Prečo PM synchrónny motor pomáha továrňam zlepšiť celkovú kvalitu elektrickej siete vnútorných systémov napájania

Prečo synchrónny motor s permanentnými magnetmi pomáha továrňam zlepšiť kvalitu vnútornej elektrickej siete

Kvalita elektrickej energie v továrňach sa často diskutuje až po nepríjemnom vypnutí, prehriati transformátora alebo keď sa výrobná linka správa inak pri súčasnom štarte niekoľkých veľkých pohonných jednotiek. Avšak problém začína skôr: v bode, kde sa stretávajú motor, jeho zaťaženie, spôsob riadenia a distribučný systém závodu. Synchrónneho motora s permanentnými magnetmi synchrónny motor s permanentnými magnetmi môže pomôcť zlepšiť túto situáciu, najmä pri premennorýchlostných čerpadlách, ventilátoroch, kompresoroch a technologických pohonných jednotkách. Dôležitým upresnením je, že výhoda vyplýva z riadne navrhnutého systému motor–pohonná jednotka, nie len z údajov na typovom štítku motora.

Z hľadiska obstarávania by sa modernizácia napájacieho systému mala posudzovať nielen z hľadiska počiatočných nákupných nákladov, ale aj z hľadiska prevádzkového správania počas celého životného cyklu. Pohonná sústava s nižšími stratami môže znížiť požadovaný prúd pre rovnakú mechanickú prácu; dôkladný výber a uvádzanie do prevádzky meničov tiež môže zabrániť zbytočnému skresleniu vnútornej siete. V praxi je užitočnou otázkou: ktoré merania ukážu, či daná inštalácia pomáha presne tejto továrni? Synchrónneho motora s permanentnými magnetmi inštalácia pomáha tejto konkrétnej továrni?

Kvalita elektrickej energie vo výrobnej hale zahŕňa viac než len účet za dodávku elektriny

Interná kvalita elektrickej energie opisuje, ako spoľahlivo a čisto sa elektrická energia dodáva do záťaží v rámci miesta. Inžinieri zvyčajne sledujú kolísanie napätia, nesymetriu napätia, účiník, harmonické zložky prúdu, harmonické zložky napätia, nárazový prúd, blikanie a tepelné zaťaženie káblov a transformátorov. Tieto premenné navzájom interagujú. Technologická linka môže mať dostatočnú inštalovanú výkonovú kapacitu v kW a napriek tomu trpieť poklesmi napätia počas štartov, skresleným prúdom zo zle nakonfigurovaných pohonných jednotiek alebo nerovnomerným zaťažením fáz, čo skracuje životnosť zariadení.

Preto Synchrónneho motora s permanentnými magnetmi je potrebné posúdiť ako súčasť systému. Samotný motor má rotor s permanentnými magnetmi a zvyčajne sa používa spolu s vhodne prispôsobeným frekvenčným meničom (VFD). VFD formuje napätie a prúd dodávané do motora; na výsledok pozorovaný na závode tiež vplývajú reaktory v predchádzajúcom obvode, filtre, dĺžka kábla, impedancia transformátora, frekvencia prepínania, uzemnenie a ladenie regulácie.

Ako môže synchronný motor s permanentnými magnetmi znížiť elektrické zaťaženie

Nižšie straty môžu znížiť prúd potrebný na požadovanú výkonovú prácu na hriadeli

Oproti menej účinnému alternatívnemu riešeniu za rovnakých prevádzkových podmienok môže Synchrónneho motora s permanentnými magnetmi vyžadovať menej vstupného výkonu na dodanie požadovaného výkonu na hriadeli. To neznamená automatické odstránenie harmonických skreslení, avšak môže znížiť stály prúd v napájacích vedeniach, straty v kábloch (I²R), zahrievanie transformátorov a úbytok napätia. Tento efekt je najvýznamnejší, keď sa proces dlhodobo prevádzkuje v čiastkovom zaťažení namiesto nepretržitej prevádzky pri jednom menovitom bode.

