Jak silnik z napędem bezpośrednim eliminuje dodatkowe straty przekładni w urządzeniach przemysłowych pracujących z niską prędkością i wysokim momentem obrotowym

Przechodząc obok pieca obrotowego, kruszarki do cukru lub wytłaczarki chemicznej wirującej z prędkością piętnastu obrotów na minutę, najgłośniejszym elementem na podstawie rzadko bywa napędzany bęben – najczęściej jest to wielostopniowa przekładnia redukcyjna pomiędzy wałem silnika a wałem obciążenia. Każdy pośredni koło zębate, koło pasowe, zębnik łańcuchowy oraz sprzęgło siatkowe pochłania część mocy elektrycznej doprowadzonej do układu, zanim moment obrotowy dotrze do procesu. Zastąpienie tego łańcucha mechanicznego Silnik bezpośredniego napędu umieszcza generowanie momentu elektromagnetycznego bezpośrednio na wale obciążenia, całkowicie eliminując pośrednie etapy tarcia.

Zespół konserwacyjny zakładu zna ukrytą cenę przekładni redukcyjnych: śruby sprzęgła ścinane podczas zimnych startów przy zablokowanym ruchu, zanieczyszczone oleje przekładniowe oraz utratę od 5% do 15% mocy znamionowej w postaci ciepła odprowadzanego do zbiornika. ENNENG rozwiązuje tę nieefektywność napędu w korzeniu, budując wielobiegunowe maszyny z magnesami trwałymi zaprojektowane do pracy przy niskich obrotach wału. Integracja technologii ENNENG Silnik bezpośredniego napędu w sprzętu o niskich obrotach i wysokim momencie obrotowym usuwa straty mechaniczne w przekładni a jednocześnie zwalnia techników od niekończących się remontów przekładni.

Gdzie mechaniczne straty przekładni osłabiają konwencjonalne układy napędowe

Standardowy napęd z przekładnią zamienia elektryczne kilowaty na szybką rotację wału – zwykle 1500 lub 1800 obr./min – tylko po to, by następnie obniżyć tę prędkość za pomocą dwóch lub trzech stopni przekładni śrubowej lub planetarnej. Analiza całej ścieżki mocy, od zacisków napędu o zmiennej częstotliwości (VFD) do wału napędzanego, ujawnia, dlaczego sprzęt pośredni powoduje utratę energii.

Tarcie w zazębieniu kół zębatych, mieszanie oleju i poślizg paska

Opublikowane normy AGMA 2001 oraz ISO/TR 14179 dotyczące cieplnych wydajności przekładni wskazują, że każda stopień redukcji traci od 1,5% do 3% mocy przekazywanej przy pełnym obciążeniu, podczas gdy paski klinowe, łańcuchy i sprzęgła powodują dodatkowe straty od 2% do 5% na skutek histerezy gięcia i poślizgu. Co gorsza, mieszanie smaru oraz opór uszczelek w dużym zbiorniku pozostają niemal stałe nawet wtedy, gdy przepływ spada do 40%. A Silnik bezpośredniego napędu omija te punkty pasożytniczych oporów, kierując energię bezpośrednio z szczeliny powietrznej stojana na wał obciążenia.

Wysokobiegunowy projekt elektromagnetyczny bez marnotrawstwa wzbudzenia wirnika

Zamiast obracania szybko wirnika klatkowego czterobiegunowego i obniżania prędkości za pomocą przekładni, ENNENG Silnik bezpośredniego napędu wykorzystuje geometrię wirnika o dużej liczbie biegunów, wyposażonego w spiekane magnesy rzadziejziemne NdFeB. Standardowe wirniki indukcyjne muszą ślizgać się względem pola stojana, aby indukować prąd w prętach wirnika, zużywając kilowaty mocy w postaci ciepła. Ponieważ synchroniczny Napęd trakcyjny z magnesami trwałymi ENNENG generuje strumień magnetyczny bez prądów indukowanych w wirniku, to Silnik bezpośredniego napędu zablokowuje częstotliwość falownika do obrotów jednocyfrowych na minutę, utrzymując przyrost temperatury w trakcie pracy poniżej 60 K (o 20 K chłodniejszy niż odpowiednie silniki indukcyjne).

