Які найпоширеніші сценарії застосування двигунів постійного струму з постійними магнітами (PMSM) у сучасній трансформації важкої промисловості

Пройдіть крок за кроком сталеплавильний завод, підземну золоту шахту або завод із виробництва гумових сумішей під час енергетичного аудиту — і найбільші споживачі електроенергії будуть приховані на виду. Центрифугальні шламові насоси, що працюють проти частково закритих заслінок на напірному трубопроводі, вентилятори вихідних газів з печей, обмежені вхідними заслінками, гвинтові компресори, що перемикаються між режимами навантаження та холостого ходу, і повільні мішалки, що обертаються через протікаючі багатоступінчасті редуктори, швидко «з’їдають» бюджет електроенергії за зміну. Стандартні асинхронні двигуни неспроможні впоратися з такими завданнями, оскільки ковзання ротора, нагрівання міді ротора за рахунок індукованих струмів та різке падіння ККД при навантаженні нижче 50 % перетворюють години роботи на частковому навантаженні на електричні втрати.

Інженери підприємств, які модернізують потужні лінії на Sinopec, Шаньдунській золотій шахті та Linglong Tire, долають ці вузькі місця, поєднуючи перетворювачі частоти (VFD) із Permanent Magnet Motor PMSM .ENNENG розробляє та виробляє ці постійномагнітні обертові машини в єдиному діапазоні потужності від 5 кВт до 5 МВт і діапазоні напруги від 110 В до 690 В, а також вертикальні генератори для вітрових турбін потужністю від 1 кВт до 10 кВт (моделі на 3 кВт, 5 кВт та 10 кВт). Оскільки магнітне поле створюється високоякісними магнітами NdFeB (неодим-залізо-бор), вбудованими в ротор, без потреби у зовнішньому збудженні від мережі, втрати в міді ротора зникають повністю, а привід синхронізується з частотою статора.

Робочі коні зі змінним крутним моментом: компресори, насоси та витяжні вентилятори

Найшвидше окуплення при модернізації важкої промисловості зазвичай спостерігається на обладнанні для переміщення рідин та повітря, де попит змінюється від години до години.

1. Ротаційні гвинтові повітряні компресори та заводські повітряні мережі

Стиснене повітря становить 15–30 % рахунку за енергоспоживання на заводі, проте повітряні мережі в цехах половину доби працюють нижче пікового навантаження. Традиційні асинхронні двигуни, що працюють з гвинтовими або системами завантаження/розвантаження компресорів, споживають значний реактивний струм навіть під час зниження споживання повітря. Поєднання спеціалізованого ПЧ (VFD) із ENNENG Високоефективний двигун PMSM дозволяє компресору динамічно відстежувати тиск повітря на підприємстві. Оскільки втрати в міді ротора дорівнюють нулю, підвищення температури двигуна на 20 К нижче, ніж у асинхронних одиниць, — і залишається меншим за 60 К під час тривалих змін, — тому двигун витримує часті зміни швидкості без перегріву ізоляції статора. У підтверджених модернізаціях компресорні установки зі змінною частотою Permanent Magnet Motor PMSM зменшують споживання електроенергії до 50%та одночасно усувають пікові навантаження при прямому пуску.

2. Шламові насоси, системи охолодження та вентилятори індукційного нагнітання для печей

У центробіжних насосах та промислових вентиляторах закони подібності працюють на користь оператора: зниження швидкості обертання вала на 20 % майже наполовину зменшує потужність, а для забезпечення 50 % витрат повітря потрібно лише приблизно 1/8 потужності при повному навантаженні. Проблема полягає в тому, що стандартні асинхронні двигуни швидко втрачають ефективність та коефіцієнт потужності, як тільки швидкість ПЧВ опускається в діапазон 30–60 % навантаження. ENNENG Синхронний двигун із постійними магнітами та Permanent Magnet Motor PMSM підтримує плоску плато ефективності IE5 (відповідно до стандартів IEC 60034-30-1 та IEC TS 60034-30-2) у діапазоні навантаження від 25 % до 120 % номінального, працюючи на 2–5 % ефективніше у номінальній точці й ще ефективніше при частковому навантаженні. Підтримка коефіцієнта потужності 0,95–1,0 (порівняно з 0,86 у асинхронних двигунів) зменшує струм у мережі більш ніж на 10 %, звільняючи потужність трансформатора й дозволяючи підприємствам відмовитися від дросельних клапанів.

Лінії з постійним крутячим моментом та важкими механічними навантаженнями: мішалки та конвеєри

Там, де рідинні системи прагнуть до кубічної економії за рахунок зниження швидкості, важкі лінії транспортування матеріалів та компаундування потребують чистого крутячого моменту на валу на низьких обертах і механічної стійкості.

