Az ENNENG-gel együttműködve egy Indukciós motorok PMSM-re történő átalakítása projekten keresztül az ipari üzemek megbízható nyomatéksűrűséget és alacsonyabb üzemeltetési költségeket érhetnek el.

Műszaki kiemelések: Rendszerszintű mágnesválasztás átalakításkor – indukciós motorról átmenet a PMSM-re

Megbízható Indukciós motorok PMSM-re történő átalakítása átépítési terv kidolgozása azt igényli, hogy értékeljük, hogyan viselkednek a ritkaföldfém-mágnesek különböző minőségi fokozatai a régi indukciós motorok rögzített mechanikai és hőmérsékleti határain belül.

Hiba 1: A remanencia alapján történő kiválasztás helyett az intrinzik koercitivitás figyelmen kívül hagyása

AIndukciós motorok PMSM-re történő átalakítása forgórész légrés-fluxust állít elő gerjesztőáram nélkül, ha nagy teljesítményű NdFeB (neodímium-vas-bór) mágneseket építenek be a magba. Gyakori hiba egy Indukciós motorok PMSM-re történő átalakítása a anyagjegyzék összeállításakor az NdFeB mágnesek minőségének kiválasztása kizárólag a szobahőmérsékleten mért maradandó mágneses indukció (Br) alapján történik, hogy növeljék a fluxust egy korlátozott állórész-bore-ban. Az air-gap flux növelése anélkül, hogy ellenőriznénk a telítést és a visszaindukált feszültséget (back-EMF), azt eredményezi, hogy a gép eléri az inverter feszültségi határát, mielőtt elérné a névleges fordulatszámot. Az IEC 60034-18-41 szabvány szerinti inverterről táplált szigetelési irányelvek szerint ENNENG állandómágnes-megoldások a teljes magas hőmérsékleten mért B-H görbét kell feltérképezni, és az intrinzik koercitív erőt (Hcj) kell elsődlegesen figyelembe venni, hogy a mágneselemek élei ellenálljanak az ellentétes irányú állórész-mezőknek.

Hiba 2: A katalógusban megadott mágneshőmérséklet kezelése a forgórész forrópontjának hőmérsékletének

Egy szokásos aszinkronmotorban az indukált forgórész-áramok jelentős rézveszteséget és hőfejlődést okoznak, míg egy ENNENG forgórész teljesen kiküszöböli a forgórész-rézveszteséget. Ennek ellenére egy Indukciós motorok PMSM-re történő átalakítása olyan házat használ újra, amelyet eredetileg indukciós forgórészhez méreteztek, ahol a frekvenciaváltó (VFD) harmonikus örvényáramai és a korlátozott légrés-konvekció helyi forgórész-melegedést okozhat. Mivel az NdFeB anyag belső koercitív ereje körülbelül 0,6%-kal csökken fokonként, egy adott minőség kiválasztása pusztán az alapján, hogy a katalógusban megadott szolgáltatási hőmérséklete meghaladja a gyári környezeti hőmérsékletet, megszegi az IEC 60034-1 szabványban meghatározott hőosztály-margókat.

A speciálisan kialakított NdFeB minőségek kulcselőnyei állandó mágneses motorokban (PMSM)

Specifikációs hibák elkerülése egy Indukciós motorok PMSM-re történő átalakítása kifejezett technikai előnyöket biztosít a régi típusú indukciós meghajtókkal szemben az energiahatékonyság, a teljesítménytényező és a hőmérsékleti stabilitás területén.

Kiemelkedő hatékonyság és üzemmód-illeszkedés minden terhelési tartományban

Egy speciálisan kialakított Állandómágneses motor (PMSM) eNNENG-gyártmányú motor fenntartja a legmagasabb szintű hatékonyságot egy széles üzemeltetési tartományban (a névleges terhelés 25–120%-a), a névleges ponton 2–5%-kal haladja meg a szokásos aszinkronmotorok hatékonyságát, és változó terhelésű alkalmazásokban a rendszerenergia 5–30%-át takarítja meg. Megfelelő NdFeB mágnesminőség kiválasztása a koercitivitási tartalékokat a tényleges terhelési hisztogramhoz igazítja, nem pedig túltervezett, költséges anyagminőségeket alkalmaz mérsékelt üzemciklusok esetén.

