У автомобільних штампувальних цехах, лініях виробництва скляного тари та автоматизованих електронних заводів роторні гвинтові повітряні компресори часто працюють у режимі повного навантаження безперервно (24 години на добу, 7 днів на тиждень), щоб забезпечити неперервний пневматичний тиск. Усередині компактного звукоізольованого корпусу компресора температура навколишнього повітря навколо привідного двигуна регулярно піднімається вище 45–55 °C через теплове випромінювання від повітряного блоку стиснення та резервуара для відокремлення масла. За таких екстремальних теплових умов технічні служби підприємств, які використовують звичайні асинхронні двигуни або недосконало спроектовані двигуни з постійними магнітами, постійно стикаються з аварійними вимкненнями інверторів через перегрів, деградацією мастила підшипників, крихкістю ізоляційного лаку обмотки статора та незворотньою демагнітизацією роторних магнітів.
Стиснення повітря — це принципово енергоємний термодинамічний процес: стиснення атмосферного повітря до 0.8 МПа або 1.0 МПа породжує інтенсивне тепло стиснення, а примусова тривала робота привідного двигуна на 100 % навантаження не залишає жодного часу для відпочинку поза циклом, що необхідний для теплового розсіювання. Якщо двигун має високі внутрішні втрати в мідних обмотках ротора, нагрівання вихровими струмами через гармоніки ПЧ, або недостатню вентиляцію кришки, то накопичення тепла швидко зумовлює перевищення температурою обмоток безпечних меж. Повітряний компресор з постійними магнітами (PMSM) від ENNENG усуває резистивне нагрівання ротора й використовує теплову інженерію з високою коерцитивною силою, щоб гарантувати прохолодну, стабільну роботу без аварійних вимкнень у режимі тривалого неперервного навантаження.
Технічні особливості: Основні причини теплового розбіжного процесу в компресорних приводах у неперервному режимі
Втрати в клітці ротора, гармоніки перемикання ПЧ та рециркуляція тепла під кришкою
Коли традиційний асинхронний двигун з короткозамкненим ротором приводить у дію головну частину гвинтового компресора при неперервному навантаженні 100 %, у стержнях ротора виникають індуковані електричні струми, що спричиняють постійне резистивне нагрівання (I²R). Оскільки ротор підвішений у повітряному зазорі статора, більшість цього тепла ротора має проводитися через вал у підшипники або випромінюватися через повітряний зазор у обмотки статора. Крім того, у гвинтових компресорах зі змінною швидкістю несинусоїдальні гармоніки ШІМ-струму від частотного перетворювача індукують високочастотні вихрові струми поверхневого ефекту на поверхні ротора. У гарячому корпусі компресора це сумарне тепло статора й ротора спричиняє перевищення стандартними двигунами порогів теплового перевантаження під час літніх пікових навантажень.
Нульові втрати в міді ротора та архітектура магнітів UH/SH для роботи при високих температурах
ENNENG Повітряний компресор з постійними магнітами (PMSM) запобігає аномальному перегріву під час безперервної 24/7 роботи під повним навантаженням завдяки трьом фундаментальним особливостям електромагнітного й теплового проектування:
-
Нульові втрати потужності на збудження ротора у вигляді мідних втрат: Оскільки магнітне поле ротора постійно створюється рідкоземельними магнітами без індукованого струму, втрати міді в роторі через I²R знижуються до нуля — що зменшує підвищення температури при повному навантаженні на 15 К–25 К порівняно з асинхронними компресорними двигунами.
-
Неодим-залізо-борові магніти з високою внутрішньою когерцією (класи UH/SH/EH): ENNENG використовує постійні магніти з дифузією важких рідкоземельних елементів у межах зерен, які розраховані на роботу при внутрішніх температурах до 180 °C–200 °C без термічної розмагніченості.
-
Роторна топологія з низькими гармоніками, дробовими пазами та V-подібною формою: Розміщення постійних магнітів глибоко всередині шаруватих роторних осердь із кремнієвої сталі (конструкція IPM) захищає магніти від високочастотних гармонік ПЧП та зменшує вихрові струмові втрати в осерді.