Porównanie systemu z systemem: napęd z przekładnią vs. architektura silnika bezprzekładniowego

Porównanie nazwy silnika na tabliczce znamionowej w izolacji pomija straty ukryte w dalszej części układu – w sprzęgłach i reduktorach. Zgodnie ze standardami energetycznymi IEC 61800-9-2 dla kompletnego modułu napędowego i systemu napędowego zespoły inżynieryjne muszą uwzględnić powierzchnię zajmowaną przez układ, sztywność sterowania oraz zachowanie w zakresie obciążeń częściowych całego Silnik bezpośredniego napędu montaż.

Eliminowanie luzu skrętnego w precyzyjnych procesach niskoprędkościowych

W przypadku wytłaczarek plastycznych, obrotowych stołów indeksujących oraz walców kalenderskich w fabrykach papieru luz zębów przekładni powoduje mechaniczną martwą strefę między enkoderem silnika a wałem napędzanym. Za każdym razem, gdy moment obciążenia zmienia kierunek lub występuje jego nagły wzrost, skręcanie wału powoduje niestabilność prędkości obrotowej oraz wahania grubości materiału. Połączenie Silnik bezpośredniego napędu bezpośrednio z wałem procesowym eliminuje pośrednią podatność skrętną, umożliwiając sterownikowi wektorowemu falownika w pętli zamkniętej utrzymywanie dokładnej prędkości kątowej.

Kontrole inżynierskie przed wymianą przekładni na silnik z napędem bezpośrednim

Usunięcie przekładni zmienia sposób działania bezwładności obciążenia, tarcia startowego oraz sił odgięcia promieniowego na łożyska silnika. Dobór Silnik bezpośredniego napędu do sprzętu o niskich obrotach i wysokim momencie obrotowym wymaga praktycznych weryfikacji inżynierskich przed zatwierdzeniem rysunków ogólnych układów.

Dobór pod kątem momentu ciągłego, szczytowego momentu startowego oraz obniżenia mocy termicznej

Nigdy nie dobieraj Silnik bezpośredniego napędu właściwego zapotrzebowania na kilowaty. Zmapuj pełny cykl obciążenia momentu i prędkości: moment rozruchowy przy zimnej zawiesinie, czas przyspieszania, moment ciągłego działania oraz przedziały przeciążenia w pobliżu zatrzymania. Ponieważ silniki niskoprędkościowe obracają się zbyt wolno, aby wentylatory osadzone na wałach mogły przesuwać wystarczającą ilość powietrza chłodzącego przy wysokim momencie, sprawdź, czy Silnik bezpośredniego napędu wykorzystuje chłodzenie konwekcyjne naturalne (IC411), wymuszone powietrzem za pomocą dmuchaw (IC416) lub płaszczem wodnym (IC71W) zgodnie z normą IEC 60034-6, aby zapobiec lokalnym przegrzewaniom uzwojeń.

Audyt bezwładności odbitej masy obciążenia oraz sztywności montażu w ramie

Przekładnia zmniejsza bezwładność odbitej masy obciążenia o kwadrat swojego przełożenia. Usunięcie przekładni ujawnia Silnik bezpośredniego napędu bezpośrednio pełną bezwładność obrotową ciężkiego bębna lub wału mieszadła. Potwierdź, że maksymalny prąd przemiennika częstotliwości (VFD), hamulec rezystancyjny szyny DC oraz sztywność płyty podstawowej są w stanie przyjąć energię hamowania bez wystąpienia rezonansu.

