Ako priamo poháňaný motor zníži hluk a vibrácie veľkých priemyselných mechanických zariadení

Riešenia s priamym pohonným motorom pre priemyselný hluk a vibrácie

Zariadenia na nepretržitú výrobu, ktoré prevádzkujú veľké chladiace veže s núteným odtokom a výkonné aerátorové ventilátory 8 400 hodín ročne, často trpia intenzívnym akustickým hlukom a deštruktívnymi štrukturálnymi vibráciami. Dozorcovia údržby pri kontrolách strojových priestorov často zisťujú, že štandardné vysokorotujúce sa indukčné motory spojené s viacstupňovými prevodovkami spôsobujú trvalú mechanickú rezonanciu po celej ploche ventilátorových dosiek a nosných rámov. Modernizácia ťažkých priemyselných strojov na nízkorotujúci priamy pohonný motor odstraňuje medzistupňové prevodovky, stabilizuje dynamickú rovnováhu zaťaženia a výrazne zníži úroveň okolitého zvukového tlaku v nepretržitých výrobných zariadeniach.

Konvenčné mechanické pohonné ústrojia využívajúce prevodovky, medzihriadeľky a remenové kolesá spôsobujú viacero bodov trenia, záberový hrebeň zubov a dynamickú nerovnováhu. Tieto mechanické vibrácie sa priamo prenášajú do okolitých nosných základov, čím sa zrýchľuje únavové poškodenie ložísk, oslabujú sa štruktúrne zvárané spojenia a vznikajú úrovne pracovného hluku, ktoré porušujú limity pre zdravie pracovníkov. ENNENG vyvíja pokročilé elektrické stroje s trvalými magnetmi, ktoré sú navrhnuté tak, aby odstránili medzistupňové mechanické reduktory, a poskytujú tichý chod, minimálne dynamické vibrácie a vynikajúcu elektrickú účinnosť v náročných priemyselných prostrediach.

Mechanické zdroje vibrácií a hluku v pohonom ústrojenstve

Veľké priemyselné mechanické zariadenia, ako sú mokré chladiace veže, ventilátorы pre vetranie baní a ťažké miešače suspenzií, vyžadujú nízke otáčky sprevádzané vysokým výstupným krútiacim momentom. V bežných inštaláciách sa dosiahnutie rýchlostí medzi 100 ot./min a 300 ot./min dosahuje spojením štandardného indukčného motora s otáčkami 1 500 ot./min a mechanického reduktora. Táto viacprvková konfigurácia spôsobuje vážne dynamické a akustické komplikácie, ktoré ohrozujú prevádzku závodu.

Vysokofrekvenčné zasahovanie ozubenia a štrukturálne rezonancie

Hlavným zdrojom akustického rušenia v pohonných ústrojoch s prevodovkou je vysokofrekvenčné zasahovanie ozubenia. Keď sa zuby ozubených kolies zaťažené veľkými mechanickými silami postupne zapínajú a vypínajú, cyklická deformácia vytvára periodické nárazové sily, ktoré sa prenášajú cez skrinky prevodoviek. Tieto nárazové účinky pri zapínaní vytvárajú charakteristické frekvencie budenia zasahovania ozubenia v rozsahu od 100 Hz do 1 000 Hz, ktoré vyžarujú akustickú energiu do susedných technologických priestorov.

Keď sa tieto nútené budiacie frekvencie zhodujú s prirodzenými štruktúrnymi frekvenciami oceľových posuvníc, krytov ventilátorov alebo betónových podstavcov, vzniká akustické zosilnenie. Výsledná štruktúrna rezonancia zväčšuje amplitúdy fyzických vibrácií výrazne nad základné úrovne a spôsobuje vážne mechanické namáhanie štruktúrnych kotviacich skrutiek. Použitie bezprevodového motorového systému úplne odstraňuje mechanickú prevodovku a tým aj vysokofrekvenčné budiace sily, ktoré spôsobujú štruktúrnu rezonanciu.

Nárazový ráz a dynamika rozkladu maziva

Mechanické rýchlostné reduktory závisia od presného medzery medzi zubmi spojených ozubených kolies, aby sa umožnila tepelná expanzia a tvorba mazivej vrstvy. Po tisíckach prevádzkových hodín sa opotrebovanie zubov zväčšuje túto medzeru. Pri kolísajúcich aerodynamických zaťaženiach dochádza k opakovaným nárazovým obratom na povrchu zubov, čo generuje ostré akustické kliknutia a torzné rázové vlny po celom pohonom ústrojenstve.

