Miért csökkenti az ipari ventilátorokhoz használt PMSM a gyártóüzemek reaktív teljesítmény-kiegyenlítő berendezésekre vonatkozó beruházási igényt

Miért csökkentheti a PMSM ipari ventilátoroknál a reaktív teljesítmény-kiegyenlítésre szánt beruházást

Egy ventilátorfelújítás gyakran kWh-modell alapján indokolható, de az elektromos helyiségben fellépő hatás is ugyanolyan fontos lehet. Egy PMSM ipari ventilátorokhoz csökkentheti a régebbi indukciós motoros ventilátorcsoportokhoz kapcsolódó reaktív teljesítményterhelést, ami lehetővé teheti egy gyártóüzem számára, hogy kevesebb kondenzátorbank-kapacitást építsen be egy bővítés során. Ez a haszon feltételes, nem automatikus. A válasz függ a motortól, a meghajtó bemenetétől, a ventilátor üzemciklusától, a meglévő harmonikusoktól és attól, hogy a villamosenergia-szolgáltató mérője valójában mit rögzít.

A gyári mérnökök számára a hasznos kérdés nem az, hogy „eltávolítja-e egy állandómágneses motor (PMSM) a kVAR-t?”. Nem távolítja el. A jobb kérdés az, hogy a javasolt PMSM ipari ventilátorcsomag elegendő mértékben módosítja-e a mért kW-t, kVAR-t, eltolási teljesítménytényezőt és valódi teljesítménytényezőt ahhoz, hogy csökkentsék a gyár által egyébként beszerzendő kompenzációs berendezéseket.

Miért okoznak kompenzációs problémát a hagyományos ventilátormotorok

Az indukciós motorhoz gerjesztőáram szükséges a forgórész-mágneses tér létrehozásához. Ez az áram reaktív teljesítményt igényel, különösen akkor, ha a motort alulterhelik vagy túlméretesre választják a szokásos üzemi feladatához képest. Egy olyan gyár, ahol sok indukciós hajtású elszívó-, folyamatlevegő-, hűtő- vagy szellőzőventilátor üzemel, így akkor is összegyűjthet jelentős hátráló kVAR-t, amikor a ventilátorok hasznos munkát végeznek.

A kondenzátorbankok helyileg biztosítanak egy részt ebből a reaktív igényből. Csökkenthetik a felsőbb szintű áramot és a látszólagos teljesítményt, de külön beszerzési és karbantartási döntést is megkövetelnek: rögzített vagy kapcsolható lépések, érintkezők, lehangolt reaktorok, védőberendezések, vezérlések, burkolati helyigény, üzembe helyezés, valamint későbbi koordináció a nemlineáris terhelésekkel. Ha a ventilátor terhelése változik, egy rögzített bank könnyen túlkorrigálhat alacsony terhelésnél.

A méretarány-összefüggés ugyanakkor magyarázza meg a pénzügyi kapcsolatot is: a szükséges kompenzáció a tényleges teljesítmény és a kezdeti valamint a cél teljesítménytényező-szögek tangenseinek különbsége szorzata alapján számítódik. Más szóval a szükséges kVAR nem egy névleges százalékos érték. A mért terheléstől és a villamosenergia-szolgáltató, a transzformátor kapacitási terv vagy a belső mérnöki szabvány által meghatározott céltól függ.

Mi változik egy PMSM ventilátorrendszerrel

Egy PMSM ipari ventilátorokhoz állandó mágneseket használ a forgórész-mágneses mező létrehozására, nem pedig forgórész-mágneses áramot. Ez csökkentheti a motor oldali mágneses igényt egy olyan indukciós motorhoz képest, amely ugyanazt a ventilátorfeladatot végzi. A nyereség általában akkor a legjelentősebb, ha a meglévő motorpark hosszú ideig részterhelésen üzemel, ami gyakori jelenség a csappantyúkkal, bemeneti lapátkerekekkel, fokozatos üzemeléssel vagy túlméretezett motorokkal szabályozott ventilátoroknál.

