EN
Trvalý magnetový motor PMSM môže byť účinnou a presnou voľbou pre priemyselné zariadenia, avšak nie je nezávislý od svojho režimu zaťaženia. Konvejér, ktorý sa posúva každých niekoľko sekúnd, čerpadlo, ktoré opakovane reaguje na reguláciu hladiny, alebo ventilátor s vysokou zotrvačnosťou, ktorý sa spúšťa a zastavuje podľa požiadaviek procesu, môžu spôsobiť oveľa väčšie zaťaženie, ako naznačuje jeho menovitý výkon na typovom štítku. Dôležitou otázkou nie je len to, či sa motor dokáže spustiť. Ide o to, či motor, menič, zaťaženie, chladiaci systém a riadiaca logika dokážu tento štart-stop režim opakovať bez hromadenia tepla, rázového krútiaceho momentu alebo elektrického zaťaženia.
Ako inžinier, ktorý posudzuje konfigurácie motorov s trvalými magnetmi, začal by som s reálnym profilom zaťaženia: počet štartov za hodinu, čas zrýchľovania, odrazená zotrvačnosť, spôsob zastavenia, teplota okolia a doba oddychu. To je užitočnejšie, než považovať motor s trvalými magnetmi (PMSM) za komponent s pevným výkonom. Synchrónny motor s trvalými magnetmi (PM) môže bez problémov pracovať v nepretržitom prevádzkovom režime, avšak v cyklickom priemyselnom prevádzkovom režime vyžaduje iné posúdenie návrhu.
Prečo je štart-zastavenie náročnejšie, než vyzerá
Každý štart vyžaduje od pohonnej jednotky rýchle vybudovanie prúdu a krútiaceho momentu, aby sa prekonala statická trenie, zaťaženie procesu a rotujúca zotrvačnosť. Každé zastavenie vyžaduje od systému odstránenie kinetickej energie buď nechávaním záťaže voľne brzdiť, riadením spomaľovania alebo spracovaním regenerovanej energie. Keď sa tento postup opakuje, kým stroj ešte neodovzdal teplo z predchádzajúceho cyklu, prevádzkový cyklus sa stáva rozhodujúcim faktorom.
Stručná odpoveď je, že nie každé časté štartovanie poškodí PMSM. Presnejšie povedané sa opakované štartovania stávajú škodlivými, ak sú tepelné, krútiace a napäťové rozpätia príliš malé pre daný cyklus. Preto sa trvalýmagnetový motor (PMSM) musí posudzovať spoločne s jeho frekvenčným meničom, nastaveniami ochrany, prevodovkou alebo spojkou a poháňaným zariadením.
1. Vyššie prúdové špičky a väčšie teplo v motore a meniči
Zrýchlenie vyžaduje krútiaci moment a krútiaci moment vyžaduje prúd. Aj pri správne riadenom invertore sa opakované zrýchľovanie zvyšuje mediene straty v statorových vinutiach a prepínacie a vodivostné straty v meniči. Ak sú štarty blízko seba, teploty vinutí, invertora a skrine sa môžu postupne zvyšovať, pretože neexistuje dostatok času s nízkou zaťažením na ochladenie.
Toto je dôležité, pretože životnosť izolácie a spoľahlivosť elektroniky závisia od teploty. Termický model by mal brať do úvahy celý cyklus, nie iba prevádzkový prúd po dosiahnutí rýchlosti strojom. Priemyselné pokyny na ochranu motorov tiež považujú povolený počet štartov a dobu chladenia za rozhodnutia špecifické pre daný režim prevádzky, nie za všeobecné hodnoty. Ak je chladenie viazané na otáčky hriadeľa, chladenie môže byť najslabšie práve počas opakovaného zrýchľovania a spomaľovania pri nízkych rýchlostiach.
