В сравнение с асинхронните двигатели, синхронните двигатели с постоянни магнити имат предимствата на висок коефициент на мощност, висока ефективност, измерими параметри на ротора, голяма въздушна междина между статора и ротора, добри показатели за управление, малък размер, леко тегло, опростена конструкция, високо съотношение въртящ момент/инерция и др. Те намират все по-широко приложение в областта на петролната, химическата промишленост, текстилната, минното дело, CNC машините, роботите и др. и се развиват към висока мощност (висока скорост, висок въртящ момент), висока функционалност и миниатюризация.
Синхронните двигатели с постоянни магнити са съставени от статори и ротори. Статорът е същият като асинхронните двигатели, състоящ се от трифазни намотки и статорни сърцевини. На ротора са монтирани предварително намагнетизирани (магнетизирани) постоянни магнити и в околното пространство може да се създаде магнитно поле без външна енергия, което опростява структурата на двигателя и спестява енергия. Тази статия обяснява всеобхватните предимства на популяризирането на синхронните двигатели с постоянни магнити, базирани на характеристиките на синхронните двигатели с постоянни магнити.
1. Изключителни предимства на синхронния двигател с постоянен магнит
(1) Тъй като роторът е изработен от постоянни магнити, плътността на магнитния поток е висока, не е необходим възбуждащ ток и загубите от възбуждане са елиминирани. В сравнение с асинхронните двигатели, възбуждащият ток на статорната намотка и загубите от мед и желязо на ротора са намалени, а реактивният ток е значително намален. Тъй като магнитните потенциали на статора и ротора са синхронизирани, роторното ядро няма фундаментални загуби от желязо, така че ефективността (свързана с активната мощност) и коефициентът на мощност (свързан с реактивната мощност) са по-високи от тези на асинхронните двигатели. Синхронните двигатели с постоянни магнити обикновено са проектирани да имат висок коефициент на мощност и ефективност дори при работа под леко натоварване.
Когато коефициентът на натоварване на обикновените асинхронни двигатели е по-малък от 50%, тяхната работна ефективност и коефициент на мощност спадат значително. Когато коефициентът на натоварване на синхронните двигатели с постоянни магнити Mingteng е 25%-120%, тяхната работна ефективност и коефициент на мощност не се променят много, като работната ефективност е >90%, а коефициентът на мощност е >0,85. Енергоспестяващият ефект е значителен при леко натоварване, променливо натоварване и пълно натоварване.
(2) Синхронните двигатели с постоянни магнити имат относително твърди механични свойства и са по-устойчиви на смущения във въртящия момент на двигателя, причинени от промени в натоварването. Роторното ядро на синхронния двигател с постоянни магнити може да бъде направено в куха структура, за да се намали инерцията на ротора, а времето за стартиране и спиране е много по-бързо от това на асинхронния двигател. Високото съотношение въртящ момент/инерция прави синхронните двигатели с постоянни магнити по-подходящи за работа при условия на бърза реакция, отколкото асинхронните двигатели.
(3) Размерът на синхронните двигатели с постоянни магнити е значително по-малък от този на асинхронните двигатели, а теглото им също е сравнително по-леко. При същите условия на разсейване на топлината и изолационни материали, плътността на мощността на синхронните двигатели с постоянни магнити е повече от два пъти по-голяма от тази на трифазните асинхронни двигатели.
(4) Структурата на ротора е значително опростена, което е лесно за поддръжка и подобрява стабилността на работата.
Тъй като трифазните асинхронни двигатели трябва да бъдат проектирани с по-висок коефициент на мощност, въздушната междина между статора и ротора трябва да бъде направена много малка. В същото време, равномерността на въздушната междина е от решаващо значение за безопасната работа и шума от вибрации на двигателя. Следователно, изискванията за толеранс на формата и позицията и концентричността на сглобяване на асинхронния двигател са сравнително строги, а свободата на избор на хлабина на лагера е сравнително малка. Асинхронните двигатели с по-големи основи обикновено използват лагери за смазване в маслена баня, които трябва да се напълнят със смазочно масло в рамките на определеното работно време. Изтичането на масло или ненавременното запълване на маслената кухина ще ускори повредата на лагера. При поддръжката на трифазни асинхронни двигатели поддръжката на лагерите представлява голяма част. Освен това, поради наличието на индуциран ток в ротора на трифазния асинхронен двигател, проблемът с електрическата корозия на лагера също е обект на внимание от много изследователи през последните години.
Синхронните двигатели с постоянни магнити нямат такива проблеми. Поради голямата въздушна междина на синхронния двигател с постоянни магнити, гореспоменатите проблеми, причинени от малката въздушна междина на асинхронния двигател, не са очевидни при синхронния двигател. В същото време, лагерите на синхронния двигател с постоянни магнити използват смазани с грес лагери с прахозащитни капаци. Лагерите са запечатани с подходящо количество висококачествена грес при напускане на завода. Срокът на експлоатация на лагерите на синхронния двигател с постоянни магнити е много по-висок от този на асинхронния двигател.