1. Внутрішні гумові мішалки, екструдери та валкові прокатні станки

Лінії компаундування в гумовій шинній промисловості раніше спиралися на постійного струму двигуни або високошвидкісні асинхронні двигуни, прикріплені до багатоступеневих редукторів. Ці редуктори витрачають електроенергію на тертя в мастильній олії, протікають і потребують вирівнювання. Завдяки розміщенню більшої кількості постійних магнітів на роторі компанія ENNENG створила низькошвидкісний високомоментний Безредукторний постійного магніту двигун який обертається безпосередньо з однозначною частотою обертів за хвилину й з’єднується безпосередньо з валом мішалки або екструдера, без редуктора. У комерційних шинних лініях компанії Linglong Tire заміна редукторних приводів на ENNENG Permanent Magnet Motor PMSM забезпечила підтверджене зниження споживання електроенергії на 7 % до 40 % при одночасному повному усуненні простоїв через редуктори.

2. Конвеєри для руди в шахтах, подавачі шламу та важкі лебідки

У підземних шахтних галереях або запилених тунелях для клінкеру цементу простір обмежений, а монтаж замінного редуктора триває дні. Оскільки Синхронний двигун із постійними магнітами забирає тепло з ротора й працює на 20 К холодніше; інженери ENNENG розробляють двигун на одну–дві рамкові розмірності меншим за асинхронний двигун з такою самою потужністю у кіловатах. Пряме з’єднання усуває проміжні валі, муфти та проблеми з встановленням охоронних пристроїв за вимогами OSHA 1910.219, одночасно зберігаючи рівень шуму нижче 55 дБ і вібрацію в межах стандартів ISO 10816 та ISO 20816. Замкнена система керування частотним перетворювачем, що відповідає вимогам ANSI/NEMA MG 1 Part 31 та NFPA 70, забезпечує плавне S-подібне стартування навантажених конвеєрів.

Перелік перевірки на місці перед визначенням параметрів модернізації

Підтримується спеціалістами Національного інженерного центру по постійних магнітах на основі рідкісних земель та десятками патентів; ENNENG адаптує кожен Permanent Magnet Motor PMSM та Синхронний двигун із постійними магнітами у діапазоні низької напруги (110 В–690 В, 380 В/660 В/1140 В) та високої напруги (6 кВ/10 кВ). Перед затвердженням модернізації інженерні керівники мають перевірити три параметри:

• Фіксувати цикли роботи за змінами: Розділяти машини з постійним крутним моментом (конвеєри, мішалки) від навантажень зі змінним крутним моментом (насоси, вентилятори) й фіксувати споживання у кВт.

• Узгодити перетворювач та кабелі: Підібрати перетворювач із Permanent Magnet Motor PMSM з відповідним частотним перетворювачем, перевірити електромагнітну сумісність (EMC) та підтвердити ізоляцію за ANSI/NEMA MG 1, частина 31.

• Забезпечити надійне обслуговування на місці: Вказати ступінь захисту IP55/IP65 для вологих або запилених приміщень, регулярно змащувати ізольовані підшипники та очищати ребра охолодження, щоб підтримувати підвищення температури нижче 60 K.

Зверніться до інженерів ENNENG

Зв’яжіться з Інженерною службою підтримки ENNENG з логами двигунів або технічними даними, щоб отримати індивідуальний Permanent Magnet Motor PMSM проект модернізації:

• WhatsApp:+86 18562780228
• Електронна пошта:  [email protected]
• Телефон:  +86 532 66000559

Часті запитання

Питання: Які машини важкої промисловості забезпечують найшвидший термін окупності при заміні на двигуни постійного струму з постійними магнітами (PMSM)?

А: Промислове обладнання з високим річним часом роботи та змінним або важким моментом навантаження забезпечує найшвидшу окупність капіталовкладень. Ротаційні гвинтові повітряні компресори забезпечують до 50 % підтверджених електроенергетичних економій завдяки динамічному узгодженню швидкості з частотним перетворювачем (VFD), тоді як низькошвидкісні безредукторні гумові мішалки та конвеєри для гірничодобувної промисловості економлять 7–40 % електроенергії й усувають дороге технічне обслуговування механічних редукторів.

П: Чому синхронний двигун з постійними магнітами перевершує стандартні асинхронні двигуни у насосах і вентиляторах, що працюють на частковому навантаженні?

А: Стандартні асинхронні двигуни різко втрачають ефективність і коефіцієнт потужності, коли частотні перетворювачі знижують швидкість насосів або вентиляторів нижче 50 % навантаження. Синхронний двигун ENNENG з постійними магнітами усуває втрати в міді ротора й забезпечує стабільний рівень ефективності IE5 у діапазоні навантаження від 25 % до 120 %, а також коефіцієнт потужності від 0,95 до 1,0, що зменшує струм у мережі більше ніж на 10 %.

П: Які варіанти потужності, напруги та способів кріплення ENNENG може адаптувати для модернізації у важкій промисловості?

А: ENNENG адаптує пакети постійномагнітних двигунів PMSM та промислових генераторів у єдиному діапазоні потужності від 5 кВт до 5 МВт і робочого діапазону напруги від 110 В до 690 В (включаючи варіанти 380 В/660 В/1140 В та 6 кВ/10 кВ), а також вертикальні генератори для вітрових турбін потужністю від 1 кВт до 10 кВт, з акцентом на моделі потужністю 3 кВт, 5 кВт і 10 кВт. Універсальні корпуси за стандартами IEC/NEMA та фланці безпосереднього приводу сумісні з існуючими фундаментами підприємств.