Pre Motor s permanentnými magnetmi (PMSM) , potvrďte prúdové obmedzenie meniča, krátkodobú tepelnú výdrž motora, usporiadanie chladenia krytu a okolitú teplotu okolo motora a meniča. Ak je teplota na mieste prevádzky vyššia ako predpokladaná podmienka, dostupná tepelná rezerva môže byť nižšia, než vyplýva z jednoduchej porovnávacej analýzy výkonového štítku.
2. Tepelné cyklování môže starnúť izoláciu a spojenia
Časté spúšťanie a zastavovanie nezvyšuje len priemernú teplotu; opakovane spôsobuje rozšírenie a zmrštenie materiálov. Izolácia statora, koncové závity vinutí, svorky, pájkované spojenia, káblové kľučky a pohonné komponenty sú vystavené tepelným cyklom. Postupne sa môžu slabé spojenia uvoľniť alebo zvýšiť ich odpor, čo spôsobí ďalšie lokálne zahrievanie.
Praktickým dôsledkom je často problém údržby skôr ako zjavné zlyhanie motora: príležitostné poplachy nadmerného zahrievania, nevysvetliteľná nerovnováha prúdov, zmena farby svoriek alebo rušivé vypnutia po zmene technologického procesu. U synchronného motora s permanentnými magnetmi (PM) používaného v aplikáciách s vysokým počtom cyklov je výhodné pravidelne kontrolovať krútiaci moment spojení, stav izolácie, chladenie a trend teplôt namiesto závislosti len na poplachoch porúch.
3. Krútiace prechodné javy môžu zaťažovať hriadeľový úsek a technologické zariadenie
Vysoký štartovací krútiaci moment je užitočný, no náhly krútiaci moment môže spôsobiť poškodenie. Opakované zrýchľovanie a brzdenie môže spôsobiť mechanický šok v spojkách, kľúčoch, prevodovkách, remeňoch, reťazcoch, hriadeľoch čerpadiel a poháňanom procese. Hrúbka medzier (backlash), torzné rezonancie a zaťaženie, ktoré sa „zasekne“ pred tým, než sa uvoľní, môžu zosilniť mechanický účinok tak, že bude väčší, než by sám elektrický trend naznačoval.
Tu je hodnotenie Motor s permanentnými magnetmi (PMSM) izolovane mýlivedé. Motor môže byť správne dimenzovaný, avšak spojka alebo technologické zariadenie nie je pripravené na nárast krútiaceho momentu. Ovládaný zrýchlovací a spomaľovací profil typu S-krivka môže znížiť šok, avšak musí stále spĺňať požiadavky na výkon. Obsluha by mala tiež rozlišovať ovládané zastavenie od núdzového zastavenia; to druhé môže spôsobiť úplne iný mechanický jav.
4. Riziká pre magnet a rotor sa zvyšujú, keď sa kombinujú teplo a demagnetizačné polia
Trvalé magnety zvyčajne nestrácajú výkon len preto, lebo sa motor často spúšťa. Problém vzniká, keď zvýšená teplota rotora a nepriaznivé magnetické podmienky znížia návrhovú bezpečnostnú medzu. Výskum štartu strojov s trvalými magnetmi identifikoval nevratné demagnetizovanie ako možné riziko závislé od konkrétneho prípadu použitia v niektorých návrhoch. Preto je dôležité overiť bezpečnostnú medzu so výrobcom motora a dodávateľom pohonnej jednotky – nie je to dôvod predpokladať, že každý PMSM sa bude demagnetizovať.
Dôležité je, čo sa mení po čiastkovom oslabení magnetického poľa: schopnosť vyvinúť krútiaci moment môže klesnúť, pre rovnakú záťaž sa môže zvýšiť požadovaný prúd a zhoršiť sa môže aj tepelné zaťaženie. Pri náročných prevádzkových cykloch sa opýtajte, ako bol trvalomagnetický motor (PMSM) vyhodnotený z hľadiska preťaženia, prevádzky s oslabením magnetického poľa, zablokovania alebo takmer zablokovania a vysokých okolitých teplôt. Odpoveď by mala byť špecifická pre daný motor a jeho konkrétne použitie, nie všeobecným záväzkom.
