Bakit ang PMSM para sa mga industrial fans ay nagpapabuti sa power factor performance ng mga sistema ng suplay ng kuryente sa pabrika

Kapag sinusuri ng isang pabrika ang paggamit ng enerhiya ng bintilador, madalas na tumigil ang usapan sa kahusayan ng motor. Ito ay nagpapalampas ng pangalawang tanong tungkol sa elektrikal na sistema: gaano karaming kasalukuyan ang kailangang ipadala ng suplay upang suportahan ang gawain? Ang PMSM para sa mga Industrial na Bintilador ay maaaring mapabuti ang larawan na ito dahil ang permanent magnet synchronous motor ay hindi nangangailangan ng rotor magnetizing current sa parehong paraan tulad ng induction motor. Ngunit ang kapaki-pakinabang na sagot ay mas tiyak kaysa sa simpleng pahayag na "PMSM ay katumbas ng mas mahusay na power factor." Ang pabrika ay nakikita ang pinagsamang pag-uugali ng motor, variable frequency drive (VFD), mga setting ng kontrol, siklo ng paggamit ng bintilador, at kapaligiran ng harmonic.

Para sa isang inhinyero na kinukumpara ang isang Permanent Magnet Motor PMSM package sa isang induction-fan package, ang praktikal na layunin ay hindi isang nameplate claim. Ito ay mas mababang hindi kinakailangang kasalukuyan, matatag na kontrol ng hangin, at isang sinusukat na pagpapabuti sa tunay na kondisyon ng operasyon ng pasilidad.

Simulan sa mga pagbabago sa power factor sa isang sistema ng hangin

Ang power factor ay naglalarawan kung gaano kahusay ang nakikita na kapangyarihan ay nababago sa kapangyarihang may kabuluhan. Sa isang konbensyonal na AC motor system, ang reaktibong kapangyarihan ay sumusuporta sa mga magnetic field na kailangan para sa produksyon ng torque. Ito ay umaokupa ng kapasidad sa mga transformer, kable, switchgear, at generator kahit na hindi ito direktang pinapatakbo ang hangin. Kaya naman, ang mas mababang power factor ay nagdudulot ng mas mataas na kasalukuyan para sa isang tiyak na kW na pangangailangan, na nagpapataas ng mga conductor losses at gumagamit ng kapasidad ng distribusyon.

Ang isang induction motor ay lumilikha ng kanyang rotor field sa pamamagitan ng magnetizing current. Ang PMSM para sa mga Industrial na Bintilador ginagamit ang mga permanenteng magnet sa rotor, kaya nababawasan ang bahagi ng magnetisasyon sa mga terminal ng motor. Sa pamamagitan ng angkop na kontrol ng kasalukuyan, maaaring mas maayos na i-align ang kasalukuyang stator sa axis na gumagawa ng torque. Ito ang mekanismong elektrikal sa likod ng oportunidad para sa power factor.

May mahalagang hangganan: ang power factor sa mga terminal ng motor ay hindi awtomatikong katumbas ng power factor sa factory incomer. Kung ang bentilador ay pinapatakbo ng VFD, ang rectifier ng input ng drive, ang DC link, ang line reactor, ang pasibong o aktibong harmonic filtering, at ang natitirang karga ng planta ay lahat nakaaapekto sa bilang na nakikita ng utility meter.

Bakit ang benepisyo ay madalas na makabuluhan para sa mga industriyal na bentilador

Ang mga bentilador ay malakas na kandidato dahil ang pangangailangan sa daloy ng hangin ay madalas na baryable. Sa halip na i-throttle ang mga damper habang tumatakbo ang motor sa pare-parehong bilis, maaaring bawasan ng VFD ang bilis ng bentilador upang tugma sa pangangailangan sa bentilasyon, pagpapalamig, o proseso. Ang mga batas sa bentilador (fan affinity laws) ay nagsasaad na ang daloy ay nagbabago nang humigit-kumulang ayon sa bilis, ang presyon ay nagbabago nang humigit-kumulang ayon sa parisukat ng bilis, at ang kapangyarihan ng shaft ay nagbabago nang humigit-kumulang ayon sa kubo ng bilis. Kaya naman, ang isang maliit na pagbawas sa bilis ay maaaring makabawas nang malaki sa pangangailangan ng tunay na kapangyarihan (real-power).

