EN
Keď továreň posudzuje spotrebu energie ventilátorov, diskusia sa často zastaví u účinnosti motora. Tým sa však vynechá druhá otázka týkajúca sa elektrického systému: koľko prúdu musí dodávať zdroj, aby podporoval vykonávanú prácu? PMSM pre priemyselné ventilátory môžu túto situáciu zlepšiť, pretože synchronný motor s permanentnými magnetmi nepotrebuje magnetizačný prúd rotora rovnakým spôsobom ako indukčný motor. Užitočná odpoveď je však presnejšia než jednoduché tvrdenie „PMSM znamená lepší účiník“. V továrni sa pozoruje kombinované správanie motora, meniča frekvencie (VFD), nastavení riadenia, cyklu prevádzky ventilátora a harmonického prostredia.
Pre inžiniera, ktorý porovnáva balíček trvalého magnetu PMSM s balíčkom indukčného ventilátora, praktickým cieľom nie je len nápis na štítku. Ide o nižší nadbytočný prúd, stabilnú reguláciu ventilátora a merateľné zlepšenie reálnych prevádzkových podmienok v zariadení.
Začnite zmenami účiníka v systéme ventilátora
Účiník opisuje, ako účinne sa zdánlivý výkon premieňa na užitočný skutočný výkon. V konvenčnom striedavom motore sa jalový výkon používa na vytvorenie magnetických polí potrebných na vytváranie krútiaceho momentu. Zaberá kapacitu transformátorov, káblov, rozvádzačov a generátorov, aj keď priamo neotáča ventilátor. Nižší účiník preto zvyšuje prúd pri danom požiadavku v kW, čím sa zvyšujú straty v vodičoch a spotrebúva sa kapacita rozvodnej siete.
Indukčný motor vytvára magnetické pole svojho rotora prostredníctvom magnetizačného prúdu. A PMSM pre priemyselné ventilátory používa trvalé magnety na rotore, čo umožňuje znížiť magnetizačnú zložku na svorkách motora. Pri vhodnej regulácii prúdu sa prúd statora môže lepšie zosúladiť s osou vytvárajúcou krútiaci moment. To je elektrický mechanizmus, ktorý vytvára možnosť zlepšiť účiník.
Existuje dôležitá hranica: účiník na svorkách motora nie je automaticky rovnaký ako účiník na vstupnom rozvádzači výrobného závodu. Ak je ventilátor poháňaný frekvenčným meničom (VFD), vstupný usmerňovač meniča, DC linka, vstupný reaktor, pasívne alebo aktívne filtrovanie harmonických zložiek a celková záťaž závodu ovplyvňujú hodnotu účiníka, ktorú zaznamenáva dodávateľský meter.
Prečo je výhoda často významná pre priemyselné ventilátory
Ventilátory sú silnými kandidátmi, pretože požiadavky na prietok vzduchu sa často menia. Namiesto regulácie klapiek pri konštantnej rýchlosti motora môže frekvenčný menič znížiť rýchlosť ventilátora tak, aby zodpovedala požiadavkám na vetranie, chladenie alebo technologický proces. Zákony o podobnosti ventilátorov uvádzajú, že prietok sa približne mení úmerné rýchlosti, tlak sa približne mení úmerné druhej mocnine rýchlosti a výkon na hriadeli sa približne mení úmerné tretej mocnine rýchlosti. Preto už mierny pokles rýchlosti môže výrazne znížiť skutočnú spotrebu energie.
Práve v tomto rozsahu prevádzky za zníženej záťaže je výber motora rozhodujúci. Stále magnetické motory dokážu udržiavať výhodnú účinnosť a riaditeľnosť v širokom rozsahu rýchlostí, ak sú motor a frekvenčný menič správne prispôsobené. A PMSM pre priemyselné ventilátory môže tak znížiť nielen spotrebu kW, ale aj zaťaženie reaktívnym prúdom spojené s indukčným motorom. Tieto dva efekty sú navzájom súvisiace, no odlišné: nižšia spotreba kW nepotvrdzuje automaticky lepší výkonový faktor a lepší výkonový faktor sám o sebe nepotvrdzuje nižšiu spotrebu kWh.
Výkonový faktor motora vs. vstupný výkonový faktor meniča
Toto rozlíšenie zabraňuje mnohým sklamaniam pri úpravách existujúcich systémov. Na výstupnej strane frekvenčný menič (VFD) dodáva riadený vlnový tvar do motora s trvalými magnetmi (PMSM). Na vstupnej strane šesťimpulzný usmerňovač môže odoberať prúd s nesínusovým priebehom. Posunový účiník môže byť vysoký, zatiaľ čo skutočný účiník je znížený harmonickými skresleniami prúdu.
Z tohto dôvodu by výrobca mal pred a po úprave existujúcich systémov preskúmať aspoň štyri hodnoty:
- Skutočný výkon (kW): užitočný elektrický výkon spotrebovaný ventilátorovým systémom.
- Reaktívny výkon (kVAr): časť výkonu spojená s podporou magnetického poľa a inými reaktívnymi účinkami.
- Zdanlivý výkon (kVA): zaťaženie vyvolané na zdrojovom zariadení.
- Skutočný účiník a celkové harmonické skreslenie prúdu (THD): merané na vstupnej strane frekvenčného meniča (VFD) alebo na príslušnom rozvádzači.
