Động cơ truyền động trực tiếp loại bỏ tổn thất truyền động phụ thêm cho thiết bị công nghiệp vận hành tốc độ thấp – mô-men xoắn cao

Đi ngang qua một lò quay, máy nghiền nhà máy đường hoặc máy ép hóa chất quay với tốc độ mười lăm vòng mỗi phút, và bộ phận ồn nhất trên bệ thường không phải là tang chủ động — mà là hộp giảm tốc nhiều cấp giữa trục động cơ và trục tải. Mỗi bánh răng trung gian, puli dây đai, đĩa xích và khớp nối dạng lưới đều tiêu hao một phần công suất điện đầu vào trước khi mô-men xoắn truyền tới quy trình. Thay thế chuỗi truyền động cơ khí này bằng một Động cơ dẫn động trực tiếp động cơ truyền động trực tiếp đặt mô-men xoắn sinh ra từ trường điện từ ngay trên trục tải, loại bỏ hoàn toàn các giai đoạn ma sát trung gian.

Các đội bảo trì nhà máy hiểu rõ chi phí tiềm ẩn do hộp giảm tốc gây ra: bu-lông khớp nối bị gãy trong các lần khởi động đột ngột khi nhiệt độ thấp, dầu bôi trơn hộp số bị nhiễm bẩn và từ 5% đến 15% công suất định mức biến mất dưới dạng nhiệt tích tụ trong bể dầu. ENNENG giải quyết vấn đề kém hiệu quả của hệ truyền động ngay từ gốc bằng cách chế tạo các máy nam châm vĩnh cửu đa cực được thiết kế cho nhiệm vụ trục quay tốc độ thấp. Tích hợp một thiết bị ENNENG Động cơ dẫn động trực tiếp vào thiết bị tốc độ thấp, mô-men xoắn cao loại bỏ tổn thất truyền động cơ học đồng thời giải phóng kỹ thuật viên khỏi việc liên tục thay thế lại bộ giảm tốc.

Nơi tổn thất truyền động cơ học làm suy giảm hiệu suất các hệ truyền động thông thường

Một hệ truyền động có bánh răng tiêu chuẩn chuyển đổi kilowatt điện thành chuyển động quay trục tốc độ cao—thường là 1.500 hoặc 1.800 vòng/phút—chỉ để sau đó giảm tốc độ này trở lại thông qua hai hoặc ba cấp bánh răng nghiêng hoặc bánh răng hành tinh. Đánh giá toàn bộ đường dẫn công suất từ đầu ra của bộ biến tần (VFD) đến trục dẫn động làm rõ lý do vì sao các thiết bị trung gian gây hao hụt năng lượng.

Ma sát giữa các răng bánh răng, khuấy dầu và trượt dây đai

Các xếp hạng nhiệt độ bánh răng AGMA 2001 và ISO/TR 14179 đã công bố cho thấy mỗi cấp giảm tốc mất từ 1,5% đến 3% công suất truyền tải ở tải đầy, trong khi dây đai hình chữ V, xích và khớp nối làm hao hụt thêm từ 2% đến 5% do hiện tượng trễ đàn hồi khi uốn cong và trượt. Tệ hơn nữa, hiện tượng khuấy dầu bôi trơn và lực cản của phớt bên trong một bể chứa lớn gần như không đổi ngay cả khi lưu lượng đầu ra giảm xuống còn 40%. Một Động cơ dẫn động trực tiếp bỏ qua các điểm cản trở phụ này, dẫn năng lượng trực tiếp từ khe hở không khí của stato vào trục tải.

Thiết kế điện từ nhiều cực cao mà không gây lãng phí do kích từ rô-to

Thay vì quay nhanh một rô-to lồng sóc 4 cực rồi giảm tốc bằng hộp số, một ENNENG Động cơ dẫn động trực tiếp sử dụng hình học rô-to nhiều cực được tích hợp các nam châm đất hiếm NdFeB đã được ép nóng. Các rô-to cảm ứng tiêu chuẩn phải trượt sau trường stato để cảm ứng dòng điện vào các thanh rô-to, đồng thời tiêu tốn hàng kilowatt dưới dạng nhiệt. Vì một hệ truyền động nam châm vĩnh cửu ENNENG đồng bộ tạo ra thông lượng từ mà không cần dòng điện cảm ứng trong rô-to, nên Động cơ dẫn động trực tiếp khóa tần số bộ biến tần xuống mức vòng quay một chữ số RPM trong khi vẫn giữ mức tăng nhiệt độ hoạt động dưới 60 K (mát hơn 20 K so với các khung động cơ cảm ứng tương đương).