Ang mas mababang saklaw ng karga na iyon ang lugar kung saan mahalaga ang pagpili ng motor. Ang mga permanent magnet machine ay maaaring panatilihing epektibo at kontrolable sa buong malawak na saklaw ng bilis kapag ang motor at ang VFD ay angkop na pinares. Ang isang PMSM para sa mga Industrial na Bintilador ay maaari kaya nang makabawas sa parehong konsumo ng kW at sa pasanin ng reaktibong kasalukuyan (reactive-current burden) na kaugnay ng isang induction motor. Ang dalawang benepisyo ay magkaugnay ngunit iba: ang mas mababang kW ay hindi nangangahulugang mas mahusay na power factor, at ang mas mahusay na power factor ay hindi nangangahulugang nangangailangan ng mas mababang kWh.

Power factor ng motor laban sa power factor ng input ng drive

Ang pagkakaiba na ito ay nagpipigil sa maraming hindi kasiya-siyang inaasahang resulta sa pagpapalit ng sistema. Sa gilid ng output, ang VFD ay nagbibigay ng isang kontroladong waveform sa Permanent Magnet Motor (PMSM). Sa gilid ng input, ang isang karaniwang six-pulse rectifier ay maaaring kumuha ng non-sinusoidal na kasalukuyan. Ang displacement power factor ay maaaring mataas, samantalang ang tunay na power factor ay nababawasan dahil sa harmonic distortion ng kasalukuyan.

Dahil dito, dapat suriin ng isang pabrika ang hindi bababa sa apat na halaga bago at pagkatapos ng pagpapalit ng sistema:

• Tunay na kapangyarihan (kW): ang kapaki-pakinabang na elektrikal na kapangyarihan na ginagamit ng sistema ng hangin.
• Reaktibong kapangyarihan (kVAr): ang bahagi na nauugnay sa suporta ng magnetic field at iba pang reaktibong epekto.
• Nakikita na kapangyarihan (kVA): ang load na ipinapataw sa kagamitan ng suplay.
• Tunay na power factor at THD ng kasalukuyan: sinusukat sa input ng VFD o sa kaugnay na distribution board.

Kung ang pabrika ay may mga capacitor bank, kailangan din ng pagsusuri ang kanilang controller. Ang isang sistema na may maraming VFD ay maaaring nangangailangan ng detuned reactors, harmonic filters, o active front end depende sa mga sukat at sa mga limitasyon ng power quality ng pasilidad. Ang pagdaragdag ng mga capacitor nang walang pagsusuri sa resonance at harmonics ay hindi ligtas na kapalit para sa tamang pagsusuri sa drive input.

Kung saan ang retrofit ng PMSM fan ay maaaring mapabuti ang kapasidad ng pabrika

Isaisip ang isang ventilation bank na nag-iikot sa mababang, katamtamang, at mataas na demand. Sa isang induction motor, damper control, at mahinang kondisyon sa bahagi ng load, maaaring kumuha ng higit na kasalukuyan ang sistema kaysa sa kinakailangan ng hangin. Ang pagpapalit ng estratehiya ng kontrol gamit ang VFD-driven PMSM para sa Industrial Fans ay nagbibigay-daan sa sistema na bawasan ang bilis kapag pinapahintulutan ng proseso. Ang mas mababang torque demand ay nababawasan ang kW, samantalang ang mga katangian ng excitation ng motor ay maaaring bawasan ang reactive component sa gilid ng motor.

Ang resulta ay maaaring makatulong sa pagbawas ng karga sa mga kagamitan sa itaas na bahagi ng sistema. Ang mas mababang kasalukuyan ay nababawasan ang I²R na pagkawala sa mga feeder at maaaring tumulong upang iwasan ang sobrang karga sa transformer o generator na nakabase sa kVA, hindi lamang sa kW. Gayunpaman, kailangang kalkulahin ang benepisyo mula sa mga sukat na oras, hindi mula sa rated na datos ng motor.

