เหตุใดมอเตอร์ซิงโครนัสแบบแม่เหล็กถาวรจึงมีความสามารถในการรับโหลดเกินได้สูงเมื่อเผชิญกับการเพิ่มขึ้นของโหลดอุตสาหกรรมอย่างฉับพลัน

ลองเดินเข้าไปในโรงงานผสมยางขณะที่ก้อนยางธรรมชาติเย็นๆ ถูกเทลงในเครื่องผสมแบบปิด หรือสังเกตมิเตอร์กระแสไฟฟ้าบนเครื่องบดหินแบบกรามขณะที่หินเปียกเข้าไปในห้องบด แกนเพลาจะต้องสร้างแรงบิดสูงทันทีก่อนที่วัสดุจะเริ่มแยกตัวออกจากกัน สำหรับระบบขับเคลื่อนรุ่นเก่าที่ใช้มอเตอร์เหนี่ยวนำร่วมกับเกียร์ สามวินาทีแรกนี้คือช่วงเวลาที่อุปกรณ์มักเสียหาย โรเตอร์เกิดการเลื่อนตัวอย่างรุนแรง กระแสไฟฟ้าพุ่งสูงเกินขีดจำกัดของเบรกเกอร์ แท่งโรเตอร์ร้อนจัดจากความร้อนที่เกิดขึ้นเอง และฟันเฟืองต้องรับแรงกระแทกอย่างรุนแรง

ENNENG ออกแบบและผลิตมอเตอร์หมุนแบบแม่เหล็กถาวรที่ทนทานต่อภาระงานหนักเช่นนี้ โดยครอบคลุมช่วงกำลังตั้งแต่ 5 กิโลวัตต์ ถึง 5 เมกะวัตต์ และช่วงแรงดันไฟฟ้าตั้งแต่ 110 โวลต์ ถึง 690 โวลต์ รวมทั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าลมแบบแกนตั้ง (vertical axis wind turbine generators) ขนาด 1–10 กิโลวัตต์ (มีรุ่น 3 กิโลวัตต์ 5 กิโลวัตต์ และ 10 กิโลวัตต์) ด้วย การเปลี่ยนมาใช้มอเตอร์แบบ มอเตอร์แบบพีเอ็มซิงโครนัส เปลี่ยนวิธีที่มอเตอร์จัดการกับแรงกระแทก โดยต้องออกแบบขนาดของมอเตอร์ให้สอดคล้องกับรูปแบบแรงกระแทกจริง แทนที่จะใช้ค่ากำลังไฟฟ้าในแคตตาล็อกเป็นเกณฑ์ แทนที่จะพึ่งพากระแสที่เหนี่ยวนำขึ้นในโรเตอร์ซึ่งตามหลังภาระงาน มอเตอร์ที่ใช้โรเตอร์ทำจากแม่เหล็กถาวรชนิด NdFeB (เนโอไดเมียม-ไอรอน-โบรอน) จะสร้างสนามแม่เหล็กของตัวเองขึ้นมาที่เพลาตั้งแต่ความเร็วรอบศูนย์

สิ่งที่เกิดขึ้นภายในมอเตอร์ขณะเกิดแรงโหลดพุ่งสูงชั่วคราว

เมื่อสายพานลำเลียงในเหมืองเริ่มทำงานใหม่ภายใต้น้ำหนักแร่ หรือปั๊มสลายของไหลเริ่มดันสิ่งอุดตันออกจากท่อ แรงโหลดแบบก้าวกระโดดจะส่งผ่านโดยตรงเข้าสู่ช่องว่างอากาศ (air gap)

ไม่มีการลื่นของโรเตอร์ หมายถึงความแข็งแกร่งของทอร์กที่เกิดขึ้นทันที

มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสอินดักชันเผชิญภาวะขัดแย้งสองทางขณะเกิดแรงโหลดพุ่งสูงชั่วคราว: เพื่อสร้างทอร์กเพิ่มเติม โรเตอร์จำเป็นต้องหมุนช้าลงเมื่อเทียบกับสนามแม่เหล็กของสเตเตอร์ เพื่อให้กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำผ่านช่องว่างอากาศมากขึ้น หากแรงโหลดพุ่งสูงชั่วคราวดันให้โรเตอร์หมุนช้าเกินจุดสไลป์วิกฤต (breakdown slip point) ทอร์กจะลดลงอย่างเฉียบพลัน และระบบขับเคลื่อนจะหยุดทำงาน มอเตอร์แบบพีเอ็มซิงโครนัส ทำงานบนการเชื่อมต่อแม่เหล็กแบบล็อก ซึ่งขั้วโรเตอร์ตามความถี่ของสตาเตอร์โดยไม่มีการเลื่อน (slip) เมื่อไดรฟ์ความถี่แปรผัน (VFD) ตรวจจับการเปลี่ยนแปลงทอร์กอย่างฉับพลัน การควบคุมเวกเตอร์จะป้อนกระแสไฟฟ้าไปตามแกนทอร์กภายในไม่กี่มิลลิวินาที มอเตอร์แม่เหล็กถาวรแบบ PMSM ให้ทอร์กสูงสุดขณะเร่ง (pull-out torque) ได้อย่างยอดเยี่ยมในทันทีที่เครื่องบดหรือเครื่องผสมจำเป็นต้องฝ่าฟันสิ่งกีดขวาง

