Tại sao động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu có khả năng chịu quá tải mạnh khi đối mặt với các đợt tăng tải công nghiệp đột ngột

Hãy bước vào khu vực pha trộn lốp khi một khối cao su tự nhiên lạnh rơi vào máy trộn bên trong, hoặc quan sát ampe kế trên máy nghiền hàm khi đá ẩm tiếp xúc buồng nghiền. Trục yêu cầu một đỉnh mô-men xoắn tức thời trước khi vật liệu bắt đầu bị cắt. Trên các hệ truyền động cũ sử dụng động cơ cảm ứng và hộp số, ba giây đầu tiên này chính là lúc thiết bị gặp sự cố. Độ trượt rô-to tăng vọt, dòng điện vượt ngưỡng giới hạn của aptômát, thanh dẫn rô-to nóng chảy do nhiệt cảm ứng, và răng bánh răng chịu lực va đập mạnh mẽ.

ENNENG sản xuất các máy điện quay nam châm vĩnh cửu được thiết kế đặc biệt cho các chu kỳ tải khắc nghiệt này, bao phủ dải công suất thống nhất từ 5 kW đến 5 MW và dải điện áp từ 110 V đến 690 V, đồng thời cung cấp thêm các máy phát điện tua-bin gió trục đứng công suất từ 1 kW đến 10 kW (các loại 3 kW, 5 kW và 10 kW). Chuyển sang dùng Động cơ đồng bộ pm thay đổi cách máy xử lý tải sốc, miễn là bộ phận được chọn kích thước dựa trên hồ sơ tăng đột biến thực tế thay vì con số kilowatt trong danh mục. Thay vì dựa vào dòng điện rô-to cảm ứng bị lệch pha so với tải, một rô-to NdFeB (Neodymium Iron Boron) tự tạo ra từ trường riêng tại trục ngay từ tốc độ 0 RPM.

Điều gì xảy ra bên trong động cơ khi tải tăng đột ngột

Khi băng chuyền khai thác mỏ khởi động lại dưới tải quặng hoặc bơm bùn làm thông đường ống bị tắc, bước tải tăng đột ngột truyền thẳng đến khe hở không khí.

Không có độ trượt rô-to nghĩa là độ cứng mô-men xoắn tức thời

Một động cơ cảm ứng không đồng bộ đối mặt với tình thế tiến thoái lưỡng nan trong trường hợp tăng tải: để tạo thêm mô-men xoắn, rô-to phải quay chậm hơn so với từ trường stato nhằm cảm ứng nhiều dòng điện hơn qua khe hở không khí. Nếu bước tải tăng đột ngột đẩy rô-to vượt quá điểm trượt giới hạn, mô-men xoắn sụp đổ và bộ điều khiển dừng hoạt động. Một Động cơ đồng bộ pm hoạt động dựa trên cơ chế ghép nối từ tính khóa, trong đó các cực rô-to bám theo tần số stato mà không trượt. Khi Bộ điều khiển tần số biến đổi (VFD) phát hiện bước mô-men xoắn đột ngột, điều khiển vector sẽ tiêm dòng điện dọc theo trục mô-men xoắn trong vài mili-giây. Kết hợp từ thông nam châm vĩnh cửu với thiết kế độ từ trở rô-to, và một Động cơ nam châm vĩnh cửu PMSM cung cấp mô-men xoắn kéo ra cao ngay khi máy nghiền hoặc máy trộn cần vượt qua tình trạng kẹt.

