Какие сценарии применения двигателей постоянного тока с постоянными магнитами (PMSM) наиболее распространены в современных проектах модернизации тяжёлой промышленности

Пройдитесь по сталеплавильному цеху, подземной золотой шахте или заводу по смешиванию резиновых смесей во время энергетического аудита — и самые прожорливые потребители энергии окажутся на виду. Центробежные шламовые насосы, работающие при частично закрытых задвижках на напорной линии; вентиляторы отходящих газов печей, забитые входными заслонками; винтовые компрессоры, переключающиеся между режимами нагрузки и холостого хода; низкооборотные мешалки, вращающиеся через протекающие многоступенчатые редукторы — всё это быстро «съедает» бюджет электроэнергии за смену. Стандартные асинхронные двигатели плохо справляются в таких условиях: скольжение ротора, нагрев медных обмоток ротора за счёт наведённых токов и резкое падение КПД при нагрузке ниже 50 % превращают часы работы на частичной нагрузке в электрические потери.

Инженеры предприятий, модернизирующие тяжёлые производственные линии у Sinopec, Шаньдунской золотой шахты и Linglong Tire, устраняют эти узкие места, комбинируя преобразователи частоты (VFD) с Permanent Magnet Motor PMSM .ENNENG разрабатывает и производит эти постоянные магниты вращающихся машин в едином диапазоне мощности от 5 кВт до 5 МВт и диапазоне напряжений от 110 В до 690 В, а также генераторы вертикально-осевых ветротурбин мощностью от 1 кВт до 10 кВт (модели на 3 кВт, 5 кВт и 10 кВт). Поскольку магнитное поле создаётся за счёт высококачественных неодимовых магнитов NdFeB (неодим-железо-бор), встроенных в ротор, без необходимости подачи возбуждающего тока от сети, потери в медном роторе становятся нулевыми, а привод синхронизируется с частотой статора.

Рабочие лошадки с переменным крутящим моментом: компрессоры, насосы и дутьевые вентиляторы

Наиболее быстрая окупаемость при модернизации предприятий тяжёлой промышленности обычно достигается на оборудовании для перемещения жидкостей и воздуха, где спрос колеблется от часа к часу.

1. Роторные винтовые воздушные компрессоры и системы заводского сжатого воздуха

Сжатый воздух составляет от 15 % до 30 % счёта завода за коммунальные услуги, однако сети сжатого воздуха на производстве половину рабочего дня работают ниже пикового спроса. Традиционные асинхронные двигатели, управляющие компрессорами со скользящей заслонкой или режимом «нагрузка/разгрузка», потребляют значительный реактивный ток даже при снижении расхода воздуха. Комбинирование специализированного преобразователя частоты (VFD) с ENNENG Высокоэффективный двигатель с постоянными магнитами (PMSM) позволяет компрессору динамически отслеживать давление воздуха на предприятии. Поскольку потери в обмотке ротора равны нулю, повышение температуры двигателя на 20 К ниже, чем у асинхронных установок — при непрерывной работе температура остаётся ниже 60 К, — двигатель выдерживает частые изменения скорости без перегрева изоляции статора. При подтверждённых модернизациях компрессорные установки с регулируемой частотой Permanent Magnet Motor PMSM снижают потребление электроэнергии до 50%одновременно устраняя пусковые броски тока при прямом включении.

2. Шламовые насосы, контуры охлаждения и дымососы печей

Для центробежных насосов и промышленных воздуходувок действуют законы подобия, выгодные для оператора: снижение частоты вращения вала на 20 % почти вдвое сокращает потребляемую мощность, а при расходе воздуха на уровне 50 % от номинала требуется лишь примерно одна восьмая мощности при полной нагрузке. Проблема в том, что стандартные асинхронные двигатели быстро теряют КПД и коэффициент мощности при снижении частоты вращения через ПЧ в диапазон нагрузки от 30 % до 60 %. Двигатель ENNENG Синхронный двигатель с магнитами и Permanent Magnet Motor PMSM поддерживает плоскую эффективность класса IE5 (в соответствии с IEC 60034-30-1 и IEC TS 60034-30-2) в диапазоне нагрузки от 25 % до 120 % номинальной, обеспечивая на номинальной точке повышение КПД на 2–5 %, а при частичной нагрузке — ещё более значительное преимущество. Поддержание коэффициента мощности в диапазоне 0,95–1,0 (по сравнению с 0,86 у асинхронных двигателей) снижает ток линии более чем на 10 %, высвобождая резервную мощность трансформатора и позволяя предприятиям отказаться от дроссельных клапанов.

Линии с постоянным крутящим моментом и тяжёлые механические линии: мешалки и конвейеры

Там, где в гидравлических системах стремятся к кубической зависимости экономии от скорости, в линиях тяжёлой транспортировки материалов и компаундирования требуется высокий крутящий момент на валу при низких оборотах и надёжность в механической эксплуатации.