การเริ่มต้นใช้งานเครื่องทำความเย็น Surge 20K ทำให้เกิดความแตกต่างอย่างมาก

ความสามารถในการรับโหลดเกินเป็นปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการสะสมความร้อน มอเตอร์ที่ทำงานใกล้ขีดจำกัดความร้อนตามปกติมีพื้นที่เก็บความร้อนเหลือน้อยมากจนแทบไม่สามารถรองรับกระแสไฟฟ้าพุ่งสูงถึง 160% ได้โดยไม่ทำให้ฉนวนชั้นสตาเตอร์เสียหายหรือทำให้แม่เหล็กสูญเสียสมบัติแม่เหล็ก มอเตอร์แบบพีเอ็มซิงโครนัส มีขั้วแม่เหล็กถาวรชนิดเนโอดิเมียม-เหล็ก-โบรอน (NdFeB) ที่ถูกแม่เหล็กไว้ล่วงหน้าแล้ว จึงไม่มีกระแสกระตุ้นไหลผ่านโรเตอร์ และการสูญเสียพลังงานจากความต้านทานของตัวนำทองแดงในโรเตอร์จึงเป็นศูนย์ ในภาวะการใช้งานทั่วไป มอเตอร์ ENNENG มอเตอร์แม่เหล็กถาวรแบบให้ทอร์กสูง ทำงานด้วยอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นต่ำกว่ามอเตอร์แบบเหนี่ยวนำ 20 เคลวิน — รักษาอุณหภูมิไว้ต่ำกว่า 60 เคลวินแม้ในสภาวะใช้งานต่อเนื่อง ค่าพื้นฐานที่เย็นกว่านี้ 20 เคลวินทำหน้าที่เป็นเบาะรองรับความร้อนเมื่อมีการกระชากแบบไซคลิกซ้ำๆ ตามโหมด S3 หรือ S6 ภายใต้กฎเกณฑ์การใช้งาน IEC 60034-1

การตรวจสอบเบื้องต้นบนพื้นโรงงานที่ส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพในการรับแรงกระชาก

ซื้อ มอเตอร์แม่เหล็กถาวรแบบ PMSM การเลือกขนาดมอเตอร์จากกำลังงานตามป้ายชื่อเพียงอย่างเดียวเป็นข้อผิดพลาด ตัวอย่างเช่น มอเตอร์ 200 กิโลวัตต์ที่หมุน 1500 รอบต่อนาที กับมอเตอร์ 200 กิโลวัตต์ที่หมุน 60 รอบต่อนาที จะให้แรงบิดที่เพลาต่างกันอย่างมาก

เลือกขนาดมอเตอร์ตามแรงบิดสูงสุดที่สามารถส่งออกได้ (Pull-Out Torque) และหลีกเลี่ยงการใช้กล่องเกียร์ให้มากที่สุด

เกียร์กลาง คัปปลิงของเหลว หรือชุดสายพานแต่ละตัวจะเพิ่มความคล่องตัว (backlash) และการบิดตัวแบบหมุน (torsional wind-up) ขณะเปลี่ยนโหลด ทันทีที่สิ่งกีดขวางถูกกำจัดออกไป พลังงานศักย์ที่สะสมไว้ในรูปของพลังงานยืดหยุ่นจะกลับคืนเข้าสู่ฟันเฟืองอย่างฉับพลัน ด้วยการเพิ่มจำนวนขั้วแม่เหล็กของโรเตอร์ ENNENG ออกแบบ มอเตอร์ขับตรงเชิงอุตสาหกรรม และ มอเตอร์แบบพีเอ็มซิงโครนัส ให้ทำงานที่ความเร็วที่กำหนดไว้ในหลักหน่วยเดียว โดยเชื่อมต่อโดยตรงกับเพลาของโหลด การกำจัดเกียร์ลดความเร็วออกทำให้ไม่เกิดการสึกหรอของฟันเฟือง ไม่มีการรั่วของน้ำมัน และไม่จำเป็นต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านการป้องกันตามมาตรฐาน OSHA 1910.219 อีกต่อไป ขณะเดียวกันยังควบคุมระดับเสียงให้ต่ำกว่า 55 เดซิเบล และควบคุมการสั่นสะเทือนให้อยู่ภายในขีดจำกัดตามมาตรฐาน ISO 10816 และ ISO 20816 ในการผลิตยางของบริษัท Linglong Tire การปรับปรุงระบบขับตรงช่วยลดค่าไฟฟ้าได้ 7% ถึง 40% เปอร์เซ็นต์ ในขณะที่คอมเพรสเซอร์อากาศแบบปรับความต้องการได้ที่บริษัท Sinopec และเหมืองทองคำซานตง ช่วยลดการใช้ไฟฟ้าได้สูงสุดถึง 50%.