Okrem toho systémy na rozstrekovacie alebo tlakove mazanie generujú hydraulický šum vznikajúci chvením pri prechode ozubenia cez olejové kúpele. V náročných prevádzkových podmienkach sa mazací olej vystavuje tepelnej oxidácii, kontaminácii časticami a degradácii viskozity, čo zvyšuje trenie a priamy kovový kontakt. Prechod na motor s priamym pohonom nahrádza medzizubové mechanické styky jedinou elektromagnetickou vzduchovou medzerou, čím trvalo odstraňuje šum spôsobený chvením oleja, rázové účinky spätného chodu a údržbové záväzky spojené s mazaním.

Elektromechanické princípy potláčania hluku pri priamom pohone

Motor s priamym pohonom transformuje mechanický pohonný ústroj tak, že poháňané zaťaženie je priamo spojené s hriadeľom motora presne pri prevádzkovej rýchlosti vyžadovanej poháňaným strojom. Integrácia nízkorotujúceho synchrónneho motora s permanentnými magnetmi umožňuje prevádzkam odstrániť mechanické stupne redukcie a zároveň zlepšiť dynamickú reguláciu krútiaceho momentu.

Odstránenie mechanických reduktorov prostredníctvom bezozubového motora

Odstránením medzizáporných mechanických komponentov sa zjednodušujú rotujúce dynamiky. Konvenčný pohonný systém s prevodovkou využíva štyri alebo viac ložiskových súprav, rýchlobežné spojky, medzihriadeľ a vnútorné ozubené kolesá, pričom každá z týchto súčiastok môže spôsobiť mechanickú výstrednosť a dynamickú nerovnováhu. Naopak integrovaná bezprevodovková motorová architektúra redukuje celý pohonný systém na dve hlavné motorové ložiská a jediný rotujúci hriadeľ.

Menší počet mechanických rozhraní priamo zníži cesty pre prenos štrukturálneho vibrácie. Keďže nízkorýchlostný priamy pohon pracuje presne pri rotačnej rýchlosti poháňaného zariadenia, rotujúce komponenty sú vystavené výrazne nižším odstredným silám. Zníženie mechanickej zložitosti znižuje parazitické mechanické trenie, čo umožňuje priamemu pohonu dodávať hladký, tichý rotačný krútiaci moment počas nepretržitých priemyselných výrobných cyklov.

Hustota krútiaceho momentu pri nízkych otáčkach v systémoch s trvalými magnetmi a synchrónnymi motorami

Poskytovanie vysokého výstupného krútiaceho momentu pri nízkych otáčkach bez medzistupňového prevodu vyžaduje výnimočnú elektromagnetickú výkonovú hustotu. Štandardný indukčný motor s klietkou veveričky nemôže udržiavať dostatočnú hustotu krútiaceho momentu pri nízkych otáčkach bez nadmerného zväčšenia rámu a intenzívneho odboru magnetizačného prúdu. Synchrónny motor s trvalými magnetmi tento obmedzujúci faktor odstraňuje umiestnením vysokoenergetických rádiových magnetov z neodymia, železa a bóru do rotora.

Trvalé rotorové magnety vytvárajú intenzívny magnetický vzduchový medzerový tok bez spotreby jalovej prúdovej zložky z elektrickej siete. Moderné invertory s vektorovým riadením dynamicky udržiavajú vektor statorového prúdu v presnom kvadratúre s magnetickými pólmi rotora, čo umožňuje priamo poháňanému motoru poskytovať plný menovitý krútiaci moment od stavu pokojného státia až po základné prevádzkové rýchlosti. Okrem toho technicky navrhnuté šikmé drážky statora a optimalizované geometrie magnetov potláčajú elektromagnetický „cogging“ krútiaci moment pod 0,5 %, čím sa zabráni vzniku krútiaceho momentu s pulzujúcim charakterom, ktorý by vyvolával vibrácie pohonnej sústavy.

Akustické tlmenie pri priamom pohone chladiacich veží

Chladiace veže predstavujú jedno z najkritickejších využití pre tlmenie akustického a vibračného zaťaženia. Konvenčné pohonné súpravy chladiacich veží umiestňujú vysokorýchlostný motor mimo vlhkovzdušného prúdu a spojujú ho cez dlhý kompozitný hriadeľ s vnútornou pravouhlou prevodovkou, ktorá je umiestnená priamo pod ventilátorovými lopatkami. Uzavretý ventilátorový stožiar pôsobí ako akustický megafón, ktorý zosilňuje zvukové vlny spôsobené zasahovaním ozubenia prevodovky do okolitých priemyselných a mestských hraníc.

