V automobilových tvárniach na výrobu plechových súčiastok, v linkách na výrobu sklenených obalov a v automatizovaných elektronických továrňach sa rotačné špirálové kompresory vzduchu často prevádzkujú v režime 100 % plného zaťaženia nepretržite (24 hodín denne, 7 dní v týždni), aby zabezpečili neprerušovaný tlak stlačeného vzduchu. V kompaktnom, zvukovo izolovanom kryte kompresora sa teplota okolitého vzduchu okolo pohonného motora v dôsledku tepelného žiarenia zo vzduchovej kompresorovej jednotky a nádrže na oddelenie oleja pravidelne zvyšuje nad 45 °C až na 55 °C. Za týchto extrémnych tepelných podmienok sa údržbové tímy v továrňach, ktoré prevádzkujú konvenčné asynchrónne motory alebo zle navrhnuté trvalé magnetické motory, často stretávajú s vypnutím frekvenčných meničov kvôli vysokým teplotám, degradáciou maziva ložísk, krehkosťou izolačnej laku statora a nezvratnou demagnetizáciou rotorových magnetov.
Stlačovanie vzduchu je zásadne tepelne náročný termodynamický proces: stlačenie atmosférického vzduchu na 0,8 MPa alebo 1,0 MPa generuje intenzívne teplo stlačenia a nútenie pohonného motora na nepretržitú prevádzku pri 100 % zaťažení nezanecháva žiadny čas mimo cyklu na odvod tepla. Ak motor trpí vysokými vnútornými stratami medi na rotore, harmonickým vírovým prúdovým ohrievaním alebo nedostatočnou ventiláciou krytu, kumulatívne hromadenie tepla rýchlo prekročí bezpečné limity teploty vinutí. Integrácia tepelne optimalizovanej Vzduchový kompresor PMSM od spoločnosti ENNENG eliminuje odporové ohrievanie rotora a využíva tepelné inžinierstvo s vysokou koercitivitou na zaručenie chladnej, bezpečnej stability pri nepretržitej plnozaťažovej prevádzke po dlhú dobu.
Technické výhody: Základné príčiny tepelnej nestability pri nepretržitých pohonných jednotkách kompresorov
Straty v klietkovom rotore, harmonické zložky prepínania frekvenčných meničov a recirkulácia tepla v kryte
Keď tradičný indukčný motor s klietkou z medených tyčí poháňa vzduchovú jednotku špirálového kompresora pri 100 % nepretržitom zaťažení, elektrické prúdy indukované v tyčiach rotora generujú nepretržité teplo spôsobené odporom (I2R). Keďže rotor je zavesený vo vzduchovej medzere statora, väčšina tohto tepla z rotora sa musí prenášať cez hriadeľ do ložísk alebo vyžarovať cez vzduchovú medzeru do vinutí statora. Okrem toho v špirálových kompresoroch s premennou rýchlosťou harmonické zložky PWM prúdu z frekvenčného meniča, ktoré nie sú sinusoidálne, indukujú na povrchu rotora vírivé prúdy vysokofrekvenčného kožného efektu. V horúcom kryte kompresora toto kombinované teplo zo statora a rotora počas letných špičkových zaťažení posúva štandardné motory za hranice ich tepelnej preťažiteľnosti.
Nulové straty v medi rotora a architektúra magnetov UH/SH pre vysoké teploty
ENNENG Vzduchový kompresor PMSM zabraňuje abnormálnemu prehrievaniu počas nepretržitého plného zaťaženia 24/7 prostredníctvom troch základných elektromagnetických a tepelných technických vlastností:
-
Nulové straty v medenom vinutí rotora pri budení: Keďže magnetické pole rotora je trvalo vytvorené pomocou rádiových zemín bez indukovanej prúdovej zložky, straty v medi na rotore (I²R) sa znížia na nulu – čím sa zníži nárast teploty pri plnom zaťažení o 15 K až 25 K v porovnaní s asynchrónnymi kompresorovými motormi.
-
Neodymové magnety s vysokou vnútornou koercitivitou (triedy UH/SH/EH): Spoločnosť ENNENG využíva permanentné magnety s difúziou ťažkých rádiových zemín cez hranice zŕn, ktoré sú schopné vydržať prevádzkové teploty vo vnútri až 180 °C – 200 °C bez tepelnej demagnetizácie.