Wdrożenie w terenie oraz protokół profilaktycznej obsługi

• Sprawdź współosiowość i współśrodkowość wału: Używaj narzędzi do wyrównania laserowego przy sprzęgłach z wałkiem stałym lub wskaźników tarczowych przy dyskach kurczliwych z wałkiem pustym, aby ugięcie promieniowe nigdy nie obciążało Silnik bezpośredniego napędu co czyni je lepszym rozwiązaniem.
• Dostosuj automatyczne strojenie przemiennika częstotliwości w stanie spoczynku: Wykonaj procedury pomiaru oporności uzwojenia stojana i wyznaczania położenia biegunów wirnika na Silnik bezpośredniego napędu zgodnie z przepisami NFPA 70 (NEC) dotyczącymi ochrony przed obciążeniem, zapewniając moment rozruchowy od 150% do 200%.
• Wymuszaj audyty bezpieczeństwa zablokowania i uziemienia: Stosuj zasady OSHA 1910.147 dotyczące blokowania i oznaczania podczas prac ze sprzęgłami — ponieważ wirniki z magnesami trwałymi generują SEM zwrotną przy każdym obrocie — oraz co sześć miesięcy sprawdzaj pierścienie uziemiające wału za pomocą Wsparcie techniczne firmy ENNENG .

Modernizacje przemysłowe i inżynieria niestandardowych układów napędowych firmy ENNENG

W zakresie jednolitych klas mocy generatorów i silników od 5 kW do 5 MW (110 V do 690 V) — wraz z turbinami wiatrowymi o pionowej osi od 1 kW do 10 kW (szczególny nacisk na modele 3 kW, 5 kW i 10 kW) przeznaczonymi dla zielonych mikrosieci — firma ENNENG dostosowuje Silnik bezpośredniego napędu ramy do montażu płytek podstawowych w zakładach cementowych, górniczych, chemicznych i celulozowo-papierniczych. Gdy obciążenia promieniowe lub ograniczone przestrzenie uniemożliwiają zastosowanie standardowych reduktorów z katalogu, inżynierowie firmy ENNENG projektują rozwiązania z wałem wydrążonym lub z mocowaniem kołnierzowym. Silnik bezpośredniego napędu rozwiązania, które montuje się bezpośrednio na wał napędzany.

Aby dokonać analizy charakterystyk momentu obrotowego oraz obliczeń zwrotu inwestycji dla planowanych modernizacji, skontaktuj się z zespołem firmy ENNENG:

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

Często zadawane pytania

Pytanie: Dlaczego silnik bezpośredniego napędu zużywa mniej energii niż wysokoprędkościowy silnik indukcyjny z przekładnią?

Odpowiedź: Silnik bezpośredniego napędu eliminuje zarówno straty miedziowe wirnika klatkowego, jak i tarcie wielostopniowej przekładni, mieszanie oleju oraz poślizg sprzęgła. Generując duży moment obrotowy przy niskich obrotach bezpośrednio na wale napędzanym przy współczynniku mocy wynoszącym od 0,95 do 1,0, system firmy ENNENG usuwa straty mechaniczne w transmisji w zakresie od 5% do 15% oraz zmniejsza całkowite zużycie energii elektrycznej przez układ napędowy o 5% do 30%.

Pytanie: Kiedy bezprzekładniowy silnik jest odpowiednim wyborem technicznym dla urządzeń o niskiej prędkości i wysokim momencie obrotowym?

A: Silnik bezprzekładniowy jest idealny w przypadku maszyn przemysłowych działających nieprzerwanie poniżej 300 obr./min przy wysokim wymaganiu momentu obrotowego, częstych przestojach koniecznych do konserwacji przekładni lub surowych wymogach kontroli prędkości. ENNENG dostosowuje ramy silników bezpośredniego napędu o mocy od 5 kW do 5 MW dla sieci napięciowych od 110 V do 690 V z chłodzeniem naturalnym, wymuszonym powietrzem lub przez płaszcz wodny, aby dopasować się do ograniczonych przestrzeni montażowych.