Почему синхронные двигатели с постоянными магнитами обладают высокой способностью противостоять перегрузкам при резких промышленных скачках нагрузки

Зайдите на участок смешивания резины в тот момент, когда холодная балка натурального каучука падает во внутренний смеситель, или понаблюдайте за амперметром щековой дробилки, когда в камеру попадает влажная порода. Вал требует немедленного всплеска крутящего момента ещё до начала сдвига материала. В устаревших приводах на основе асинхронных двигателей и редукторов именно эти первые три секунды становятся причиной выхода оборудования из строя: ротор начинает проскальзывать, ток превышает пределы автоматических выключателей, роторные стержни перегреваются под действием наведённого тепла, а зубья шестерён получают резкий удар.

ENNENG производит вращающиеся электрические машины с постоянными магнитами, спроектированные специально для таких тяжёлых циклов эксплуатации, охватывающие единый диапазон мощности от 5 кВт до 5 МВт и диапазон напряжений от 110 В до 690 В, а также вертикальные ветрогенераторы мощностью от 1 кВт до 10 кВт (модели на 3 кВт, 5 кВт и 10 кВт). Переход на Синхронный двигатель с магнитами изменяет способ, которым двигатель реагирует на ударные нагрузки, при условии, что его размеры подобраны с учётом реального профиля всплесков нагрузки, а не по каталожному значению мощности в киловаттах. Вместо того чтобы полагаться на индуцированный ток ротора, отстающий от нагрузки, ротор из NdFeB (неодим-железо-бор) создаёт собственное магнитное поле на валу уже при нулевой частоте вращения.

Что происходит внутри двигателя при скачке нагрузки

Когда конвейер для добычи полезных ископаемых перезапускается под нагрузкой руды или шламовый насос очищает забитую линию, ступенчатое изменение нагрузки напрямую передаётся в воздушный зазор.

Отсутствие скольжения ротора обеспечивает мгновенную жёсткость крутящего момента

Асинхронный индукционный двигатель сталкивается с дилеммой «ловушки-22» во время всплеска: для создания дополнительного крутящего момента ротор должен замедлиться относительно магнитного поля статора, чтобы через воздушный зазор было индуцировано больше тока. Если скачок нагрузки заставляет ротор превысить точку критического скольжения, крутящий момент резко падает и привод останавливается. A Синхронный двигатель с магнитами работает на заблокированной магнитной муфте, при которой полюса ротора следуют за частотой статора без проскальзывания. Когда преобразователь частоты (VFD) фиксирует резкий скачок крутящего момента, векторное управление вводит ток по оси крутящего момента за миллисекунды. Permanent Magnet Motor PMSM обеспечивает высокий момент отрыва именно тогда, когда дробилке или смесителю требуется преодолеть заклинивание.

Запуск охладителя Surge 20K создаёт принципиальную разницу

Способность к перегрузке — это проблема накопления тепла. Двигатель, работающий вблизи предельной температуры в штатном режиме, практически не имеет запаса для поглощения скачка тока до 160 % без риска повреждения изоляции обмоток статора или частичного размагничивания постоянных магнитов. Синхронный двигатель с магнитами постоянный магнитный двигатель оснащён предварительно намагниченными полюсами из сплава NdFeB, поэтому в роторе отсутствует ток возбуждения и потери в медных проводниках ротора исчезают. В повседневной эксплуатации двигатель ENNENG Высокомоментный постоянный магнитный двигатель работает с повышением температуры на 20 К ниже, чем у асинхронного двигателя — оставаясь ниже 60 К при непрерывной работе. Этот более низкий базовый показатель на 20 К выступает в роли теплового буфера при повторяющихся циклических нагрузках режимов S3 или S6 в соответствии с правилами эксплуатации МЭК 60034-1.

Проверки прямо на производственной площадке, определяющие успех или провал при перегрузках

Покупка Permanent Magnet Motor PMSM ориентироваться исключительно на номинальную мощность в киловаттах — ошибка. Двигатель мощностью 200 кВт при 1500 об/мин и агрегат мощностью 200 кВт при 60 об/мин обеспечивают совершенно разный крутящий момент на валу.

Выбирайте размер по максимальному моменту и по возможности отказывайтесь от редуктора

Каждая промежуточная коробка передач, гидромуфта или комплект ремней добавляет люфт и крутильное закручивание при ступенчатом изменении нагрузки. Когда зажим освобождается, накопленная энергия упругой деформации мгновенно возвращается в зубья шестерни-шестерёнки. Увеличивая количество полюсов ротора, компания ENNENG проектирует каждый Промышленный двигатель с прямым приводом и Синхронный двигатель с магнитами для работы на скоростях с однозначным числом оборотов в минуту, напрямую соединяя его с валом нагрузки. Устранение редуктора исключает усталостное разрушение зубьев шестерён, утечки масла и необходимость выполнения требований OSHA 1910.219 к ограждению, при этом уровень шума остаётся ниже 55 дБ, а вибрация — в пределах норм ISO 10816 и ISO 20816. В линиях смешивания шин Linglong модернизация с применением прямого привода снижает расходы на электроэнергию на 7–40 % , а компрессоры воздуха с переменным спросом на предприятиях Sinopec и Шаньдунской золотой руды снижают потребление электроэнергии до 50%.

