Jakich błędów w doborze klasy magnesów należy unikać przy opracowywaniu projektu modernizacji silnika indukcyjnego na silnik PMSM

Modernizację poprzez zachowanie istniejącej ramy stojana i wymianę wirnika klatkowego na zespół z magnesami trwałymi. Jednak gdy wysoka temperatura otoczenia łączy się z intensywnymi przejściowymi stanami rozruchu falownika, źle dobrano magnesy wirnika ulegają utracie strumienia, co powoduje załamanie momentu obrotowego i nieplanowane przerwy w produkcji. Schemat Zamiana silnika indukcyjnego na silnik PMSM modernizację poprzez zachowanie istniejącej ramy stojana i wymianę wirnika klatkowego na zespół z magnesami trwałymi. Jednak gdy wysoka temperatura otoczenia łączy się z intensywnymi przejściowymi stanami rozruchu falownika, źle dobrano magnesy wirnika ulegają utracie strumienia, co powoduje załamanie momentu obrotowego i nieplanowane przerwy w produkcji. Schemat Zamiana silnika indukcyjnego na silnik PMSM łączy geometrię wnętrza stojana, długość szczeliny powietrznej, ograniczenia falownika oraz ścieżki chłodzenia w jeden system elektromagnetyczny, a nie tylko prostą wymianę magnesów.

Oparcie się wyłącznie na wartościach remanencji podawanych w katalogach przy temperaturze pokojowej naraża zmodernizowane napędy na degradację termiczną i uszkodzenia falownika. ENNENG bezpośrednio rozwiązuje te wyzwania. Jako specjalistyczna przedsiębiorstwo technologii wysokich, skupiające się na badaniach i rozwoju, projektowaniu oraz produkcji wysokosprawnych PMSM z magnesami trwałymi systemów, inżynierowie firmy ENNENG opracowali dostosowane rozwiązania wirników, które eliminują standardowe straty wzbudzenia wirnika, zachowując przy tym ścisłe marginesy koercji. Zamiana silnika indukcyjnego na silnik PMSM projektie z firmą ENNENG zakłady przemysłowe zapewniają sobie niezawodną gęstość momentu obrotowego oraz niższe koszty eksploatacji.

Główne cechy techniczne: dobór magnesów na poziomie systemu w modernizacji silnika indukcyjnego na silnik PMSM

Sformułowanie niezawodnego Zamiana silnika indukcyjnego na silnik PMSM planu modernizacji wymaga oceny zachowania się poszczególnych klas magnesów rzadkoziemnych w ramach ustalonych granic mechanicznych i termicznych istniejącej obudowy silnika indukcyjnego.

Błąd 1: dobór wyłącznie na podstawie remanencji zamiast koercji wewnętrznej

AZamiana silnika indukcyjnego na silnik PMSM wirnik generuje strumień w szczelinie powietrznej bez prądu wzbudzenia poprzez wbudowanie w rdzeń magnesów NdFeB (neodymowo-żelazowo-borowych) o wysokiej wydajności. Typowym błędem w Zamiana silnika indukcyjnego na silnik PMSM lista materiałów polega na wyborze stopu NdFeB wyłącznie na podstawie remanencji (Br) w temperaturze pokojowej, aby zwiększyć strumień w ograniczonym przekroju stojana. Zwiększanie strumienia w szczelinie powietrznej bez sprawdzenia nasycenia i siły elektromotorycznej indukowanej wstecz prowadzi do przekroczenia przez maszynę granicy napięcia falownika przed osiągnięciem prędkości znamionowej. Zgodnie z wytycznymi IEC 60034-18-41 dotyczącymi izolacji silników zasilanych falownikiem, Rozwiązania magnetyczne ENNENG należy wyznaczyć pełną krzywą B-H w wysokiej temperaturze oraz priorytetyzować koercję wewnętrzną (Hcj), aby krawędzie magnesów wytrzymywały przeciwne pola stojana.

Błąd 2: Traktowanie temperatury magnesu z katalogu jako temperatury najgorętszego punktu wirnika

W standardowym silniku asynchronicznym prądy indukowane w wirniku generują znaczne straty miedziowe i ciepło, podczas gdy wirnik ENNENG całkowicie eliminuje straty miedziowe w wirniku. Mimo to, Zamiana silnika indukcyjnego na silnik PMSM wykorzystuje obudowę pierwotnie zaprojektowaną dla wirnika indukcyjnego, w której harmoniczne prądy wirowe generowane przez przemiennik częstotliwości (VFD) oraz ograniczona konwekcja w szczelinie powietrznej mogą powodować lokalne gorące punkty na wirniku. Ponieważ koercja wewnętrzna magnesów NdFeB spada o około 0,6% na każdy stopień Celsjusza, wybór klasy magnesu wyłącznie na podstawie przekraczania przez jej temperaturę roboczą z katalogu temperatury otoczenia zakładu narusza marginesy klasy termicznej zgodnie z normą IEC 60034-1.

