Miért csökkenti a PM szinkronmotor a meddő teljesítmény-veszteséget az üzemek villamos hálózataiban

Egy gyárban lehet elegendő a transzformátor kapacitása, mégis túlterhelt elosztóvezetékek, megnövekedett kábelmelegedés vagy rossz teljesítménytényező-értékek léphetnek fel. A probléma gyakran nem a hasznos kW hiányából ered, hanem az áramból, amely szükséges a mágneses mezők létrehozásához. Egy Permanens szinkronmotor csökkentheti ezen áram egy fontos forrását, mivel forgórészének mágneses mezőjét állandó mágnesek, nem pedig az AC hálózatról származó forgórészgerjesztés hozza létre. Ez a különbség csökkentheti a motor gerjesztő meddőteljesítmény-igényét, és megfelelő üzemmódban csökkentheti az áramhoz kapcsolódó veszteségeket a felső fokozatban.

A fontos megkötés az, hogy „a megfelelő üzemi ciklusban”. Egy motorcserét nem lehet univerzális teljesítménytényező-javításként kezelni. A változó fordulatszámú meghajtók, a harmonikusok, a kis terhelés alatt működő berendezések, a kábelhossz, a transzformátor terhelése és a meglévő kondenzátorbank mindegyike befolyásolhatja, mit mutat a gyári fogyasztásmérő. Ezért a hasznos kérdés nem csupán az, hogy egy állandómágneses motor (PMSM) hatékony-e; hanem az, hogy csökkenti-e a kVAr-ot és az áramot, amelyek ténylegesen egy adott elosztóvezetéken keringenek.

A meddőteljesítmény egy elosztási áram-probléma, nem csupán egy villanyszámla-szám.

Egy váltakozó áramú motorrendszerben a valós teljesítmény (kW) hozza létre a tengelymunkát, míg a meddő teljesítmény (kVAr) támogatja a mágneses mezőket. Együtt határozzák meg a látszólagos teljesítményt (kVA). Adott mechanikai terhelés mellett alacsonyabb teljesítménytényező esetén több áramnak kell áthaladnia a kapcsolóberendezéseken, kábeleken, transzformátorokon és védelmi eszközökön. Mivel a vezetők melegedési vesztesége az áram négyzetével arányos, még egy mérsékelt áramcsökkenés is csökkentheti a veszteségeket és a hőterhelést egy erősen terhelt útvonalon.

Az indukciós motoroknak mágneses áramra van szükségük a légrés-fluxus létrehozásához. Ez az áram nagyrészt reaktív, és különösen észrevehető, amikor a gép névleges terhelése alatt működik. A permanens mágneses szinkronmotor forgórészén permanens mágnesek vannak, így a forgórész mágneses mezőjét nem ugyanolyan módon kell létrehozni a tekercsáramból. A tekercs továbbra is vezérelt áramot visz, és annak reaktív összetevője a meghajtó, a vezérlési mód, a fordulatszám, a nyomaték és a gép tervezése szerint változik. Azonban a motort sok alkalmazásban egységnyi alapharmonikus teljesítménytényezőhöz közelebb lehet üzemeltetni, mint egy összehasonlítható indukciós motort.

Ahol a permanens mágneses szinkronmotor megváltoztatja az elektromos képet

A kulcsfontosságú mechanizmus a mezőgerjesztés. Egy hagyományos indukciós gép esetében a tekercselés mind a nyomatékot létrehozó, mind a gerjesztő áramot szolgáltatja. Egy állandómágneses motorban (PMSM) a forgórész mágnesei biztosítják a forgórész fluxusát. Egy vektorvezérelt meghajtás ezután szabályozhatja a d-tengely és a q-tengely irányú áramösszetevőket a szükséges nyomaték előállításához, miközben elkerüli a szükségtelen meddő áramot a motor és az inverter működési határain belül.

Ez három összefüggő előnyt eredményezhet a gyári elosztórendszerben:

• Alacsonyabb tápláló áram ugyanazon tengelyterhelés mellett: ha a kW-igény változatlan, de a reaktív összetevő csökken, akkor a kVA és az áram is csökkenhet.
• Alacsonyabb I²R-veszteségek: kisebb effektív áram a kábelekben, sínvezetékekben, transzformátortekercsekben és érintkezési ellenállásokon keresztül alacsonyabb, áramfüggő veszteséget eredményez.
• Több felhasználható elosztási kapacitás: a csökkent kVA-igény lehetővé teheti más terhelések felvételét anélkül, hogy növelni kellene a transzformátor vagy a tápláló méretét.