จับคู่ค่ากระแสสูงสุดของอินเวอร์เตอร์และฉนวนหุ้มขดลวด

เอ มอเตอร์แบบพีเอ็มซิงโครนัส มอเตอร์จะดึงแรงออกมาเท่าที่อินเวอร์เตอร์อนุญาตเท่านั้น หากมอเตอร์สามารถรองรับทอร์กสูงสุดได้ถึง 200% แต่อินเวอร์เตอร์มีขีดจำกัดกระแสสูงสุดเพียง 110% อุปกรณ์ขับเคลื่อนจะตัดการทำงานทันทีที่เกิดกระแสกระชาก ผู้รวมระบบจำเป็นต้องจับคู่อัตราความสามารถในการรับโหลดเกินของอินเวอร์เตอร์ให้สอดคล้องกับขั้นตอนการเปลี่ยนทอร์กที่รุนแรงที่สุด เนื่องจาก มอเตอร์แม่เหล็กถาวรแบบ PMSM ทำงานที่ค่าแฟกเตอร์กำลัง (power factor) ระหว่าง 0.95 ถึง 1.0 ภายใต้ภาระงานตั้งแต่ 25% ถึง 120% โดยกระแสเริ่มต้นต่ำกว่ามอเตอร์แบบอินดักชันมากกว่า 10% ซึ่งช่วยลดความร้อนที่เกิดขึ้นในสายเคเบิลและอุปกรณ์ควบคุมความเร็วแบบแปรผัน (VFD) ขดลวดสตาเตอร์ยังต้องสอดคล้องตามข้อกำหนด ANSI/NEMA MG 1 ส่วนที่ 31 เกี่ยวกับแรงดันไฟฟ้ากระชาก และข้อบังคับการต่อกราวด์ของ NFPA 70

การระบุมอเตอร์ที่พร้อมรับแรงดันกระชากโดยไม่ต้องคาดเดา

สนับสนุนโดยวิศวกรจากศูนย์วิศวกรรมแม่เหล็กถาวรจากแร่หายากแห่งชาติ และมีสิทธิบัตรจำนวนมาก ENNENG ออกแบบและผลิตมอเตอร์แบบเฉพาะทาง มอเตอร์แบบพีเอ็มซิงโครนัส และ มอเตอร์แม่เหล็กถาวรแบบ PMSM สำหรับแรงดันไฟฟ้าตั้งแต่ 110V ถึง 690V (รวมทั้ง 380V/660V/1140V) และโครงสร้างแบบ 6kV/10kV ซึ่งมีขนาดเล็กกว่ามอเตอร์แบบอินดักชันหนึ่งถึงสองไซส์ ก่อนเผยแพร่เอกสารรายละเอียดการผลิต ผู้นำโครงการควรยืนยันข้อมูลสำคัญสามประการให้แน่นอน

• วิเคราะห์วงจรแรงดันกระชาก: บันทึกค่าทอร์กแบบต่อเนื่อง ค่าทอร์กกระแทกสูงสุด ระยะเวลาของแรงดันกระชาก (วินาที) และความถี่ต่อชั่วโมง

• ประสานเซ็นเซอร์ของไดรฟ์: เชื่อมต่อโพรบที่ใช้วัดอุณหภูมิด้วย PT100 และเอนโค้เดอร์เข้ากับลอจิกของ VFD เพื่อลดภาระงานอย่างปลอดภัย

• ดูแลบำรุงรักษาส่วนสนามอย่างสม่ำเสมอ: หล่อลื่นตลับลูกปืนที่มีฉนวนกันไฟฟ้า ทำความสะอาดฝุ่นออกจากครีบระบายความร้อนเพื่อรักษาระดับการเพิ่มอุณหภูมิไม่เกิน 60K และตรวจสอบการจัดแนวให้ถูกต้อง