Lima (5) na pagsusuri sa mga teknikal na detalye bago pumili ng pakete ng PMSM na bentilador

• Iguhit ang tunay na siklo ng operasyon. Itala ang bilis ng bentilador, presyon, palatandaan ng daloy ng hangin, kW, at oras ng paggamit. Ang isang bentilador na gumagana malapit sa isang tiyak na punto ay maaaring hindi magbigay ng parehong dahilan para sa pagpili ng disenyo kung ikukumpara sa bentilador na may malawak na pagbabago araw-araw.
• Kumpirmahin ang kakayahang magkapareho ng VFD. Ang drive ay dapat sumuporta sa kontrol ng PMSM, kung saan ang mga parameter sa pagsisimula ay batay sa datos ng motor na ibinigay ng tagagawa. Ang sensorless at encoder-based na kontrol ay may iba't ibang epekto sa pagsisimula at sa mababang bilis.
• Tukuyin ang punto ng pagsukat. Ipaunawa kung ang pamantayan sa pagtanggap ay ang power factor sa gilid ng motor, ang tunay na power factor sa input ng VFD, ang MCC feeder, o ang facility incomer. Ang mga halagang ito ay hindi magkakapalit.
• Suriin ang mga harmoniko at ang umiiral na kagamitan para sa pagwawasto. Sukatin ang kasalukuyang THD at suriin ang pagbabago ng capacitor-bank, mga reactor, at ang pagkarga ng transformer bago isara ang isang retrofit.
• Suriin ang pagkakatugma ng mekanikal na bentilador. Ang mga kinakailangan sa torque at bilis, inertia, mga bearing, pagkakabit, at pagganap ng airflow ay dapat na angkop sa bagong saklaw ng operasyon. Ang isang mataas na kahusayan na motor ay hindi makapagpapabuti ng isang di-angkop na napiling bentilador o ng nakakapagpigil na ductwork.

Isang praktikal na plano para sa pagpapatunay

Itanong sa tagapag-suplay o sa tagapagsama na tukuyin ang batayan at ang pagsubok para sa pagtanggap. Kumuha ng tatlong representatibong operating point imbes na isang solong litrato sa buong bilis. Sa bawat point, i-record ang voltage, kasalukuyang daloy, kW, kVAr, kVA, tunay na power factor, kasalukuyang THD, bilis ng bentilador, at kondisyon ng proseso. Ihambing ang katumbas na airflow o pressure conditions, pagkatapos ay suriin ang mga datos kasama ang power-quality engineer ng planta.

Para sa mga internasyonal na proyekto, dapat suriin ang mga klasipikasyon ng kahusayan at mga pamamaraan ng pagsubok batay sa mga kinakailangan ng lokal na merkado. Ang IEC TS 60034-30-2 ay nagbibigay ng may kaugnayan na konteksto para sa mga klasipikasyon ng kahusayan ng AC motor na may variable-speed, ngunit hindi ito pampalit sa isang elektrikal na pag-aaral na partikular sa lokasyon. Gayundin, ang mataas na klasipikasyon ng kahusayan ay hindi nangangahulugang ang input ng drive ay sumusunod sa tiyak na limitasyon ng power-factor o harmonic ng utility.

Kapag ang PMSM ay hindi ang tanging sagot

Ang isang PMSM para sa mga industrial fan ay hindi awtomatikong ang tamang upgrade para sa bawat fan. Kung ang isang fan ay tumatakbo nang tuloy-tuloy sa isang stable na operating point, maaaring mas simple at ekonomikal ang opsyon ang isang mataas na kahusayan na induction motor na may angkop na sukat. Kung ang pangunahing problema ng distribution system ay harmonic distortion mula sa maraming umiiral na drives, ang pagpapabuti sa output-side behavior ng isang motor ay hindi mag-iisa lamang na lutasin ang isyu sa antas ng pasilidad.

Kung sinusuri mo ang mga komersyal na motor na may permanenteng magnet para sa pagbebenta at kailangan mo ng isang ininhinyerong solusyon sa pagpapatakbo na nagtitiyak ng kahusayan at haba ng buhay, ang ENNENG ang iyong tiwalaan na kasosyo. Makipag-ugnayan sa ENNENG Ngayon .Kausapin ang aming teknikal na koponan ng inhinyero upang makatanggap ng isang pasadyang panukala sa pagpapatakbo.

• Whatsapp:+86 18562780228
• E-mail: [email protected]
• Telepono:  +86 532 66000559