So sánh giữa hệ thống với hệ thống: Kiến trúc truyền động có hộp số so với kiến trúc động cơ không hộp số

Việc so sánh riêng biệt tên động cơ trên nhãn chỉ bỏ qua các tổn thất ẩn sâu ở phía hạ lưu trong các khớp nối và bộ giảm tốc. Theo tiêu chuẩn năng lượng IEC 61800-9-2 dành cho Mô-đun Bộ Điều khiển Đầy đủ và Hệ Thống Truyền động Điện, các đội kỹ thuật phải cân nhắc diện tích chiếm chỗ, độ cứng điều khiển và hành vi ở tải một phần của toàn bộ hệ thống Động cơ dẫn động trực tiếp lắp ráp.

Loại bỏ độ trễ xoắn trong các quy trình tốc độ thấp có độ chính xác cao

Trên các máy ép đùn nhựa, bàn xoay định vị quay và trục cán nhà máy giấy, khe hở giữa các răng bánh răng gây ra vùng chết cơ học giữa bộ mã hóa động cơ và trục được dẫn động. Mỗi khi mô-men xoắn tải đổi chiều hoặc tăng đột ngột, hiện tượng xoắn trục sẽ gây ra hiện tượng dao động tốc độ và sai lệch độ dày sản phẩm. Việc ghép nối một Động cơ dẫn động trực tiếp trực tiếp với trục quy trình loại bỏ độ linh hoạt xoắn ở các khâu trung gian, cho phép bộ điều khiển vector vòng kín của biến tần (VFD) duy trì chính xác vận tốc góc.

Các kiểm tra kỹ thuật trước khi thay thế bộ giảm tốc bằng động cơ truyền động trực tiếp

Việc loại bỏ bộ giảm tốc làm thay đổi cách mô-men quán tính tải, lực ma sát khởi động và lực vượt quá hướng kính tác động lên ổ bi động cơ. Việc chọn một Động cơ dẫn động trực tiếp cho thiết bị tốc độ thấp, mô-men xoắn cao yêu cầu các kiểm chứng kỹ thuật thực tế trước khi phê duyệt bản vẽ bố trí tổng thể.

Xác định kích thước dựa trên mô-men xoắn liên tục, đỉnh mô-men xoắn khởi động và hiệu chỉnh nhiệt

Không bao giờ xác định kích thước một Động cơ dẫn động trực tiếp chỉ từ nhu cầu kilowatt trung bình. Lập bản đồ chu kỳ làm việc mô-men xoắn–tốc độ đầy đủ: mô-men xoắn khởi động khi hỗn hợp lạnh, thời gian tăng tốc, mô-men xoắn vận hành liên tục và các khoảng quá tải gần điểm kẹt. Vì động cơ tốc độ thấp quay quá chậm nên quạt gắn trên trục không thể đẩy đủ luồng khí làm mát ở mô-men xoắn cao, hãy xác minh xem Động cơ dẫn động trực tiếp sử dụng phương thức làm mát đối lưu tự nhiên IC411, quạt thổi cưỡng bức IC416 hay làm mát bằng áo nước IC71W theo tiêu chuẩn IEC 60034-6 nhằm ngăn ngừa các điểm nóng trên cuộn dây.

Kiểm toán quán tính tải phản hồi và độ cứng của bệ lắp đặt

Hộp số chia quán tính tải phản hồi cho bình phương tỷ số truyền. Việc loại bỏ bộ giảm tốc sẽ để lộ Động cơ dẫn động trực tiếp trực tiếp trước toàn bộ quán tính quay của tang trống hoặc trục máy trộn nặng. Xác nhận rằng ngưỡng dòng điện của biến tần (VFD), bộ cắt phanh trên thanh cái một chiều (DC-bus) và độ cứng của bệ lắp đặt có thể xử lý năng lượng giảm tốc mà không gây cộng hưởng.