Ключові переваги систем PMSM для повітряних компресорів ENNENG
Примусове повітряне охолодження IC416 та рідинне/олійне охолодження IC71W у діапазоні напруг 110 В–690 В
Щоб подолати високі температури навколишнього середовища під час тривалої роботи на повному навантаженні, інженери ENNENG розробили серію постійних магнітів для повітряних компресорів (PMSM) з архітектурою охолодження, спеціально адаптованою до конкретних застосувань, у єдиному діапазоні напруги 110–690 В. Для повітряних гвинтових компресорів з охолодженням за типом IC416 використовуються незалежні примусові вентилятори, які забезпечують постійний потік охолоджувального повітря великої продуктивності через ребра корпусу з великим кроком незалежно від обертів двигуна. Для надкомпактних або важких умов експлуатації компресорних установок ENNENG пропонує герметичні водяне охолодження або охолодження мастильним маслом за типом IC71W, у яких статорне тепло безпосередньо відводиться в контур теплообмінника компресора, що забезпечує підвищення температури обмоток нижче 60 К. Разом із промисловими двигунами для компресорів ENNENG виробляє генератори з постійними магнітами у єдиному діапазоні потужності 5 кВт–5 МВт (110–690 В) та вертикальні вітрові турбіни потужністю 1–10 кВт (з акцентом на моделі 3 кВт, 5 кВт та 10 кВт).
Відповідає стандартам IEC 60034-1 (режим роботи S1, клас H), ISO 1217 та IEC TS 60034-30-2
Приводні двигуни для промислових повітряних компресорів мають відповідати суворим міжнародним вимогам щодо теплової стійкості й ефективності упаковки. Кожен двигун ENNENG для повітряних компресорів з постійним магнітним полем (PMSM) сертифікований для безперервної роботи в режимі S1 за IEC 60034-1 — це означає, що двигун досягає стабільної теплової рівноваги при 100 % номінальному навантаженні (та перевантаженні з коефіцієнтом експлуатаційної надійності 1,15 або 1,20) необмежено довго, не перевищуючи граничних значень підвищення температури класів B або F, і використовує ізоляцію класу H (180 °C) з вакуумно-тисковою пропиткою (VPI), забезпечуючи значний запас теплової безпеки. Крім того, збереження високої ефективності класу IE5 за IEC TS 60034-30-2 безпосередньо покращує загальні показники питомого енергоспоживання (кВт/м³/хв) компресорного блоку з гвинтовим ротором під час випробувань за додатками C та E до ISO 1217.
Сценарії промислового застосування та керівництво з технічного обслуговування
1. Повітряні гвинтові компресори зі змащуванням маслом та без змащування маслом, робота 24/7
У текстильних повітряно-струминних ткацьких фабриках та на заводах з виробництва скляних пляшок роторні гвинтові компресори працюють у режимі навантаження 95–100 % безперервно навіть під час літніх спалахів жари з температурою до 40 °C. Встановлення на раму компресора моделі ENNENG IC71W або IC416 з постійним магнітним двигуном (PMSM) усуває вимушені відключення вдень через перегрів і забезпечує сталу величину тиску стисненого повітря в цеху.
2. Практичні протоколи вибору, перевірки та технічного обслуговування
Щоб усунути ризики надмірного нагріву під час тривалої роботи повітряних компресорів із постійним магнітним двигуном (PMSM) у повному навантаженні, слід дотримуватися таких інженерних та технічних протоколів обслуговування:
-
Підбір коефіцієнта запасу потужності двигуна за максимальним тиском нагнітання: Переконайтеся, що номінальний показник постійного крутного моменту повітряного компресора з постійним магнітним двигуном (PMSM) охоплює максимальний тиск нагнітання компресора при його розгрузці/вимкненні (включаючи запас коефіцієнта запасу потужності 1,15), щоб струм у режимі повного навантаження ніколи не перевищував значення, вказане на табличці двигуна.