Việc khởi động bộ làm mát Surge 20K tạo nên sự khác biệt hoàn toàn

Khả năng quá tải là vấn đề liên quan đến tích trữ nhiệt. Một động cơ vận hành gần giới hạn nhiệt của nó trong ca làm việc bình thường gần như không còn khả năng hấp thụ đỉnh dòng điện 160% mà không làm cháy lớp sơn cách điện stato hoặc đẩy nam châm tiến gần tới trạng thái khử từ. Bởi vì một Động cơ đồng bộ pm được trang bị các cực neodymium-sắt-bo (NdFeB) đã được từ hóa sẵn, nên không có dòng kích từ nào chạy trong rô-to và tổn thất đồng rô-to biến mất. Trong vận hành hàng ngày, một động cơ nam châm vĩnh cửu ENNENG Động cơ nam châm vĩnh cửu mô-men xoắn cao hoạt động với mức tăng nhiệt độ thấp hơn 20K so với động cơ cảm ứng—duy trì dưới 60K trong các ca làm việc liên tục. Mức chênh lệch nhiệt độ thấp hơn 20K này tạo thành một đệm nhiệt khi các đỉnh tải chu kỳ lặp lại S3 hoặc S6 xuất hiện theo quy tắc chế độ làm việc IEC 60034-1.

Các kiểm tra tại xưởng ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu năng chống quá tải

Mua một Động cơ nam châm vĩnh cửu PMSM chỉ dựa vào công suất ghi trên nhãn (kW) là sai lầm. Một động cơ 200 kW quay 1500 vòng/phút và một động cơ 200 kW quay 60 vòng/phút tạo ra mô-men xoắn trục hoàn toàn khác nhau.

Chọn kích thước theo mô-men xoắn kéo ra (pull-out torque) và loại bỏ hộp số nếu có thể

Mỗi hộp số trung gian, khớp nối chất lỏng hoặc bộ dây đai đều làm tăng độ rơ và xoắn tích lũy trong quá trình tải thay đổi. Khi tình trạng kẹt được giải tỏa, năng lượng đàn hồi tích trữ sẽ bật ngược trở lại vào các răng bánh răng nhỏ. Bằng cách tăng số cực của roto, ENNENG thiết kế mỗi Động cơ truyền động trực tiếp công nghiệp và Động cơ đồng bộ pm để vận hành ở tốc độ định mức chỉ một chữ số, ghép nối trực tiếp với trục tải. Việc loại bỏ bộ giảm tốc giúp loại bỏ hiện tượng mỏi răng bánh răng, rò rỉ dầu và công việc lắp đặt hệ thống bảo vệ theo tiêu chuẩn OSHA 1910.219, đồng thời duy trì độ ồn dưới 55 dB và độ rung trong giới hạn ISO 10816 và ISO 20816. Tại các dây chuyền trộn lốp Linglong, việc nâng cấp sang truyền động trực tiếp giúp giảm hóa đơn điện đến 7% đến 40% , trong khi các máy nén khí điều khiển theo nhu cầu biến đổi tại Sinopec và Mỏ vàng Sơn Đông giúp giảm tiêu thụ điện lên đến 50%.

Phù hợp giới hạn dòng điện biến tần và cách điện cuộn dây

AĐộng cơ đồng bộ pm chỉ kéo mạnh đúng bằng mức mà bộ biến tần cho phép. Nếu động cơ chịu được mô-men xoắn đỉnh 200% nhưng bộ biến tần lại có giới hạn dòng 110%, bộ điều khiển sẽ ngắt ngay lập tức khi xuất hiện xung dòng. Các kỹ sư tích hợp phải lựa chọn bộ biến tần có khả năng quá tải phù hợp với bước mô-men xoắn lớn nhất có thể xảy ra. Bởi vì một Động cơ nam châm vĩnh cửu PMSM hoạt động ở hệ số công suất từ 0,95 đến 1,0 trong dải tải từ 25% đến 120%, dòng điện cơ sở thấp hơn hơn 10% so với động cơ cảm ứng, giúp giảm nhiệt trên cáp và bộ biến tần (VFD). Cuộn stato cũng phải đáp ứng các quy định về xung điện áp trong ANSI/NEMA MG 1 Phần 31 và các tiêu chuẩn nối đất NFPA 70.