Khởi động tại hiện trường và quy trình bảo trì phòng ngừa

• Xác minh độ đồng tâm và độ thẳng hàng của trục: Sử dụng công cụ căn chỉnh bằng tia laser trên các khớp nối trục đặc hoặc đồng hồ so trên đĩa co rút trục rỗng để độ rung hướng kính không bao giờ gây ứng suất lên Động cơ dẫn động trực tiếp .
• Hiệu chỉnh tự động của bộ biến tần (VFD) khi đứng yên: Thực hiện các quy trình đo điện trở stato và xác định vị trí cực rô-to trên Động cơ dẫn động trực tiếp theo các quy tắc bảo vệ NFPA 70 (NEC) trước khi tải, đảm bảo mô-men xoắn khởi động từ 150% đến 200%.
• Áp dụng kiểm toán an toàn khóa nguồn và nối đất: Tuân thủ các quy định về khóa nguồn/đánh dấu (lockout/tagout) OSHA 1910.147 trong suốt quá trình lắp ráp khớp nối—vì các rô-to nam châm vĩnh cửu luôn sinh ra sức điện động ngược (back-EMF) mỗi khi quay—và kiểm tra vòng nối đất trục mỗi sáu tháng một lần thông qua Đội hỗ trợ kỹ thuật ENNENG .

Cải tạo công nghiệp và kỹ thuật truyền động tùy chỉnh từ ENNENG

Trên toàn bộ dải công suất thống nhất cho máy phát và động cơ từ 5 kW đến 5 MW (110 V đến 690 V)—cùng với tuabin gió trục đứng từ 1 kW đến 10 kW (tập trung vào các mức 3 kW, 5 kW và 10 kW) dành cho lưới vi mô xanh—ENNENG thiết kế theo yêu cầu Động cơ dẫn động trực tiếp các khung để lắp đặt các tấm nền trên giường trong các nhà máy xi măng, khai khoáng, hóa chất và bột giấy. Khi tải hướng tâm hoặc khoảng hở chật khiến các bộ giảm tốc tiêu chuẩn không thể sử dụng được, các kỹ sư ENNENG thiết kế các giải pháp trục rỗng hoặc lắp mặt bích trực tiếp lên trục dẫn động. Động cơ dẫn động trực tiếp các giải pháp được lắp trực tiếp lên trục dẫn động.

Để đánh giá các đường cong mô-men xoắn và tính toán thời gian hoàn vốn cho các nâng cấp sắp tới, vui lòng liên hệ đội ngũ ENNENG:

• WhatsApp:+86 18562780228
• Thư điện tử:  [email protected]
• Điện thoại:  +86 532 66000559 

Câu hỏi thường gặp

Câu hỏi: Vì sao Động cơ Truyền động Trực tiếp tiết kiệm năng lượng hơn so với động cơ cảm ứng tốc độ cao kèm hộp số?

Câu trả lời: Động cơ Truyền động Trực tiếp loại bỏ cả tổn thất đồng trên rô-to lồng sóc lẫn ma sát, khuấy dầu và trượt khớp nối trong hộp số nhiều cấp. Bằng cách tạo ra mô-men xoắn cao ở tốc độ vòng quay thấp ngay trên trục dẫn động với hệ số công suất từ 0,95 đến 1,0, hệ thống ENNENG loại bỏ 5%–15% tổn thất truyền động cơ học và giảm tổng mức tiêu thụ điện của toàn bộ hệ thống truyền động từ 5% đến 30%.

Câu hỏi: Khi nào Động cơ Không hộp số là lựa chọn kỹ thuật phù hợp nhất cho thiết bị vận hành tốc độ thấp – mô-men xoắn cao?

A: Động cơ không hộp số rất phù hợp khi máy móc công nghiệp hoạt động liên tục ở tốc độ dưới 300 vòng/phút với yêu cầu mô-men xoắn cao, thời gian ngừng hoạt động để bảo trì hộp số thường xuyên hoặc yêu cầu kiểm soát tốc độ nghiêm ngặt. ENNENG tùy chỉnh khung động cơ truyền động trực tiếp từ 5 kW đến 5 MW trên các mạng điện áp từ 110 V đến 690 V, với hệ thống làm mát bằng không khí tự nhiên, không khí cưỡng bức hoặc áo nước để phù hợp với không gian lắp đặt hạn chế.