-
Контроль вбудованих термодатчиків статора типу PT100 або PTC: Підключити три дротові детектори температури з опором PT100 або термістори PTC, вбудовані безпосередньо в кінцеві обмотки статора, до ПЛК-контролера компресора, щоб спрацювали попереджувальні сигнали при 130 °C задовго до досягнення межі ізоляції 155 °C/180 °C.
-
Синхронізувати частоту несучого сигналу ПЧ та індуктивність: Встановити частоту перемикання ПЧ компресора в оптимальне діапазон 4–8 кГц, рекомендоване для постійного струму синхронного двигуна (PMSM) повітряного компресора, щоб мінімізувати нагрівання сталі статора та вихрові струми в роторі на високих частотах.
-
Щомісячно очищати фільтри впускного отвору та охолоджувальні каналі. Щомісячно перевіряти фільтрувальні мати впускного отвору шафи компресора та екрани вентилятора IC416, щоб запобігти потраплянню масляного туману й промислового пилу, які можуть ускладнювати конвективну тепловіддачу через корпус двигуна.
Перевага індивідуалізації ENNENG
Виробникам роторно-гвинтових компресорів потрібні надкомпактні двигуни з прямим з’єднанням, що мінімізують складність вирівнювання валів та площу корпусу. ENNENG спеціально проектує серію постійних магнітів для повітряних компресорів у єдиному діапазоні напруг 110–690 В — забезпечуючи інтегровані безключові конічні муфти, які встановлюються безпосередньо на чоловічий гвинтовий роторний вал, рами з охолодженням маслом або повітрям та попередньо відкалібровані криві керування частотним перетворювачем.
Зв’яжіться з ENNENG уже сьогодні.
Звертайтеся до Інженерна команда ENNENG з приводів компресорів визначити термостійкий двигун з постійними магнітами для повітряних компресорів у вашій лінійці гвинтових компресорів безперервної роботи.
-
WhatsApp:+86 18562780228
-
Електронна пошта: [email protected]
-
Телефон: +86 532 66000559
Часті запитання
П: Чому двигун ENNENG з постійними магнітами для повітряних компресорів працює значно холодніше за звичайний асинхронний двигун при повному навантаженні 24/7?
А: Звичайний асинхронний індукційний двигун генерує значне резистивне мідне тепло всередині своєї роторної клітки під час роботи на повному навантаженні. Постійний струм ENNENG для повітряних компресорів використовує високоенергетичні постійні магніти на роторі, повністю усуваючи втрати в міді збудження ротора. У поєднанні з ізоляцією класу H VPI та охолодженням IC416 або IC71W він забезпечує підвищення температури на 15 K–25 K нижче під час безперервного режиму роботи S1.
Питання: Як ENNENG запобігає розмагнічуванню постійних магнітів у гарячих шафах повітряних компресорів?
А: Високі температури та гармонійні струми перетворювача можуть призвести до розмагнічування магнітів низької якості. ENNENG виготовлює свій двигун PMSM для повітряних компресорів із ротором з внутрішніми постійними магнітами (IPM) і висококоерцитивними магнітами NdFeB класу UH/SH, розрахованими на температуру до 180°C–200°C, а також вбудованими термодатчиками PT100, що захищають ротор під час безперервної роботи на повному навантаженні.
Питання: Які діапазони напруги та потужності генерації підтримує ENNENG разом із двигунами для повітряних компресорів?
А: ENNENG виробляє серію постійних магнітів для повітряних компресорів PMSM та промислові двигуни в єдиному діапазоні напруги 110–690 В для відповідності електромережам заводів у всьому світі. Крім приводів для компресорів, ENNENG виробляє генератори з постійними магнітами в єдиному діапазоні потужності 5 кВт–5 МВт та вертикальні вітрові турбіни потужністю 1–10 кВт (з акцентом на моделі потужністю 3 кВт, 5 кВт та 10 кВт).
EN