1. Внутренние резиновые смесители, экструдеры и прокатные станы

Линии смешивания в резиновой шинной промышленности традиционно полагались на двигатели постоянного тока или высокоскоростные асинхронные двигатели, прикреплённые болтами к многоступенчатым редукторам. Эти редукторы теряют электроэнергию из-за трения в масле, протекают и требуют регулярной центровки. Увеличив количество полюсов постоянных магнитов на роторе, компания ENNENG создаёт низкоскоростной двигатель с высоким крутящим моментом Прямой привод с двигателем постоянного тока и постоянными магнитами который вращается естественным образом со скоростью в пределах одной цифры об/мин и напрямую соединяется с валом смесителя или экструдера без редуктора. На коммерческих шинных линиях компании Linglong Tire замена редукторных приводов на приводы ENNENG Permanent Magnet Motor PMSM обеспечила подтверждённую экономию электроэнергии в размере 7–40 % при одновременном устранении простоев, вызванных неисправностями редукторов.

2. Конвейеры для транспортировки руды в шахтах, питатели пульпы и лебёдки для тяжёлых условий эксплуатации

В подземных горных выработках или пыльных туннелях для транспортировки клинкера цемента пространство ограничено, а монтаж замены редуктора занимает дни. Поскольку Синхронный двигатель с магнитами устраняет нагрев ротора и работает на 20 К холоднее; инженеры ENNENG проектируют двигатель на одну–две рамы меньше, чем асинхронный двигатель той же номинальной мощности в киловаттах. Прямое соединение устраняет промежуточные валы, муфты и проблемы с ограждением по стандарту OSHA 1910.219, одновременно поддерживая уровень шума ниже 55 дБ и вибрацию в пределах норм ISO 10816 и ISO 20816. Замкнутая система управления частотным преобразователем (VFD), соответствующая требованиям ANSI/NEMA MG 1 Часть 31 и NFPA 70, обеспечивает плавный S-образный пуск нагруженных конвейеров.

Чек-лист полевой проверки перед выбором варианта модернизации

С поддержкой специалистов Национального инженерного центра по постоянным магнитам на основе редкоземельных элементов и десятков патентов; ENNENG адаптирует каждый Permanent Magnet Motor PMSM и Синхронный двигатель с магнитами в диапазоне низкого напряжения (110 В–690 В, 380 В/660 В/1140 В) и высокого напряжения (6 кВ/10 кВ). Перед утверждением модернизации инженерные руководители должны проверить три параметра:

• Фиксация циклов работы в сменном режиме: Разделите машины с постоянным крутящим моментом (конвейеры, мешалки) и нагрузки с переменным крутящим моментом (насосы, вентиляторы) и зафиксируйте потребляемую мощность в кВт.

• Согласование преобразователя частоты и кабелей: Сопрягите Permanent Magnet Motor PMSM с регулируемым частотным преобразователем (VFD), проверьте электромагнитную совместимость (EMC) и подтвердите соответствие изоляции требованиям ANSI/NEMA MG 1, часть 31.

• Обеспечьте надёжное техническое обслуживание на месте: Укажите степень защиты IP55/IP65 для влажных или пыльных помещений, смазывайте изолированные подшипники по графику и очищайте рёбра охлаждения для поддержания повышения температуры менее 60 K.

Обратитесь в инженерную компанию ENNENG

Свяжитесь с Инженерная поддержка ENNENG команда с журналами работы двигателей или техническими данными для разработки индивидуального Permanent Magnet Motor PMSM предложения по модернизации:

• WhatsApp:+86 18562780228
• Электронная почта:  [email protected]
• Телефон:  +86 532 66000559

Часто задаваемые вопросы

В: Какие машины тяжёлой промышленности обеспечивают наиболее быструю отдачу от модернизации до двигателя постоянного магнита (PMSM)?

A:Промышленное оборудование с высоким годовым временем работы и переменным или тяжёлым крутящим моментом обеспечивает самую быструю окупаемость капитальных вложений. Винтовые воздушные компрессоры достигают до 50 % подтверждённой экономии электроэнергии за счёт динамического согласования скорости с помощью VFD, тогда как низкооборотные прямоприводные резиновые смесители и конвейеры для горнодобывающей промышленности снижают потребление энергии на 7–40 % и полностью устраняют дорогостоящее техническое обслуживание механических редукторов.

В: Почему синхронный двигатель с постоянными магнитами (PM) превосходит стандартные асинхронные двигатели при частичной нагрузке насосов и вентиляторов?

A:Стандартные асинхронные двигатели резко теряют КПД и коэффициент мощности при снижении скорости насосов или вентиляторов частотными преобразователями ниже 50 % нагрузки. Постоянный ток синхронный двигатель ENNENG устраняет потери в обмотке ротора, обеспечивая стабильный КПД класса IE5 в диапазоне нагрузок от 25 % до 120 % и коэффициент мощности от 0,95 до 1,0, что снижает ток в линии более чем на 10 %.

Вопрос: Какие параметры мощности, напряжения и крепления может адаптировать ENNENG для модернизации оборудования в тяжёлой промышленности?

A:ENNENG предлагает индивидуальную адаптацию двигателей с постоянными магнитами (PMSM) и промышленных генераторов в едином диапазоне мощности от 5 кВт до 5 МВт и рабочего напряжения от 110 В до 690 В (включая варианты 380 В / 660 В / 1140 В, а также 6 кВ / 10 кВ), а также вертикальных ветрогенераторов мощностью от 1 кВт до 10 кВт — с акцентом на модели 3 кВт, 5 кВт и 10 кВт. Универсальные корпуса по стандартам IEC / NEMA и фланцы прямого привода совместимы с существующими фундаментами предприятий.