-
Rotorová topológia s nízkymi harmonickými zložkami, frakčným počtom závinov a V-tvarovým vnútorným usporiadaním: Umiestnenie permanentných magnetov hlboko v laminovaných rotorových jadrách z kremíkovej ocele (konštrukcia IPM) chráni magnety pred vysokofrekvenčnými harmonickými zložkami zo striedavých frekvenčných meničov (VFD) a znižuje vírivé prúdové straty v železe.
Základné výhody systémov PMSM pre vzduchové kompresory ENNENG
Chladenie núteným vzduchom podľa triedy IC416 a kvapalinou/olejom podľa triedy IC71W v rozsahu napätí 110 V – 690 V
Aby sa zvládli vysoké teploty okolia pri nepretržitej prevádzke pri plnom zaťažení, inžinieri spoločnosti ENNENG navrhli sériu vzduchových kompresorov s permanentnými magnetmi (PMSM) s aplikáciou špecifických chladiacich architektúr v rámci jednotného napäťového rozsahu 110 V – 690 V. Pre vzduchom chladené skrutkové kompresorové súpravy nezávislé ventilátory s núteným vetraním typu IC416 zabezpečujú konštantný a intenzívny prúd chladiaceho vzduchu cez široko rozostavené chladiace rebra krytu bez ohľadu na otáčky motora. Pre extrémne kompaktné alebo náročné prostredia kompresorových zariadení ponúka spoločnosť ENNENG uzavreté rámy typu IC71W s úplne uzavretým vodným chladením alebo chladením olejom z kompresora, ktoré odvádzajú teplo zo statora priamo do chladiaceho okruhu kompresora, čím sa teplotný nárast vinutia bezpečne udržiava pod hodnotou 60 K. Okrem priemyselných kompresorových motorov vyrába spoločnosť ENNENG tiež generátory s permanentnými magnetmi v jednotnom výkonovom rozsahu 5 kW – 5 MW (110 V – 690 V) a vertikálne osi veterné turbíny v rozsahu 1 kW – 10 kW (so zameraním na modely 3 kW, 5 kW a 10 kW).
Dodržiavanie noriem IEC 60034-1 (režim S1, trieda H), ISO 1217 a IEC TS 60034-30-2
Pohonné motory pre priemyselné kompresory vzduchu musia spĺňať prísne medzinárodné normy tepelnej odolnosti a výkonnosti celého zariadenia. Každý pohonný motor ENNENG pre kompresory vzduchu s permanentnými magnetmi je certifikovaný pre nepretržitý prevádzkový režim S1 podľa normy IEC 60034-1 – čo znamená, že motor dosahuje stabilnú tepelnú rovnováhu pri 100 % menovitej záťaži (a pri preťažení s prevádzkovým faktorom 1,15 alebo 1,20) po neobmedzenú dobu bez prekročenia limitov teplotného nárastu triedy B alebo F, pričom sa používa izolácia triedy H (180 °C) s vakuovým tlakovým impregnovaním (VPI) na zabezpečenie významného tepelného bezpečnostného rozpätia. Okrem toho udržiavanie vysokého stupňa účinnosti IE5 podľa normy IEC TS 60034-30-2 priamo znižuje celkovú špecifickú energetickú spotrebu (kW/m³/min) kompresorového zariadenia s rotujúcim závitovým mechanizmom pri testovaní podľa príloh C a E normy ISO 1217.
Priemyselné scenáre použitia a technická príručka údržby
1. Kompletné 24/7 kompresory vzduchu s rotujúcim závitovým mechanizmom s olejom a bez oleja
V textilných vzduchových tkacích dielňach a v závodoch na výrobu sklenených fliaš bežia rotačné špirálové kompresory nepretržite za zaťaženia 95 % až 100 % počas letných vln horúčav s teplotou až 40 °C. Inštalácia kompresorovej jednotky s ENNENG IC71W alebo IC416 vzduchovým kompresorom PMSM odstraňuje výpadky v popoludňajších hodinách spôsobené vysokou teplotou a udržiava konštantný tlak stlačeného vzduchu v závode.
2. Praktické postupy výberu, kontroly a údržby
Na odstránenie rizík abnormálneho prehrievania pri dlhotrvajúcich prevádzkach vzduchových kompresorov PMSM za plného zaťaženia sa uplatnia tieto inžinierske a údržbové protokoly:
-
Zvoľte faktor prevádzkovej záťaže motora podľa maximálneho výstupného tlaku: Uistite sa, že trvalý krútiaci moment vzduchového kompresora PMSM pokrýva maximálny tlak vybíjania / vypínania kompresora (vrátane bezpečnostného faktora 1,15), aby prúd pri plnom zaťažení nikdy neprekročil menovitý prúd uvedený na typovom štítku.