5. Prepätie na DC-zbernici a zaťaženie invertora počas spomaľovania
Zastavenie rotujúceho zaťaženia neznamená, že sa jeho uložená energia zmizne. Pri zaťažení s vysokou zotrvačnosťou môže riadené spomaľovanie energiu vrátiť do jednosmerného (DC) zbernice. Ak pohonný systém nemôže túto energiu absorbovať, znova využiť alebo rozptýliť, môže dôjsť k vypnutiu kvôli prenapätiu. Časté vypnutia prerušujú výrobu a môžu vedieť obsluhových pracovníkov k predĺženiu času zrýchlenia alebo spomalenia bez overenia, či táto zmena skutočne vyrieši požiadavky daného technologického procesu.
Skoré preskúmanie režimu zastavenia: voľný beh, riadené spomaľovanie (ramp), regeneračná jednotka alebo brzdný odpor. Správna voľba závisí od zotrvačnosti, frekvencie cyklov, času spomaľovania a schopnosti systému spravovať vrátenú energiu. Permanentný magnetový motor (PMSM) môže byť dobre prispôsobený zaťaženiu, pričom brzdné usporiadanie striedavého meniča stále môže byť nedostatočne dimenzované.
6. Viac vypnutí, nižšia dostupnosť a náročnejšia analýza príčin porúch
Keď sa prekrývajú tepelné, mechanické a DC-bus účinky, príznaky môžu vyzerať nesúvisiaco. Jedna strojová jednotka môže po niekoľkých cykloch vykazovať vypnutia spôsobené preťažením; iná môže v lete ukazovať iba teplotné upozornenie; tretia môže spôsobiť opotrebovanie spojky bez poruchy pohonnej jednotky. To zvyšuje náklady na diagnostiku straty dostupnosti, pretože porucha často závisí od postupnosti udalostí, nie od jediného ustáleného stavu.
Namiesto zvyšovania prahov ochrany zaznamenajte počet štartov za hodinu, dĺžku štartu, maximálny prúd, teplotu vinutia alebo rámu, udalosti na DC-buse a kódy vypnutí. Porovnajte tieto hodnoty medzi normálnymi a náročnými výrobnými zmenami. V praxi sa vzor stáva jasnejší, keď sa prevádzkové údaje analyzujú ako cyklus, nie ako izolované snímky.
Výhoda individuálnej úpravy ENNENG
Žiadne dve priemyselné zariadenia nemajú rovnaké priestorové ani mechanické obmedzenia. eNNENG sa vyznačuje tým, že neposkytuje iba štandardné katalógové výrobky; špecializujeme sa na dodávku dodáva motor s trvalým magnetom na mieru prispôsobený vašej špecifickej aplikácii.
Podporované naším elitným výskumným a vývojovým tímom, ktorý tvoria inžinieri z Národného centra pre výskum trvalých magnetov na báze vzácnych zemín, a zabezpečené desiatkami patentov, prispôsobujeme riešenia pre vysoké napätie (6 kV/10 kV) aj nízke napätie (380 V/660 V/1140 V) tak, aby zodpovedali vašej existujúcej infraštruktúre. Od zariadení na úpravu vody a ropných vrtov až po výbušne nebezpečné ťažobné prostredia ponúkame optimálny výkon tam, kde univerzálne motory zlyhávajú.
Ak hodnotíte komerčné trvalé magnetické motory na predaj a potrebujete technicky navrhnuté pohonné riešenie, ktoré zaručuje účinnosť a dlhú životnosť, ENNENG je váš dôveryhodný partner. Kontaktujte ENNENG už dnes .Porozprávajte sa s naším technickým inžinierskym tímom, aby ste dostali prispôsobený návrh pohonnej sústavy.
- WhatsApp:+86 18562780228
- E-mail: [email protected]
- Telefón: +86 532 66000559