Główne zalety zaprojektowanych klas magnesów NdFeB w silniku z magnesami trwałymi (PMSM)

Unika błędów specyfikacyjnych w Zamiana silnika indukcyjnego na silnik PMSM odsłania wyraźne zalety techniczne w porównaniu do starszych napędów indukcyjnych pod względem sprawności, współczynnika mocy oraz stabilności termicznej.

Wysoka sprawność i dopasowanie cyklu pracy przy wszystkich obciążeniach

Zaprojektowany PMSM z magnesami trwałymi magnes od firmy ENNENG zapewnia nadzwyczaj wysoką sprawność w szerokim zakresie pracy – od 25% do 120% obciążenia znamionowego – osiągając wartość o 2–5% wyższą niż standardowe silniki asynchroniczne w punkcie znamionowym oraz oszczędzając od 5% do 30% energii systemu w zastosowaniach o zmieniającym się obciążeniu. Poprawny Dobór klasy magnesów NdFeB dopasowuje zapasy koercji do rzeczywistego histogramu obciążenia zamiast nadmiernie specyfikować drogich gatunków materiałów magnetycznych dla umiarkowanych cykli pracy.

Zoptymalizowany współczynnik mocy i ochrona przed nieodwracalną demagnetyzacją

Silnik napędowy ENNENG z trwałymi magnesami i synchronicznym wirnikiem osiąga współczynnik mocy w zakresie od 0,95 do 1,0, podczas gdy silniki asynchroniczne osiągają maksimum wokół 0,86, co zmniejsza prąd roboczy stojana o ponad 10%. Jednocześnie modele ENNENG symulują zablokowanie wirnika w stanie spoczynku, przejściowe stany zwarciowe oraz gorące ponowne uruchomienia zgodnie z wymaganiami surowych standardów NEMA MG 1 i IEEE 841, aby zapobiec nieodwracalnej demagnetyzacji poza punktem kolanowym krzywej B-H.

Niższy wzrost temperatury i kompaktowy kształt obudowy

Ponieważ straty miedziowe w wirniku są równe zero, wirnik silnika ENNENG z trwałymi magnesami pracuje przy wzroście temperatury niższym o 20 K (utrzymując się poniżej 60 K) niż standardowe silniki indukcyjne. Ten zapas cieplny pozwala ENNENG na budowę silników o jednym lub dwóch mniejszych rozmiarach obudowy w porównaniu do silników asynchronicznych o tej samej mocy znamionowej, co pozwala zaoszczędzić kluczową przestrzeń montażową.

Architektura bezpośredniego napędu i zabezpieczenia wirnika: maksymalizacja niezawodności mechanicznej

Klasa magnesów nie może być rozpatrywana oddzielnie od geometrii biegunów wirnika, segmentacji osiowej oraz zabezpieczenia mechanicznego Zamiana silnika indukcyjnego na silnik PMSM .

Eliminacja przekładni i tłumienie strat prądów wirowych

Dzięki segmentacji magnesów NdFeB w kierunku osiowym w celu blokowania harmonicznych prądów wirowych generowanych przez falowniki oraz zwiększeniu liczby biegunów wirnika, ENNENG projektuje niskoprędkościowe, wysokomomentowe układy bezpośredniego napędu Zamiana silnika indukcyjnego na silnik PMSM działające bezpośrednio na obciążenie napędzane, całkowicie eliminujące wymagające intensywnego konserwowania przekładnie mechaniczne.

Lista kontrolna zatwierdzenia na poziomie systemu dla rozwiązań modernizacyjnych

• Weryfikacja krzywych B-H w wysokiej temperaturze oraz zapasów bezpieczeństwa w przypadku uszkodzeń: Zamodeluj prądy przy zablokowanym wirniku, osłabianiu pola magnetycznego oraz awarii falownika w warunkach maksymalnej temperatury gorącego punktu wirnika, aby zapobiec trwałej utracie strumienia magnetycznego.
• Niski poziom hałasu i zapas napięcia falownika: Bezpośredni napęd zapewnia poziom hałasu wibracyjnego poniżej 55 dB zgodnie ze standardem ISO 10816; potwierdź, że siła elektromotoryczna indukowana na otwartym obwodzie pozostaje poniżej granic szyny stałoprądowej falownika zgodnie z przepisami NFPA 70 (NEC).
• Zatwierdzenie zasad bezpieczeństwa zapobiegających utracie i blokowaniu: Przed wyważaniem wirnika sprawdzić powłoki magnesów, kleje oraz dopasowanie tulei, a także stosować protokoły OSHA 1910.147 dotyczące blokowania i oznaczania za pomocą tabliczek ostrzegawczych poprzez Obsługę techniczną ENNENG podczas obsługi namagnesowanych wirników.