Optimalizált teljesítménytényező és visszaállíthatatlan demágnesedés elleni védelem

Egy ENNENG állandó mágneses szinkronhajtás 0,95–1,0-es teljesítménytényezőt ér el az aszinkronmotorokkal szemben, amelyek csúcsértéke körülbelül 0,86, így a statorkör üzemi áramát több mint 10%-kal csökkenti. Ugyanakkor az ENNENG modellezi a rögzített forgórész leállásokat, rövidzárlati tranzienseket és meleg újraindításokat az NEMA MG 1 és az IEEE 841 szigorú üzemfeltételek szerint annak érdekében, hogy megelőzze a visszaállíthatatlan demágnesedést a B–H görbe térdpontján túl.

Alacsonyabb hőmérséklet-emelkedés és kompakt keretméret

Mivel a forgórész rézvesztesége nulla, egy ENNENG állandó mágneses forgórész 20 K-al alacsonyabb hőmérséklet-emelkedéssel működik (60 K alatt marad), mint a szokásos indukciós egységek. Ez a hőmérsékleti tartalék lehetővé teszi az ENNENG számára, hogy azonos teljesítményű aszinkronmotoroknál egy vagy két keretmérettel kisebb motorokat építsen, így megtakarítva a kritikus telepítési helyet.

Közvetlen hajtás és forgórész-rögzítési architektúra: A mechanikai megbízhatóság maximalizálása

A mágnes minősége nem választható el a forgórész pólusgeometriától, az axiális szegmentációtól és a mechanikai rögzítéstől egy Indukciós motorok PMSM-re történő átalakítása .

A sebességváltó kiküszöbölése és az örvényáram-veszteségek csökkentése

Az NdFeB mágnesek axiális szegmentálásával az inverter harmonikus örvényáramainak blokkolása érdekében, valamint a forgórész pólusszáma növelésével az ENNENG alacsony fordulatszámú, nagy nyomatékú közvetlen hajtási Indukciós motorok PMSM-re történő átalakítása rendszereket tervez, amelyek közvetlenül kapcsolódnak a meghajtott terheléshez, így teljesen kiküszöbölik a magas karbantartási igényű mechanikai sebességváltókat.

Felújítási terv rendszer-szintű jóváhagyási ellenőrzőlistája

• Magas hőmérsékleten mért B-H görbék és hibatartalékok ellenőrzése: A lefagyott forgórész, a mezőgyengítés és az inverter hibájának áramait modellezni kell a maximális forgórész forrópont-hőmérsékleten annak megelőzésére, hogy maradandó fluxusvesztés következhessen be.
• Alacsony zajszint és inverter feszültség-tartalék: A közvetlen hajtás működés során a rezgésből eredő zajszint az ISO 10816 szabvány szerint 55 dB alatt marad; az üresjárási visszaindukált feszültség (back-EMF) megerősítése szükséges, hogy ne haladja meg az inverter egyenáramú sínkorlátját az NFPA 70 (NEC) előírásai szerint.
• A visszatartás és a lekapcsolás biztonságának ellenőrzése: A mágnesbevonatok, ragasztók és hüvely-tűrések ellenőrzése a forgórész kiegyensúlyozása előtt, valamint az OSHA 1910.147 lekapcsolás/jelölés protokolljainak érvényesítése Az ENNENG műszaki támogatással mágneses forgórészek kezelésekor.