За да се предотврати корозията на лагера от тока на вала, двигателите с постоянни магнити Anhui Mingteng използват изолационен дизайн за лагерния възел в задната част, което може да постигне ефект на изолиране на лагера, а цената е много по-ниска от тази на изолиране на лагера. За да се осигури нормален експлоатационен живот на лагера на двигателя, роторната част на всички синхронни двигатели с директно задвижване с постоянни магнити Anhui Mingteng има специална носеща конструкция, а подмяната на лагери на място е същата като тази на асинхронните двигатели. По-късната подмяна и поддръжка на лагери може да спести логистични разходи, да спести време за поддръжка и да гарантира по-добра производствена надеждност на потребителя.
2. Типични приложения на синхронни двигатели с постоянни магнити, заместващи асинхронни двигатели
2.1 Високоволтов, ултрависокоефективен трифазен синхронен двигател с постоянен магнит и регулиране на скоростта с променлива честота за вертикална мелница в циментовата промишленост
Вземете за пример свръхвисокоефективния синхронен двигател с постоянен магнит TYPKK1000-6 5300kW 10kV, заместващ асинхронен двигател за трансформация. Този продукт е първият местен високоволтов двигател с постоянен магнит над 5MW за вертикална трансформация на мелници, предоставен от Anhui Mingteng за компания за строителни материали през 2021 г. В сравнение с оригиналната асинхронна двигателна система, степента на пестене на енергия достига 8%, а увеличението на производството може да достигне 10%. Средният коефициент на натоварване е 80%, ефективността на двигателя с постоянен магнит е 97,9%, а годишните разходи за пестене на енергия са: (18,7097 милиона юана ÷ 0,92) × 8% = 1,6269 милиона юана; разходите за пестене на енергия за 15 години са: (18,7097 милиона юана ÷ 0,92) × 8% × 15 години = 24,4040 милиона юана; Инвестицията за замяна се възстановява за 15 месеца, а възвръщаемостта на инвестицията се получава в продължение на 14 последователни години.
Anhui Mingteng предостави пълен комплект вертикално оборудване за трансформация на мелници за компания за строителни материали в Шандонг (TYPKK1000-6 5300kW 10kV)
2.2 Нисковолтов самостартиращ се ултрависокоефективен трифазен синхронен двигател с постоянен магнит за миксери в химическата промишленост
Вземете за пример свръхвисокоефективния синхронен двигател с постоянен магнит TYCX315L1-4 160kW 380V, заместващ асинхронен двигател, за трансформация. Този продукт е предоставен от Anhui Mingteng през 2015 г. за трансформация на двигатели на миксери и трошачки в химическата промишленост. TYCX315L1-4 160kW 380V е подходящ за работни условия на миксери. Чрез изчисляване на консумацията на енергия на тон за единица време, потребителят е изчислил, че синхронният двигател с постоянен магнит с мощност 160kW спестява 11,5% повече електроенергия от оригиналния асинхронен двигател със същата мощност. След девет години реална употреба, потребителите са много доволни от степента на пестене на енергия, повишаването на температурата, шума, тока и други показатели на синхронния двигател с постоянен магнит Mingteng в реална работа.
Anhui Mingteng предостави поддръжка за модификация на миксер за химическа компания в Гуейджоу (TYCX315L1-4 160kW 380V)
3. Проблеми, които интересуват потребителите
3.1 Живот на двигателя Животът на целия двигател зависи от живота на лагера. Корпусът на двигателя е с ниво на защита IP54, което може да се увеличи до IP65 при специални обстоятелства, отговарящи на изискванията за употреба в повечето прашни и влажни среди. При условие че се осигури добра коаксиалност на монтажа на удължението на вала на двигателя и подходящо радиално натоварване на вала, минималният експлоатационен живот на лагера на двигателя е повече от 20 000 часа. Вторият е животът на охлаждащия вентилатор, който е по-дълъг от този на кондензаторния двигател. При продължителна работа в прашна и влажна среда е необходимо редовно да се отстраняват лепкавите вещества, прикрепени към вентилатора, за да се предотврати изгарянето му поради претоварване.
3.2 Повреда и защита на материалите с постоянни магнити
Значението на материалите с постоянни магнити за двигателите с постоянни магнити е очевидно и тяхната цена представлява повече от 1/4 от цената на материала за целия двигател. Материалите с постоянни магнити за роторите на двигатели с постоянни магнити Anhui Mingteng използват синтерован NdFeB с висока магнитна енергия и висока вътрешна коерцитивност, а конвенционалните марки включват N38SH, N38UH, N40UH, N42UH и др. Компанията е проектирала професионални инструменти и направляващи приспособления за сглобяване на магнитна стомана и е анализирала качествено полярността на сглобената магнитна стомана по разумен начин, така че относителната стойност на магнитния поток на всяка магнитна стомана в слота да е близка, което гарантира симетрията на магнитната верига и качеството на сглобяването на магнитната стомана.