Azonban egy ipari ventilátorokhoz szolgáló PMSM általában egy rendszer, nem csupán egy cseremotor. A változófrekvenciás meghajtó (VFD) egyenirányítja a bejövő váltakozó áramot, és szintetizálja a motoráramot. A gyári hálózatról táplálva a meghajtó topológiája és bemeneti összetevői döntik el, hogy a hálózat közel egységnyi eltolási teljesítménytényezőt, harmonikus áramot vagy mindkettőt érzékel-e. Egy magas eltolási teljesítménytényező nem jelenti automatikusan az alacsony torzítást vagy egy elfogadható valódi teljesítménytényezőt.

Ez a különbségtétel fontos egy valós gyárban. Egy régebbi indukciós ventilátor kondenzátorbankkal ellátva hátrahúzó alapharmonikus meddőáramot vonhat. Egy modern ipari ventilátorokhoz szolgáló PMSM-csomag csökkentheti ezt az igényt, miközben a VFD-t továbbra is értékelni kell a harmonikusok, a meglévő kondenzátorokkal való rezonancia és a gyár teljesítményminőségi korlátainak betartása szempontjából. Így a lehetőség gyakran a hagyományos alapharmonikus-kVAR-korrekció csökkentése, nem pedig az összes teljesítményminőségi berendezés eltávolítása.

Azon beruházáscsökkentés forrása, ahol ez megvalósítható

1. Kevesebb további kVAR-korrekció

Amikor egy bővítési terv számos új ventilátort tartalmaz, akkor minden javasolt ipari ventilátorhoz szükséges PMSM-et különböző bemeneti jellemzőkkel rendelkező terhelésként lehet értékelni egy közvetlen hálózati csatlakozású indukciós ventilátorral összehasonlítva. Ha a mért vagy gyártó által igazolt bemeneti adatok alacsonyabb hátralepő kVAR-értéket mutatnak a megfelelő üzemi pontokon, akkor az üzembe helyezendő automatikus kondenzátorbank kevesebb fokozatra vagy alacsonyabb teljes névleges értékre lehet szükség. Ez csökkentheti a berendezések költségét, a kapcsolótábla helyigényét és a koordinációs munkát.

2. Az alacsonyabb ventilátor-kW az egész számítást megváltoztatja

A változó fordulatszámú vezérlés gyakran nagyobb hatást eredményez. A centrifugális ventilátoros terhelések esetében a fordulatszám csökkentése drasztikusan csökkentheti a szükséges tengelyteljesítményt. Ha egy ipari ventilátorokhoz szükséges PMSM-megoldás továbbá megszünteti a szabályozási veszteségeket, és az áramlási sebességet a folyamat igényeihez igazítja, akkor nemcsak az aktív teljesítmény (kW), hanem a meddő teljesítmény-igény is csökkenhet. Egy kisebb valódi teljesítmény-alap azt jelenti, hogy ugyanarra a cél-teljesítménytényezőre eléréséhez kevesebb kVAR szükséges. Ugyanakkor ellenőrizze az üzemi görbét: egy olyan ventilátor, amely ténylegesen állandó fordulatszámon üzemel, nem nyújtja ugyanazt a vezérléssel kapcsolatos megtakarítást.

3. A jobb terhelés-illesztés csökkenti a túlkorrekció kockázatát

A gyártóüzemek gyakran olyan kondenzátorbankokat örökölnek, amelyek méretét korábbi, kis terhelés alatt működő indukciós motorok keverékére méretezték. Ha egy részét ennek a motorparknak átállítják állandó mágneses szinkronmotorra (PMSM) ipari ventilátorokhoz, az üzem napi és éjszakai kVAR-profilja megváltozhat. A felesleges rögzített teljesítménytényező-javítás csökkentése vagy újrakonfigurálása elkerülheti a vezető teljesítménytényezőt és a szükségtelen kapcsolást. Ez egy rendszerintegrációs előny, nem pedig indok arra, hogy kondenzátorokat kapcsoljanak le tanulmány nélkül.

Gyakorlati példa kitalált megtakarítások nélkül

Vegyünk egy termelő épületet, amely több szellőző- és hűtőventilátort kíván telepíteni. A kezdeti tervezés indukciós motorokat és egy új, automatikus kondenzátorbankot feltételez a gyár cél-teljesítménytényezőjének fenntartásához. Mielőtt megvásárolnák ezt a bankot, a csapat összehasonlít egy alternatív megoldást: egy PMSM ipari ventilátorokhoz szolgáló csomagot, amelyhez megfelelően kiválasztott meghajtók és vezérlési logika tartozik.