Ak továreň má kondenzátorové banky, je potrebné preskúmať aj ich regulátor. Systém bohatý na frekvenčné meniče môže vyžadovať odlaďovacie reaktory, harmonické filtre alebo aktívny vstup, v závislosti od meraní a hraníc kvality elektrickej energie v zariadení. Pridanie kondenzátorov bez overenia rezonancie a harmonických zložiek nie je bezpečnou náhradou za správne posúdenie vstupu pohonných jednotiek.
Kde modernizácia ventilátorov s trvalým magnetom (PMSM) môže zvýšiť výrobnú kapacitu továrne
Zvážte vetračnú banku, ktorá sa strieda medzi nízkym, stredným a vysokým požiadavkami. Pri indukčnom motore, ovládaní klapkami a zlých podmienkach čiastočného zaťaženia môže systém odoberať viac prúdu, ako vyžaduje množstvo prečerpávaného vzduchu. Nahradenie stratégie riadenia frekvenčným meničom a motorom s trvalými magnetmi (PMSM) pre priemyselné ventilátory umožňuje systému znížiť otáčky, keď to proces umožňuje. Nižší požiadavok na krútiaci moment zníži spotrebu kW, zatiaľ čo vzbudzovacie vlastnosti motora môžu znížiť jalovú zložku na strane motora.
Výsledok môže priniesť užitočné uvoľnenie kapacity v zariadeniach v hornej časti siete. Nižší prúd zníži straty I²R v napájacích vedeniach a môže pomôcť vyhnúť sa preťaženiu transformátorov alebo generátorov, ktoré je určené celkovým združeným výkonom (kVA), nie len aktívnym výkonom (kW). Napriek tomu sa výhoda musí vypočítať na základe nameraných intervalov, nie odvodiť z menovitých údajov o motore.
Päť kontrolných krokov pred výberom ventilátorového balíčka s trvalým magnetickým synchrónnym motorom (PMSM)
- Zmapujte skutočný pracovný cyklus. Zaznamenajte rýchlosť ventilátora, tlak, približný prietok vzduchu, spotrebovaný výkon v kW a dobu prevádzky. Ventilátor, ktorý pracuje približne pri jednom pevnom bode, nemusí ospravedlniť rovnaké konštrukčné rozhodnutie ako ventilátor s veľkou dennou variabilitou.
- Potvrďte kompatibilitu s frekvenčným meničom (VFD). Menič musí podporovať riadenie PMSM s parametrami uvádzanými pri uvádzaní do prevádzky, ktoré sú založené na údajoch o motore poskytnutých výrobcom. Riadenie bez snímača a riadenie so snímačom (napr. enkóderom) majú rozdielne dôsledky pre štartovanie a prevádzku pri nízkych rýchlostiach.
- Uveďte miestо merania. Uveďte, či je kritériom prijatia faktor výkonu na strane motora, skutočný faktor výkonu na vstupе frekvenčného meniča (VFD), prívod do rozvádzača motorov (MCC) alebo prívod do zariadenia. Tieto hodnoty nie sú navzájom zameniteľné.
- Prehľad harmonických zložiek a existujúcich zariadení na kompenzáciu. Pred dokončením modernizácie odmerajte celkový harmonický obsah prúdu (THD) a preskúmajte prepínanie kondenzátorových batérií, reaktory a zaťaženie transformátorov.
- Skontrolujte mechanickú zhodu ventilátora. Požiadavky na krútiaci moment a rýchlosť, zotrvačnosť, ložiská, upevnenie a výkon pri prenose vzduchu musia zodpovedať novému prevádzkovému rozsahu. Motor s vysokou účinnosťou nemôže napraviť nesprávne vybraný ventilátor ani obmedzujúcu potrubnú sieť.
Praktický plán overenia
Požiadajte dodávateľa alebo integrátora, aby definoval základný stav a prijímaciu skúšku. Zaznamenajte tri reprezentatívne prevádzkové body namiesto jediného snímku pri plnej rýchlosti. V každom bode zaznamenajte napätie, prúd, kW, kVAr, kVA, skutočný účiník, celkový harmonický obsah prúdu (THD), rýchlosť ventilátora a stav procesu. Porovnajte ekvivalentné podmienky prietoku vzduchu alebo tlaku a potom prejdite údaje s inžinierom zodpovedným za kvalitu elektrickej energie v závode.
Pri medzinárodných projektoch by sa triedy účinnosti a metódy skúšania mali overiť vzhľadom na požiadavky príslušného trhu. IEC TS 60034-30-2 poskytuje relevantný kontext pre triedy účinnosti striedavých motorov s premennou rýchlosťou, avšak nep nahradí elektrickú štúdiu špecifickú pre dané miesto. Podobne vysoká klasifikácia účinnosti nezaručuje, že vstup meniča spĺňa konkrétne požiadavky dodávateľa elektrickej energie týkajúce sa účiníka alebo harmonických zložiek.
Keď PMSM nie je jedinou odpoveďou
PMSM pre priemyselné ventilátory nie je automaticky správnou modernizáciou pre každý ventilátor. Ak ventilátor pracuje nepretržite pri stabilnom prevádzkovom bode, vhodne dimenzovaný indukčný motor s vysokou účinnosťou môže byť jednoduchšou a ekonomickejšou možnosťou. Ak je hlavným problémom distribučného systému harmonická skreslenie spôsobené množstvom existujúcich meničov, zlepšenie výstupného správania jedného motora samo o sebe nerieši problém na úrovni celého zariadenia.
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