Съвременните материали за постоянни магнити могат да работят дълго време при максимално допустимото повишаване на температурата на намотката на двигателя, а естествената скорост на размагнитване на магнитната стомана не е по-висока от 1‰. Конвенционалните материали за постоянни магнити изискват повърхностното покритие да издържи на тест със солен спрей повече от 24 часа. В среди с тежка окислителна корозия потребителите трябва да се свържат с производителя, за да изберат материали за постоянни магнити с по-висока технология за защита.
4. Как да изберем двигател с постоянен магнит, който да замени асинхронен двигател
4.1 Определете вида на натоварването
Различните товари, като например топкови мелници, водни помпи и вентилатори, имат различни изисквания за производителност на двигателите, така че видът на натоварването е много важен за проектирането или избора.
4.2 Определете състоянието на натоварване на двигателя при нормална работа
Двигателят работи ли непрекъснато при пълно или леко натоварване? Или понякога е с голямо, а понякога с леко натоварване, и колко дълъг е цикълът на смяна на лекото и голямото натоварване?
4.3 Определете влиянието на други състояния на натоварване върху двигателя
Има много специални случаи на натоварване на двигателя на място. Например, натоварването на лентовия конвейер трябва да поеме радиална сила и двигателят може да се нуждае от регулиране от сачмени към ролкови лагери; ако има много прах или масло, трябва да подобрим нивото на защита на двигателя.
4.4 Температура на околната среда
Температурата на околната среда на място е това, върху което трябва да се съсредоточим по време на процеса на избор на двигател. Нашите конвенционални двигатели са проектирани за температура на околната среда от 0~40 ℃ или по-ниска, но често срещаме ситуации, в които температурата на околната среда е по-висока от 40 ℃. В този случай трябва да изберем двигател с по-висока мощност или специално проектиран двигател.
4.5 Метод на монтаж на място, размери за монтаж на двигателя
Методът на монтаж на място, размерите за монтаж на двигателя, методът на монтаж на място и размерите за монтаж също са данни, които трябва да бъдат получени, или оригиналният чертеж на външния вид на двигателя, или размерите на монтажния интерфейс, размерите на фундамента и местоположението на пространството за поставяне на двигателя. Ако има пространствени ограничения на място, може да се наложи да се промени методът на охлаждане на двигателя, местоположението на клемната кутия на двигателя и др.
4.6 Други фактори на околната среда
Много други фактори на околната среда оказват влияние върху избора на двигател, като например замърсяване с прах или масло, влияещи върху нивото на защита на двигателя; например в морска среда или среда с високо pH, двигателят трябва да бъде проектиран за защита от корозия; в среда с високи вибрации и голяма надморска височина има различни конструктивни съображения.
4.7 Изследване на параметрите и условията на работа на оригиналния асинхронен двигател
(1) Данни от табелата с данни: номинално напрежение, номинална скорост, номинален ток, номинален коефициент на мощност, ефективност, модел и други параметри
(2) Метод на монтаж: вземете оригиналния чертеж на външния вид на двигателя, снимки на монтажа на място и др.
(3) Действителни работни параметри на оригиналния двигател: ток, мощност, фактор на мощността, температура и др.
Заключение
Синхронните двигатели с постоянни магнити са особено подходящи за приложения с тежък старт и лек ход. Насърчаването и използването на синхронни двигатели с постоянни магнити има положителни икономически и социални ползи и е от голямо значение за пестенето на енергия и намаляването на емисиите. По отношение на надеждността и стабилността, синхронните двигатели с постоянни магнити също имат ценни предимства. Изборът на високоефективни синхронни двигатели с постоянни магнити е еднократна инвестиция с дългосрочни ползи.
Anhui Mingteng Permanent Magnet Electromechanical Equipment Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/) се фокусира върху изследванията, разработването, производството и продажбите на ултрависокоефективни синхронни двигатели с постоянни магнити от 17 години. Продуктите им обхващат пълна гама от високоволтови, нисковолтови, постоянночестотни, променливочестотни, конвенционални, взривозащитени, директно задвижващи, електрически ролки и машини „всичко в едно“, с цел да осигурят по-ефективна задвижваща сила за промишлено оборудване.
Постоянните магнитни двигатели на Anhui Mingteng имат същите външни монтажни размери като широко използваните в момента асинхронни двигатели и могат напълно да заменят асинхронните двигатели. Освен това, разполагаме с професионален технически екип, който проектира и предоставя на клиентите безплатни решения за трансформация. Ако имате нужда от трансформация на асинхронни двигатели, не се колебайте да се свържете с нас и ние ще ви обслужим с пълно сърце!
Време на публикуване: 23 август 2024 г.