A csapat 15 perces keresletadatokat rögzít a képviselő műszakok során, majd minden jelölt csomagot a tényleges sebességtartományon mér. A feljegyzett értékek: kW, kVAR, áram, eltolási teljesítménytényező (PF), valódi teljesítménytényező (PF), feszültség-THD, áram-THD és légáramlás. Ha a módosított terhelésvizsgálat kevesebb alapfrekvenciás hátráló kVAR-t és alacsonyabb kW-ot mutat, akkor a kompenzációs előírást ennek megfelelően csökkenteni lehet. Ha a harmonikusok szintje emelkedik, vagy egy rezonancia-vizsgálat problémát jelez, a projekt továbbra is vonali reaktorokat, aktív szűrést, lehangolt kondenzátorokat vagy más típusú meghajtó-előbemenetet igényelhet. A kapcsolódó megtakarítás a hatalomminőséget javító intézkedések után megmaradó, elkerült beruházás, nem pedig általános állítás a mágnesekről. a megtakarítás a hatalomminőséget javító intézkedések után megmaradó, elkerült beruházás, nem pedig általános állítás a mágnesekről.

Hogyan értékelje a PMSM-et ipari ventilátorokhoz a kondenzátor-költségvetés módosítása előtt

• Alapvonalként rögzítsük az üzem adatait: gyűjtsük össze a közműszámlákat és az intervallumadatokat; mérjük a kW-t, kVAR-t, PF-t, a terhelési igényt, THD-t és a kondenzátorbank kapcsolási állapotát a fő elosztópulton.
• Térképezzük fel a ventilátor üzemmódját: azonosítsuk a sebességeket, a légáramlás-szabályozás módját, a részterhelés idejét, az indítások számát, az évszakváltások hatását és a párhuzamos üzemelést.
• Kérje az input oldali adatokat: minden ipari ventilátorokhoz szánt PMSM-ajánlathoz szükséges a meghajtási topológia, a névleges bemeneti áram, a teljesítménytényező eltolódása, a harmonikus adatok, a javasolt hálózati impedancia és a szűrőkövetelmények a tervezett üzemeltetési pontokon.
• Modellezze le a teljes buszt: vegye bele a meglévő kondenzátorokat, transzformátorokat, egyéb VFD-ket, hegesztőgépeket, UPS-terheléseket és generátorüzemeltetést. Itt jelenhet meg rezonancia-probléma.
• Határozza meg a fogadási tesztet: üzembe helyezze a PMSM ipari ventilátorok rendszerét naplózott villamos és légáramlási eredményekkel, majd csak ezek alapján méretezze újra vagy hangolja be a korrekciós berendezéseket.

Mit kell összehasonlítaniuk a beszerzési csapatoknak

Egy ipari ventilátorokhoz szükséges PMSM motor vásárlási ára csupán egy sor a összehasonlításban. A költségmodellbe ugyanolyan mértékben be kell vonni a motort, a frekvenciaváltót (VFD), a vezérlőrendszert, a reaktort vagy szűrőt, a kapcsolótábla módosításait, a kábelfelújításokat, a kondenzátorbank-módosításokat, a telepítés miatti leállási időt és az ellenőrző teszteket. Egy állandómágneses motor (PMSM) kezdeti költsége magasabb lehet, de az együttes energia-, karbantartási-, kapacitás- és elkerült kompenzációs hatás javíthatja a projekt gazdaságosságát. Ez azonban nem feltétlenül így van – különösen akkor, ha a meglévő terhelés már jól korrigált, vagy egy alacsony minőségű hajtás drága kiegészítő intézkedéseket igényel.

Műszaki szempontból megbízható értékeléshez érdemes korán bevonni a motorbeszállítót, a frekvenciaváltó-szállítót és az üzem villamos minőségéért felelős mérnökét. Egy olyan gyártó, amely alkalmazásspecifikus tekercseléssel és motortervezéssel rendelkezik, segíthet meghatározni a motor működési tartományát, de az üzemnek saját magának kell ellenőriznie a közüzemi oldal teljesítményét a közös csatlakozási pontján.

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 megrendelő specifikus alkalmazásához szabott állandómágneses motorok szállításában nyilvánul meg.

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