Соответствие предельного тока ПЧ и изоляции обмоток

AСинхронный двигатель с магнитами двигатель потребляет только столько тока, сколько позволяет инвертор. Если двигатель способен выдавать пиковую мощность 200 %, но предел тока инвертора составляет 110 %, то привод аварийно отключится в момент возникновения импульсной нагрузки. Интеграторы обязаны согласовать класс перегрузочной способности инвертора с максимальным скачком крутящего момента. Поскольку Permanent Magnet Motor PMSM работает с коэффициентом мощности от 0,95 до 1,0 в диапазоне нагрузки от 25 % до 120 %; ток в режиме холостого хода на более чем 10 % ниже, чем у асинхронного двигателя, что снижает нагрев кабелей и преобразователей частоты. Обмотки статора также должны соответствовать требованиям ANSI/NEMA MG 1, часть 31, к импульсному напряжению и нормам заземления NFPA 70.

Выбор двигателя, готового к перенапряжениям, без предположений

Поддерживаемый инженерами Национального инженерного центра по редкоземельным постоянным магнитам и десятками патентов, ENNENG разрабатывает индивидуальные Синхронный двигатель с магнитами и Permanent Magnet Motor PMSM модели в диапазоне напряжений от 110 В до 690 В (380 В / 660 В / 1140 В) и для каркасов на 6 кВ / 10 кВ — на один–два размера каркаса меньше, чем у асинхронных двигателей. Перед выпуском технического описания проектные руководители должны чётко определить три параметра:

• Картирование цикла перенапряжения: Запись непрерывного крутящего момента, пикового ударного крутящего момента, длительности импульса в секундах и частоты импульсов в час.

• Согласование датчиков привода: Интеграция термосопротивлений PT100 и энкодеров в логику преобразователя частоты для безопасного регулирования нагрузки.

• Поддержание состояния оборудования на месте: Смазка изолированных подшипников, удаление пыли с рёбер охлаждения для поддержания повышения температуры менее 60 К, проверка соосности.

Обратитесь в инженерную компанию ENNENG

Свяжитесь с Инженерная поддержка ENNENG команда с кривыми нагрузки и всплесков нагрузки для получения персонализированного решения Синхронный двигатель с магнитами лист конфигурации:

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

Часто задаваемые вопросы

Вопрос: Почему синхронный двигатель с постоянными магнитами (PM) выдерживает резкие промышленные всплески нагрузки без остановки, в отличие от асинхронного двигателя?

A:Асинхронный двигатель полагается на скольжение ротора для наведения тока, поэтому при резких ударных нагрузках происходит падение скорости и быстрый нагрев ротора. Синхронный двигатель с постоянными магнитами использует постоянные неодим-железо-борные (NdFeB) магниты ротора, синхронно зафиксированные в магнитном поле статора. В паре с векторным управлением частотного преобразователя (VFD) он обеспечивает мгновенный максимальный крутящий момент в диапазоне нагрузок от 25 % до 120 %, работая при этом на 20 К холоднее, чем асинхронные двигатели.

Вопрос: Как исключение редуктора при использовании двигателя с постоянными магнитами (PMSM) защищает оборудование при ударных нагрузках?

A:Конструкция с высоким числом полюсов позволяет постоянному магниту двигателя ENNENG типа PMSM напрямую соединяться с валами приводов низкой скорости без промежуточного редуктора. Устранение механической коробки передач исключает люфт, срез зубьев шестерни и отказы уплотнений вала при резких скачках крутящего момента, при этом вибрация остаётся в пределах стандарта ISO 20816, а уровень шума — ниже 55 дБ.

В: Какие варианты мощности и напряжения ENNENG может реализовать для тяжёлых режимов с кратковременными перегрузками?

A:ENNENG разрабатывает индивидуальные комплекты синхронных двигателей и генераторов с постоянными магнитами в едином диапазоне мощностей от 5 кВт до 5 МВт и напряжений от 110 В до 690 В, а также вертикальные ветрогенераторы мощностью от 1 кВт до 10 кВт, ориентированные преимущественно на модели 3 кВт, 5 кВт и 10 кВт. Размеры корпусов, геометрия вала и обмотки, соответствующие требованиям ANSI/NEMA MG 1 Part 31 для работы с частотными преобразователями, адаптируются под конкретные профили кратковременных перегрузок на объекте.