Studia przypadków zastosowań oraz korzyści wynikające z dostosowania rozwiązań do indywidualnych potrzeb klienta przez ENNENG

Możliwości inżynierskie ENNENG zostały potwierdzone w ramach wymagających modernizacji obejmujących jednolite moc generacyjną i silnikową od 5 kW do 5 MW (110 V do 690 V) oraz pionowe turbiny wiatrowe o osi obrotu od 1 kW do 10 kW (głównie 3 kW, 5 kW i 10 kW) przeznaczone dla hybrydowych mikrosieci.

• Przemysł maszyn do produkcji opon gumowych: Starsze wysokoprędkościowe silniki asynchroniczne z złożonymi przekładniami ulegały intensywnemu zużyciu i generowały znaczne straty cieplne. Wdrożenie rozwiązania Zamiana silnika indukcyjnego na silnik PMSM z niskoprędkościowymi wirnikami bezpośredniego napędu ENNENG oraz segmentowanymi magnesami NdFeB pozwoliło na całkowite wyeliminowanie przekładni i potwierdzono oszczędności energii elektrycznej w zakresie od 7% do 40%.
• Systemy przemysłowych sprężarek powietrza: Sprężarki powietrza w zakładzie, napędzane silnikami indukcyjnymi o stałej prędkości obrotowej, marnowały ogromne ilości energii w okresach odciążenia. Przejście na silnik synchroniczny z magnesami trwałymi firmy ENNENG, wyposażony w magnesy neodymowo-żelazowo-borowe (NdFeB) dobrane do konkretnego zakresu obciążeń, ograniczyło wzrost temperatury do poniżej 60 K, umożliwiło płynne miękkie rozruchy za pośrednictwem przemienników częstotliwości (VFD) oraz zapewniło oszczędności energii elektrycznej sięgające 50%.

Zaleta dostosowania produktów firmy ENNENG

Żadne dwa zakłady przemysłowe nie mają identycznej geometrii stojana. Firma ENNENG specjalizuje się w dostarczaniu niestandardowych rozwiązań z magnesami trwałymi o mocach od 5 kW do 5 MW i napięciach od 110 V do 690 V, przeznaczonych dla oczyszczalni ścieków, pól naftowych oraz kopalń. Skontaktuj się z firmą ENNENG już dziś. Połącz się z zespołem inżynierów technicznych, aby otrzymać spersonalizowaną propozycję napędu:

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

Często zadawane pytania

Pytanie: Dlaczego remanencja w temperaturze pokojowej jest niewystarczająca przy doborze magnesów trwałych do modernizacji silników indukcyjnych na silniki PMSM?

A: Siebie wybieranie klasy magnesu wyłącznie na podstawie remanencji w temperaturze pokojowej pomija wpływ przeciwnych prądów stojana oraz podwyższonej temperatury wirnika, które przesuwają punkt pracy magnetycznej w kierunku kolana krzywej B-H. W projekcie modernizacji silnika indukcyjnego do silnika PMSM inżynierowie muszą ocenić koercję wewnętrzną przy maksymalnej temperaturze gorących miejsc wirnika, aby wysokie prądy rozruchowe lub przejściowe sygnały z przemienników częstotliwości nie spowodowały nieodwracalnej demagnetyzacji.

P: Czy stało-magnetyczny silnik ENNENG typu PMSM może zastąpić standardowy silnik asynchroniczny bezpośrednio?

A: Tak, stało-magnetyczny silnik ENNENG typu PMSM wykorzystuje uniwersalne wymiary obudowy zgodne ze standardami IEC i NEMA, które odpowiadają szeroko stosowanym silnikom asynchronicznym, co ułatwia modernizację silnika indukcyjnego do typu PMSM. Ponadto, ponieważ wirniki z magnesami trwałymi eliminują straty miedziowe w wirniku i pracują o 20 K chłodniej, ENNENG oferuje dostosowane, kompaktowe obudowy o mocy od 5 kW do 5 MW oraz napięciach od 110 V do 690 V.