Implementácia priameho pohonu chladiacej veže montuje nízkorýchlostný synchrónny motor s permanentnými magnetmi priamo pod ventilátorový kotúč, čím sa odstraňujú hriadele, medzistupňové ložiskové bloky a pravouhlé prevodovky. Toto usporiadanie odstraňuje frekvencie zasahovania ozubenia a dosahuje merateľné zníženie akustického hluku v rozmedzí od 5 dB(A) do 10 dB(A) na ventilátorových palubách. Priamy pohon chladiacej veže odstraňuje úniky oleja z prevodovky do obežnej technologickej vody a poskytuje ekologicky čisté riešenie energetickej úspory s motormi, ktoré zjednodušuje infraštruktúru chladenia.

Pokročilé priemyselné stroje vyrobené v ENNENG motor products zahŕňa jednotné napätia od 110 V do 690 V a výkonové kapacity od 5 kW do 5 MW. Pre decentralizované monitorovacie stanice elektrární a mimo siete umiestnené vzdialené elektrárne dodáva ENNENG tiež systémy veterných turbín s vertikálnou osou s výkonom od 1 kW do 10 kW, pričom sa zameriava na platformy s výkonom 3 kW, 5 kW a 10 kW, aby zabezpečila spoľahlivú výrobu energie pre verejnú sieť.

Inžinierska konzultácia a integrovanie systémov

Modernizácia strojov s vysokou vibráciou pomocou pokročilého motora s priamym pohonom zníži akustický hluk v továrni, eliminuje náklady na údržbu prevodovky a maximalizuje spoľahlivosť nepretržitej prevádzky. Spoluprácou s uznávaným dodávateľ vysokovoľných motorov zaisťuje správne dimenzovanie krútiaceho momentu pri nízkych rýchlostiach, overené modelovanie torzných kmitov a úplnú integráciu elektrického pohonného balíka. Technickí odborníci vykonávajú podrobné analýzy štrukturálnej rezonancie, akustické prieskumy a prispôsobenia mechanických prírub pre modernizáciu náročných priemyselných pohonných systémov. Kontaktujte nás už dnes, aby ste vyhodnotili parametre priemyselného zariadenia a určili si prispôsobené riešenia priameho pohonu.

• WhatsApp:+86 18562780228
• E-mail: [email protected]
• Telefón: +86 532 66000559

F AQ

Q: Ako priamy pohonný motor zníži mechanické kmitanie v porovnaní so sústavou s prevodovkou?

A:Priamy pohonný motor je priamo spojený s hriadeľom, ktorý sa otáča, a to pri prevádzkovej rýchlosti, čím úplne eliminuje medzilehlé prevodovky, rýchlobežné spojky a prenosové hriadele. Odstránením záberu ozubených kolies sa odstránia vysokofrekvenčné harmonické nárazové sily (100 Hz až 1 000 Hz), ktoré vyvolávajú štrukturálne rezonancie v rámových konštrukciách strojov. Prevádzka s menším počtom rotujúcich komponentov a nižšími rýchlosťami hriadeľov udržiava celkovú rýchlosť kmitania dobre pod hranicami triedy A normy ISO 10816-3.

Q: Aké zníženia akustického hluku je možné dosiahnuť inštaláciou priameho pohonu chladiacej veže?

A:Nahradenie konvenčného motora a pravouhlého prevodovky priamym pohonom chladiacej veže zvyčajne zníži úroveň akustického hluku o 5 dB(A) až 10 dB(A) na úrovni ventilátorovej dosky. Odstránením zásahu ozubenia v prevodovke sa odstráni vysokofrekvenčný mechanický vrčanivý zvuk, zostane iba širokopásmový aerodynamický zvuk prúdenia vzduchu. Toto významné potlačenie akustického hluku pomáha priemyselným zariadeniam dodržiavať predpisy OSHA týkajúce sa pracovného hluku a mestské limity hladiny zvuku na hraniciach územia.

Q: Prečo je PM synchrónny motor jedinečne vhodný pre nízkorýchlostné prevádzky s priamym pohonom?

A:Nízkorýchlostný synchrónny motor s permanentnými magnetmi využíva permanentné magnety z vzácnych zemín s vysokou koercitivitou na vytvorenie intenzívneho magnetického toku v vzduchovej medzere bez odoberania reaktívneho magnetizačného prúdu. Táto elektromechanická architektúra poskytuje vynikajúcu hustotu krútiaceho momentu v kompaktnom puzdre, čo umožňuje motoru dosiahnuť plný menovitý krútiaci moment pri otáčkach v rozsahu od 50 ot./min do 300 ot./min. Okrem toho presné šikmé usporiadanie statorových vinutí zníži kľukový krútiaci moment pod 0,5 %, čím sa zabezpečí hladké otáčanie bez torzných pulzácií.