Jedno rozlišenie je tu dôležité: vysoká účinnosť nie je to isté ako vysoká kvalita elektrickej energie. Účinnosť znižuje nepotrebné straty činného výkonu; kvalitu elektrickej energie stále treba merať na príslušnom zbernici alebo v mieste spoločného pripojenia. IEC TS 60034-30-2 poskytuje rámec tried účinnosti pre striedavé motory s premennou rýchlosťou, zatiaľ čo návrh miesta musí samostatne riešiť správanie meniča a sieťové podmienky.

Ovládaný štart zabraňuje nárazovému prúdu pri priamom pripojení

S frekvenčným meničom Synchrónneho motora s permanentnými magnetmi zrýchľuje s riadenou frekvenciou a krútiacim momentom namiesto náhleho priameho pripojenia. Pre čerpadlo alebo ventilátor to môže výrazne znížiť udalosť štartovacieho prúdu, ktorá inak zníži napätie na slabom vnútornom zbernici a ovplyvní susedné ovládacie systémy. Skutočný nábeh sa stále musí prispôsobiť poháňanému zariadeniu: príliš rýchly nábeh môže vyžadovať nadmerný krútiaci moment, zatiaľ čo neprimerane pomalý nábeh môže odporovať požiadavkám technologického procesu.

Predstavte si čerpadlo na prečerpávanie vody, ktoré je napájané z transformátora, ktorý zároveň napája meracie a balicí zariadenia. Cieľom nie je len spustiť čerpadlo. Cieľom je spustiť ho bez vyvolania poklesu napätia, ktorý by resetoval citlivé zariadenia alebo nútil operátorov manuálne postupne zapínať nesúvisiace záťaže.

Regulácia rýchlosti môže zabrániť nepotrebnému cykleniu a špičkovému výkonovému požiadavku

Ak sa požiadavka na prietok alebo vzduch mení, môžu škrtiace klapky, regulátorové klapky a opakované štarty pri pevnej rýchlosti vytvárať neefektívne prevádzkové režimy. Synchrónneho motora s permanentnými magnetmi pohonný systém s vhodným meničom môže sledovať signál požiadavky hladšie. Menej prudká zmena zaťaženia môže uľahčiť správu vnútorného profilu požiadaviek a tiež znížiť mechanické rázy. Výsledok závisí od charakteristiky zaťaženia, technologických regulácií a minimálnej bezpečnej rýchlosti; nejde o univerzálnu zárukou pre každú aplikáciu.

Menič je kritický pre harmonický výkon

Možno si myslíte: ak je PM motor účinný, práca s kvalitou energie je dokončená. Problém tohto prístupu spočíva v tom, že frekvenčný menič je nelineárna záťaž a jeho vstupná časť môže spôsobiť harmonický prúd. Ak impedancia výrobného zariadenia premení tento prúd na skreslenie napätia, môžu byť ovplyvnené aj iné zariadenia. Dobrý Synchrónneho motora s permanentnými magnetmi projekt preto zahŕňa topológiu meniča a plán zmierňovania už od prvej revízie jednopólovej schémy elektrickej inštalácie.

• Potvrďte kapacitu transformátora, dostupnú poruchovú úroveň, impedanciu prívodu, trasovanie káblov a existujúce nelineárne záťaže.
• Vyberte vstupné usporiadanie frekvenčného meniča pre dané miesto s ohľadom na sieťové reaktory, DC tlmiče, pasívne alebo aktívne harmonické filtre alebo iné vhodné opatrenia na zmierňovanie.
• Prekontrolujte dĺžku kábla medzi meničom a motorom, koordináciu izolácie, uzemnenie a prípadné požadované výstupné filtrovanie na riadenie rizík odrazenej vlny a prúdov cez ložiská.
• Nastavte parametre zrýchlenia, spomalenia, momentových obmedzení a prepínania počas uvádzania do prevádzky namiesto použitia továrenských predvolených hodnôt.
• Merajte pred a po inštalácii za reprezentatívnych výrobných podmienok.

IEEE 519 sa bežne používa ako referenčný štandard pre kontrolu harmonických zložiek v bode spoločného pripojenia, avšak platné ciele závisia od triedy napätia a podmienok skratovej výkonnosti a zaťaženia systému. Mal by slúžiť ako vodítko pre technické posúdenie, nie ako všeobecná etiketa zhody pre motorový balík.