Ezeket a hatásokat egyetlen típustáblától nem szabad feltételezni. Egy magas hatásfok-osztály és egy kedvező motor teljesítménytényező hasznos jelzők, de nem helyettesítik a tényleges terhelési profil szerinti méréseket.

Miért éppen a részterheléses gyárakban mutatkozik meg gyakran a legnagyobb lehetőség

Sok szivattyú, ventilátor, kompresszor, szállítószalag és folyamat-kiegészítő berendezés nem marad névleges terhelésen. Egy gyártósor közöttük állhat üresjáratban a tételközi időszakban; egy levegőkezelő egység követheti a hőmérséklet-szabályozási hurkot; egy szivattyú szabályozható vagy lassítható. Éppen itt rejlik az a veszély, hogy kizárólag a teljes terhelésre vonatkozó hatásfok összehasonlítása elrejtheti a terheléseloszlás hatását.

Egy hasznos specifikációs eltolódás az, ha megkérdezzük, eléri-e a terhelési ciklus valójában azt a pontot, ahol a csúcs-hatásfokot megadják. Olyan berendezések esetében, amelyek hosszabb ideig részterhelésen működnek, érdemes az egész üzemelési tartományra kiterjedő hatásfoktérképet, a bemeneti áramot és az alapfrekvenciás teljesítménytényezőt is vizsgálni – nem csupán a névleges pontot. Ha a terhelés állandó és közel a teljes terheléshez, akkor a reaktív teljesítményben származó kis előny talán kisebb; ha a terhelés széles körben változik, akkor a vezérlés és a motor együttes viselkedése jelentősebb lehet.

Ne keverjük össze a motor javítását a kondenzátorbankos teljesítménytényező-javítással

A kondenzátorbankok induktív kVAr-t kompenzálnak egy elosztóbuszon vagy elágazáson. Egy állandómágneses szinkronmotor csökkenti vagy megváltoztatja a reaktív igényt magánál a terhelésnél. Ezek a megoldások kiegészíthetik egymást, de nem helyettesíthetik egymást.

Kísértés, hogy egy Állandómágneses gépet kondenzátorbank helyettesítésének tekintsünk. A gyakorlatban egy gyárban transzformátorok, más motorok, hegesztőberendezések és hajtások is vannak, amelyek saját teljesítményminőségi viselkedéssel rendelkeznek. A kondenzátorbankok bármilyen módosítását koordinált teljesítményminőségi tanulmány kell, hogy kövesse, különösen ott, ahol frekvenciaváltós hajtások gyakoriak.

Gyári táplálóvezeték gyakorlati ellenőrzési terv

Induljon ki egy alapvonalból, ne egy katalógusösszehasonlításból. Mérje a célberendezést ellátó tápláló ágat a gyártás jellemző állapotai során: üzemi készenlét, tipikus terhelés, csúcs terhelés és bármely gyakori fordulatszám-pont. Rögzítse a kW, kVAr, kVA, effektív áram, feszültség, alapharmonikus teljesítménytényező, összes teljesítménytényező és áram torzítási tényező (THD) értékeit. Ha a gyár keresletalapú díjakat vagy szerződéses teljesítménytényező-korlátozásokat alkalmaz, rögzítse a számlázási időszakra vonatkozó adatokat is.

• Térképezze le a terhelési profilt. Azonosítsa, hány óra tart a különböző sebesség- és nyomatéktartományokban; egyetlen pillanatfelvétel ritkán elegendő.
• Erősítse meg a rendszer határait. Döntse el, hogy a összehasonlítás a motor csatlakozóin, a VFD bemenetén, a helyi elosztópanelen vagy a fő elosztótáblán történik.
• Hasonlítsa össze az azonos típusú kimeneteket. Ellenőrizze a tengelysebességet, a folyamat teljesítményét, a nyomást, az áramlási mennyiséget vagy a szállított tömeget, hogy az alacsonyabb áramerősség ne egyszerűen alacsonyabb termelést jelentsen.
• Ellenőrizze a meghajtó oldali teljesítményminőséget. Vizsgálja át a bemeneti reaktorokat, szűrőket, a DC busz viselkedését és a harmonikus korlátozásokat a fundamentális kVAr mellett.
• Értékelje újra a kondenzátorlépéseket. Miután az új üzemadatok stabilizálódtak, döntse el, hogy a meglévő kompenzációs lépések továbbra is megfelelőek-e.