Chọn động cơ chịu xung điện mà không cần phỏng đoán

Hỗ trợ bởi các kỹ sư từ Trung tâm Kỹ thuật Động cơ Nam châm Vĩnh cửu Đất hiếm Quốc gia và hàng chục bằng sáng chế, ENNENG thiết kế động cơ theo yêu cầu Động cơ đồng bộ pm và Động cơ nam châm vĩnh cửu PMSM ở dải điện áp 110 V–690 V (380 V/660 V/1140 V) và khung 6 kV/10 kV—nhỏ hơn một đến hai cỡ khung so với động cơ cảm ứng. Trước khi phát hành bảng thông số kỹ thuật, người phụ trách dự án cần xác nhận ba yếu tố sau:

• Lập bản đồ chu kỳ xung điện: Ghi lại mô-men xoắn liên tục, mô-men xoắn sốc cực đại, thời gian xung (giây) và tần suất mỗi giờ.

• Đồng bộ cảm biến bộ điều khiển: Kết nối đầu dò PT100 và bộ mã hóa vào logic của bộ biến tần (VFD) để điều chỉnh tải một cách an toàn.

• Bảo dưỡng phần quay đúng cách: Tra mỡ cho ổ bi cách điện, làm sạch bụi bám trên cánh tản nhiệt nhằm duy trì độ tăng nhiệt dưới 60 K và kiểm tra độ đồng tâm.

Liên hệ với đội kỹ thuật ENNENG

Liên hệ với Đội hỗ trợ kỹ thuật ENNENG đội ngũ cùng biểu đồ đường cong tăng tải để nhận bảng thông số kỹ thuật tùy chỉnh: Động cơ đồng bộ pm

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

Câu hỏi thường gặp

Câu hỏi: Vì sao động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu (PM) xử lý được các đợt tăng tải công nghiệp đột ngột mà không bị kẹt, trong khi động cơ cảm ứng thì không?

A:Động cơ cảm ứng phụ thuộc vào độ trượt rô-to để cảm ứng dòng điện; do đó, các tải sốc nặng gây sụt giảm tốc độ và làm nóng rô-to nhanh chóng. Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu sử dụng nam châm NdFeB gắn cố định trên rô-to, đồng bộ hóa chính xác với từ trường stato. Khi kết hợp với điều khiển vector biến tần (VFD), động cơ này cung cấp mô-men xoắn kéo ra tức thời trong dải tải từ 25% đến 120%, đồng thời vận hành mát hơn tới 20K so với các thiết kế động cơ cảm ứng.

Câu hỏi: Việc loại bỏ hộp số cùng động cơ nam châm vĩnh cửu (PMSM) bảo vệ thiết bị như thế nào trong điều kiện tải sốc?

A:Thiết kế có số cực cao cho phép động cơ nam châm vĩnh cửu (PMSM) của ENNENG ghép nối trực tiếp với các trục dẫn động tốc độ thấp mà không cần bộ giảm tốc cơ học ở giữa. Việc loại bỏ hộp số cơ học giúp loại bỏ hiện tượng dội ngược (backlash), gãy răng bánh răng nhỏ (pinion tooth shear) và hỏng phớt chắn dầu trong các đợt tăng mô-men xoắn đột ngột, đồng thời duy trì mức độ rung trong giới hạn ISO 20816 và độ ồn hoạt động dưới 55 dB.

Câu hỏi: ENNENG có thể sản xuất các tùy chọn công suất và điện áp nào cho các ứng dụng chịu tải đỉnh nặng?

A:ENNENG sản xuất các gói động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu (PM Synchronous Motor) và máy phát điện theo yêu cầu trong dải công suất thống nhất từ 5 kW đến 5 MW và dải điện áp từ 110 V đến 690 V; ngoài ra còn có các máy phát điện tua-bin gió trục đứng từ 1 kW đến 10 kW, tập trung vào các mẫu 3 kW, 5 kW và 10 kW. Kích thước bệ đỡ, hình dạng trục và cuộn dây chịu tải biến tần theo tiêu chuẩn ANSI/NEMA MG 1 Phần 31 được điều chỉnh chính xác theo đặc tuyến tải đỉnh cụ thể tại nhà máy.