Alkalmazási esettanulmányok és az ENNENG testreszabási előnye

Az ENNENG mérnöki képességei igazoltan hatékonyak különösen igényes felújítások során: egységes generátor- és motor teljesítménytartományok 5 kW-tól 5 MW-ig (110 V-tól 690 V-ig), valamint 1 kW-tól 10 kW-ig terjedő függőleges tengelyű szélgenerátorok (3 kW, 5 kW és 10 kW kiemelt figyelmet kap) hibrid mikrohálózatokhoz.

• Gumiabroncs-gyártó ipar: A régi, nagysebességű aszinkronmotorok összetett fogaskerekes hajtásokkal súlyos karbantartási igényt és hőveszteséget okoztak. Az ENNENG alacsonysebességű közvetlen hajtású forgórészekkel és szegmentált NdFeB mágnesekkel történő cserével kiküszöbölték a fogaskerék-hajtást, és igazoltan 7–40%-os villamosenergia-megtakarítást értek el. Indukciós motorok PMSM-re történő átalakítása cserét
• Ipari levegőkompresszor-rendszerek: A gyári levegőkompresszorok, amelyek rögzített fordulatszámú indukciós motorokkal működnek, nagy mennyiségű energiát pazarolnak az üresjárat ideje alatt. Az ENNENG szinkron állandómágneses motorra való áttérés – amelyet a feladathoz illő NdFeB anyagminőséggel szereltek fel – a hőmérséklet-emelkedést 60 K alatt tartotta, lehetővé tette a sima VFD-soft startot, és akár 50%-os villamosenergia-megtakarítást ért el.

Az ENNENG testreszabási előny

Nincs két olyan ipari létesítmény, amelynek statorgeometriája azonos lenne. Az ENNENG szakosodott a 5 kW és 5 MW közötti teljesítménytartományban, valamint az 110 V és 690 V közötti feszültségtartományban működő egyedi állandómágneses megoldások szállításában vízkezelési, olajmezőkbeli és bányászati környezetekhez. Lépjen kapcsolatba az ENNENG-gel még ma! Forduljon a műszaki mérnöki csapathoz egy egyedi meghajtási ajánlat elkészítéséért:

• WhatsApp:+86 18562780228
• E-mail: [email protected]
• Telefon:  +86 532 66000559

GYIK

K: Miért nem elegendő a szobahőmérsékleten mért maradandó mágnesesség a meglévő indukciós motorok PMSM-re történő átalakításához szükséges mágnesek kiválasztásához?

A: Szel a mágnes minőségének kizárólag a szobahőmérsékleten mért maradandó mágnesesség alapján történő kiválasztása figyelmen kívül hagyja, hogy az ellentétes irányú állórész-áramok és a magasabb forgórész-hőmérséklet hogyan tolják el a mágneses működési pontot a B-H görbe térdpontja felé. Egy átalakítási projektben – amely során indukciós motort cserélnek ki állandómágneses szinkronmotorra (PMSM) – a mérnököknek értékelniük kell a belső koercitivitást a forgórész legmelegebb pontjának maximális hőmérsékletén, hogy elkerüljék az irreverzibilis demágnesesedést, amelyet nagyon magas indítási áramok vagy frekvenciaváltó (VFD) tranziensek okozhatnak.

K: Lehet-e egy ENNENG állandómágneses motor (PMSM) közvetlenül kicserélni egy szokásos aszinkronmotort?

A: Igen, az ENNENG állandómágneses motor (PMSM) univerzális IEC- és NEMA-méretű tokokat használ, amelyek illeszkednek a széles körben alkalmazott aszinkronmotorokhoz, így az indukciós motorról állandómágneses szinkronmotorra (PMSM) történő átalakítás egyszerűvé válik. Emellett, mivel az állandómágneses forgórészek kiküszöbölik a forgórész rézveszteségeit, és kb. 20 K-kal alacsonyabb hőmérsékleten működnek, az ENNENG 5 kW-tól 5 MW-ig terjedő teljesítménytartományra és 110 V-tól 690 V-ig terjedő feszültségtartományra szabható kompakt tokokat kínál.