-
Sledujte zabudované tepelné snímače statora PT100 / PTC: Použiť trojité vodičové odporové teplomery PT100 alebo termistory PTC zabudované priamo do koncových vinutí statora a pripojiť ich k PLC regulátoru kompresora, aby sa aktivovali predvarovné upozornenia pri teplote 130 °C, čo je výrazne pred hranicou izolácie 155 °C / 180 °C.
-
Synchronizovať nosnú frekvenciu VFD a indukčnosť: Nastaviť prepnúcu nosnú frekvenciu VFD kompresora do optimálneho rozsahu 4 kHz – 8 kHz, ktorý sa odporúča pre PMSM vzduchový kompresor, aby sa minimalizovalo vyhrievanie železného jadra statora a vírové prúdy v rotore vysokou frekvenciou.
-
Čistiť sacie filtre a chladiace kanály krytu mesačne: Mesačne kontrolovať sacie filtračné matice v skrini kompresora a sieťky ventilátorov IC416, aby sa zabránilo obmedzeniu konvektívneho prenosu tepla cez rám motora kvôli olejovému maktu a prachu z dielne.
Výhoda individuálnej úpravy ENNENG
Výrobcovia rotujúcich vývrtových kompresorov vyžadujú extrémne kompaktné, priamo pripojené návrhy motorov, ktoré minimalizujú zložitosť zarovnania hriadeľa a plochu krytu. ENNENG špeciálne navrhuje svoju sériu trvalomagnetických synchrónnych motorov (PMSM) pre vzduchové kompresory v jednotnom rozsahu napätia 110 V – 690 V – s integrovanými kľúčovými kužeľovými spojkami bez kľúča, ktoré sa montujú priamo na mužský hriadeľ skrutkového rotora, rámom chladeným olejom alebo vzduchom a predkalibrovanými riadiacimi krivkami frekvenčného meniča (VFD).
Kontaktujte ENNENG už dnes.
Konzultujte Inžiniersky tím ENNENG pre pohony kompresorov určiť tepelne posilnený trvalomagnetický synchrónny motor (PMSM) pre vašu radu skrutkových kompresorov určených na nepretržitý prevádzkový režim.
Často kladené otázky
Otázka: Prečo beží trvalomagnetický synchrónny motor (PMSM) pre vzduchové kompresory ENNENG výrazne chladnejšie ako štandardný indukčný motor pri plnom zaťažení 24 hodín denne, 7 dní v týždni?
A:Konvenčný asynchrónny indukčný motor generuje vysoké odporové mediene teplo vo svojej rotoro-vej klietke pri plnom zaťažení. PMSM kompresor vzduchu ENNENG využíva na rotore silné permanentné magnety, čím úplne eliminuje straty v mediach spôsobené budením rotora. Spolu s izoláciou triedy H VPI a chladením typu IC416 alebo IC71W udržiava teplotný nárast o 15 K až 25 K nižší počas nepretržitého prevádzkového režimu S1.
Otázka: Ako ENNENG zabraňuje demagnetizácii permanentných magnetov v horúcich skriňach kompresorov vzduchu?
A:Vysoké teploty a harmonické prúdy meniča môžu spôsobiť demagnetizáciu magnetov nižšej kvality. ENNENG konštruuje svoj PMSM kompresor vzduchu s rotorom s vnútornými permanentnými magnetmi (IPM) a používa magnety z rádového materiálu NdFeB vysokej koercivity (triedy UH/SH), ktoré sú certifikované pre prevádzku až do teplôt 180 °C – 200 °C; navyše sú do rotora zabudované teplotné snímače PT100, ktoré chránia rotor pri nepretržitej prevádzke pri plnom zaťažení.
Otázka: Aké rozsahy napätia a výkonu dokáže ENNENG podporovať spoločne s motormi kompresorov vzduchu?
A:ENNENG vyrába svoju sériu vzduchových kompresorov s trvalými magnetmi (PMSM) a priemyselné motory v jednotnom rozsahu napätia 110 V – 690 V, aby vyhovovala elektrickým sieťam v továrňach po celom svete. Okrem pohonov kompresorov ENNENG vyrába generátory s trvalými magnetmi v jednotnom výkonnostnom rozsahu 5 kW – 5 MW a veterné turbíny s vertikálnou osou v rozsahu 1 kW – 10 kW (so zameraním na modely 3 kW, 5 kW a 10 kW).
EN