Praktický prehľad modernizácie v továrni

Zvážte zovšeobecnenú výrobnú oblasť s ventilátormi premenného zaťaženia, periodickými poklesmi napätia počas štartovania a transformátorom, ktorý už napája niekoľko frekvenčných meničov. Prvým krokom je základné preskúmanie. Zaznamenajte hodnoty v kW, kVA, účiníka, celkového harmonického skreslenia prúdu a napätia (THD), špičkového výkonu, vyváženia fáz, napätia v zbernici a kľúčových udalostí počas reprezentatívnych smien. Jednohodinový snímok je zvyčajne nedostatočný, ak sa zaťažovacie profily menia medzi jednotlivými šaržami.

Následne definujte mechanické požiadavky: rozsah otáčok, požadovaný štartovací krútiaci moment, zotrvačnosť, profil zaťaženia, teplotu okolia, kryt a prístup na údržbu. Považujte Synchrónneho motora s permanentnými magnetmi výkonové hodnoty ako pevné čísla sú vhodné pre hrubé plánovanie; ak však do výpočtu vstupujú vonkajšie podmienky, prevádzka za preťaženia a skutočný rozsah otáčok, môže sa použiteľný nepretržitý výkonový rozsah výrazne posunúť.

Potom špecifikujte motor, frekvenčný menič a vyššie umiestnené prostriedky na potlačenie rušivých vplyvov ako jeden komplex. Qingdao Enneng Motor Co., Ltd. navrhuje a vyrába motory a generátory s trvalým magnetom vrátane vlastnej schopnosti vinutia, čo umožňuje aplikáciou špecifické diskusie o požiadavkách na vinutie, rámovanie a prevádzkové režimy. Finálny výber stále vyžaduje elektrické a mechanické údaje zákazníka a akékoľvek lokality špecifické tvrdenia je potrebné potvrdiť počas návrhového posudzovania.

Pri uvádzaní do prevádzky porovnajte rovnaký prevádzkový bod pred a po zmene. Skontrolujte, či sa znížili napäťové udalosti súvisiace so štartovaním, či sa zlepšili požiadavky na prúd a teplotné rozpätia a či harmonické hodnoty zostávajú akceptovateľné v zvolenom meracom bode. Ak výsledky nie sú také, ako sa očakávalo, najprv sa pozrite na nastavenia pohona, inštaláciu filtra, rezonanciu siete, uzemnenie a interakciu s inými nelineárnymi zaťaženiami – nie iba na motor.

Čo zahrnúť do špecifikácie synchrónneho motora s permanentnými magnetmi

Urobte kvalitu elektrickej energie merateľným výsledkom

ASynchrónneho motora s permanentnými magnetmi môže prispieť k čistejšiemu a stabilnejšiemu vnútornému napájaniu znížením strát, zmiernením štartov a umožnením hladšej regulácie rýchlosti. Najdôveryhodnejší výsledok však vychádza z prístupu, pri ktorom sa projekt považuje za celok pozostávajúci z motora, meniča a siete. Začnite základným meraním, vyberte frekvenčný menič a opatrenia na ochranu pred rušením pre konkrétnu sieť, starostlivo uvádzajte do prevádzky riadiace systémy a overte dosiahnutý výsledok meraniami za reálneho výrobného zaťaženia.

Pre továrne, ktoré zvažujú modernizáciu na trvalé magnetické motory (PMSM), tento prístup udržiava diskusiu praktickou: menej predpokladov, jasnejšie kritériá prijatia a elektrický systém, ktorý podporuje výrobný proces namiesto toho, aby sa stal jeho skrytým obmedzením.

Výhoda individuálnej úpravy ENNENG

Podporované naším elitným výskumným a vývojovým tímom, ktorý tvoria inžinieri z Národného centra pre výskum a vývoj trvalých magnetov na báze vzácnych zemín, a podopreté 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 čistírní vody a ropných vrtov až po výbušné ťažobné prostredia dodávame optimálny výkon tam, kde sa bežné motory nepreukážu.

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