ติดต่อวิศวกร ENNENG

ติดต่อ การสนับสนุนด้านวิศวกรรมจาก ENNENG ทีมงานพร้อมกราฟเส้นโค้งการเปลี่ยนแปลงโหลดแบบฉับพลัน เพื่อออกแบบให้เหมาะกับความต้องการเฉพาะ มอเตอร์แบบพีเอ็มซิงโครนัส แผ่นข้อมูลการผลิต:

• วอตส์แอป: +86 18562780228
• อีเมล:  [email protected]
• โทรศัพท์: +86 532 66000559

คำถามที่พบบ่อย

คำถาม: ทำไมมอเตอร์ซิงโครนัสแบบแม่เหล็กถาวร (PM Synchronous Motor) จึงสามารถรองรับการเพิ่มโหลดแบบฉับพลันในภาคอุตสาหกรรมได้โดยไม่สะดุด ต่างจากมอเตอร์แบบเหนี่ยวนำ?

A:มอเตอร์แบบเหนี่ยวนำอาศัยการลื่นไถลของโรเตอร์ (rotor slip) เพื่อเหนี่ยวนำกระแสไฟฟ้า ดังนั้นเมื่อมีโหลดกระแทกหนัก จะทำให้ความเร็วรอบลดลงอย่างรวดเร็ว และเกิดความร้อนสะสมที่โรเตอร์อย่างรุนแรง ในขณะที่มอเตอร์ซิงโครนัสแบบแม่เหล็กถาวร (PM Synchronous Motor) ใช้แม่เหล็กถาวรชนิดเนโอดิเมียม-เหล็ก-โบรอน (NdFeB) ติดตั้งอยู่ที่โรเตอร์ ซึ่งทำงานสอดคล้องกับสนามแม่เหล็กของสตาเตอร์อย่างสมบูรณ์แบบ เมื่อผสานกับระบบควบคุมเวกเตอร์จากอินเวอร์เตอร์ความถี่แปรผัน (VFD) มอเตอร์ชนิดนี้จะให้ทอร์กสูงสุดทันทีในช่วงโหลดตั้งแต่ 25% ถึง 120% และทำงานที่อุณหภูมิต่ำกว่ามอเตอร์แบบเหนี่ยวนำถึง 20,000 เคลวิน

คำถาม: การตัดกล่องเกียร์ออกแล้วใช้มอเตอร์แบบแม่เหล็กถาวร (PMSM) จะช่วยปกป้องอุปกรณ์ในช่วงโหลดกระแทกได้อย่างไร?

A:การออกแบบที่มีจำนวนขั้วสูงทำให้มอเตอร์แม่เหล็กถาวรแบบ PMSM ของ ENNENG สามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับเพลาขับที่หมุนช้าได้โดยไม่จำเป็นต้องใช้เกียร์ลดความเร็วระหว่างกลาง การตัดกล่องเกียร์แบบกลไกออกช่วยกำจัดปัญหาการเลื่อนตัว (backlash) การสึกหรอหรือหักของฟันเฟือง และความล้มเหลวของซีลยางกันน้ำมันขณะเกิดแรงบิดกระชากอย่างฉับพลัน พร้อมทั้งยังควบคุมระดับการสั่นสะเทือนให้อยู่ภายในขีดจำกัดตามมาตรฐาน ISO 20816 และระดับเสียงขณะทำงานต่ำกว่า 55 เดซิเบล

คำถาม: ENNENG สามารถผลิตมอเตอร์และระบบจ่ายกำลังในระดับใดสำหรับการใช้งานหนักที่ต้องรองรับแรงดันไฟฟ้าและกำลังงานสูงเป็นพิเศษ?

A:ENNENG ออกแบบและผลิตมอเตอร์แบบซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร (PM Synchronous Motor) และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบกำหนดเอง ครอบคลุมช่วงกำลังตั้งแต่ 5 กิโลวัตต์ ถึง 5 เมกะวัตต์ และช่วงแรงดันไฟฟ้าตั้งแต่ 110 โวลต์ ถึง 690 โวลต์ รวมทั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำหรับกังหันลมแกนแนวตั้งในช่วง 1–10 กิโลวัตต์ โดยเน้นรุ่น 3 กิโลวัตต์ 5 กิโลวัตต์ และ 10 กิโลวัตต์ เป็นพิเศษ ขนาดตัวเรือน มิติของเพลา และขดลวดสำหรับใช้งานร่วมกับอินเวอร์เตอร์ตามมาตรฐาน ANSI/NEMA MG 1 ส่วนที่ 31 ถูกปรับแต่งให้สอดคล้องกับลักษณะการเปลี่ยนแปลงโหลดแบบฉับพลัน (surge profile) ของโรงงานแต่ละแห่งอย่างแม่นยำ