A specifikáció részletei, amelyek meghatározzák, hogy a haszon valós-e

Kérje a szállítótól az energiahatékonysági és áramadatokat a tervezett fordulatszám–nyomaték-tartományon belül, ne csak a névleges ponton. Erősítse meg az inverter kompatibilitását, a megengedett kapcsolási frekvenciát, a hűtési módszert, az izolációs rendszert, a kábelhossz-korlátozásokat és a védőbeállításokat. Az IEC hatékonysági osztályozások hasznos összehasonlítási alapot nyújtanak, de a megfelelőségi állításokat ellenőrizni kell a pontos motor és az alkalmazandó szabvány hatáskörére vonatkozóan.

Állandómágneses szinkronmotor üzembe helyezési ellenőrzőlista

Használja ezt a tömör ellenőrzőlistát, hogy a összehasonlítás a gyári bizonyítékokhoz, ne pedig a névplaca feltételezésekhez kötődjön:

• Állandómágneses szinkronmotor: rögzítse a kW-t, kVAr-t, kVA-t, az áramot és a termelési sebességet a VFD bemenetén.
• Állandómágneses motor (PMSM): hasonlítsa össze a párosított sebesség/nyomaték-pontokat, a fundamentális és teljes teljesítménytényezőt, az áram torzítási tényezőjét (THD), a kábel hőmérsékletét és a tápláló vonal határát.
• PM szinkronmotor: ellenőrizze a meghajtás beállításait, szűrőket, kondenzátorbank válaszát, összehasonlítható igényelési időszakokat és az elfogadási méréseket.

Csak akkor számítsa el egy állandómágneses szinkronmotor üzemeltetését, ha az elektromos és termelési határai összehasonlíthatók.

Akkor, amikor az eset a legerősebb – és amikor nem az

Egy állandómágneses szinkronmotorot akkor érdemes leginkább vizsgálni, ha nagy számú indukciós motor üzemel hosszú ideig, ha a terhelések gyakran a névleges pont alatt működnek, ha a tápláló áram vagy a transzformátor terhelése korlátozott, és ha már változó sebességű vezérlésre van szükség. A ventilátorok, szivattyúk, kompresszorok és folyamatos anyagmozgatási berendezések gyakori jelöltek, feltéve, hogy a folyamat és a meghajtó architektúra illeszkedik.

A helyzet kevésbé kedvező, ha a meglévő motor már közel optimális ponton működik, a futási idő alacsony, az elosztási veszteségút rövid, vagy a frekvenciaváltó (VFD) okozta feszültséminőségi problémák nem kerültek tervezésre. Ez a technológia nem rövidítés a túl kis keresztmetszetű kábelek, a rossz feszültségkiegyenlítés vagy a kontrollálatlan harmonikusok kikerülésére.

Az ENNENG testreszabási előnye

Nincs két ipari létesítmény azonos térbeli vagy mechanikai korlátozásokkal. eNNENG kiemelkedik, mert nem csupán katalógus szerinti, készleten lévő termékeket szállítunk; specializálódásunk a szállítása egy egyedi állandómágneses motor az Ön konkrét alkalmazásához igazítva.

Kiváló kutatás-fejlesztési csapatunk – amelyet a Nemzeti Ritkaföldfém-Állandó Mágnes Mérnöki Központ mérnökei alkotnak – és több tucat szabadalom támogatja munkánkat; egyedi, magasfeszültségű (6 kV/10 kV) és alacsonyfeszültségű (380 V/660 V/1140 V) megoldásokat kínálunk, amelyek illeszkednek meglévő infrastruktúrájához. Víztisztító létesítményektől és olajfúrógomboktól kezdve robbanásbiztos bányakörnyezetekig optimális teljesítményt nyújtunk olyan helyeken, ahol az általános célú motorok nem képesek megfelelni.

Ha kereskedelmi állandómágneses motorokat értékel és szüksége van egy mérnöki szinten kidolgozott meghajtó megoldásra, amely hatékonyságot és hosszú élettartamot garantál, az ENNENG megbízható partnere. Lépjen kapcsolatba az ENNENG-gel még ma .Beszéljen műszaki mérnöki csapatunkkal egy egyedi meghajtó ajánlat elkészítéséért.

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