Vergeleken met asynchrone motoren hebben synchrone motoren met permanente magneten de voordelen van een hoge vermogensfactor, hoog rendement, meetbare rotorparameters, grote luchtspleet tussen stator en rotor, goede regelprestaties, klein formaat, lichtgewicht, eenvoudige structuur, hoge koppel/traagheidsverhouding, enz. Ze worden steeds breder gebruikt in de petroleumindustrie, chemische industrie, textielindustrie, mijnbouw, CNC-bewerkingsmachines, robots, enz. en ontwikkelen zich in de richting van een hoog vermogen (hoge snelheid, hoog koppel), hoge functionaliteit en miniaturisatie.
Synchrone motoren met permanente magneet bestaan uit stators en rotoren. De stator is hetzelfde als asynchrone motoren en bestaat uit driefasewikkelingen en statorkernen. Op de rotor zijn voorgemagnetiseerde (gemagnetiseerde) permanente magneten geïnstalleerd, waardoor er zonder externe energie een magnetisch veld in de omgeving kan worden gecreëerd, wat de motorstructuur vereenvoudigt en energie bespaart. Dit artikel beschrijft de uitgebreide voordelen van het promoten van synchrone motoren met permanente magneet, gebaseerd op de kenmerken van synchrone motoren met permanente magneet.
1. Uitstekende voordelen van de permanente magneet synchrone motor
(1) Omdat de rotor is gemaakt van permanente magneten, is de magnetische fluxdichtheid hoog, is er geen excitatiestroom nodig en wordt excitatieverlies geëlimineerd. Vergeleken met asynchrone motoren worden de excitatiestroom van de statorwikkeling en de koper- en ijzerverliezen van de rotor verminderd, en wordt de reactieve stroom aanzienlijk verminderd. Omdat de magnetische potentialen van de stator en rotor gesynchroniseerd zijn, heeft de rotorkern geen fundamenteel ijzerverlies, waardoor het rendement (gerelateerd aan actief vermogen) en de arbeidsfactor (gerelateerd aan reactief vermogen) hoger zijn dan die van asynchrone motoren. Synchrone motoren met permanente magneten zijn over het algemeen ontworpen voor een hoge arbeidsfactor en efficiëntie, zelfs bij lage belasting.
Wanneer de belasting van gewone asynchrone motoren minder dan 50% bedraagt, dalen hun bedrijfsrendement en vermogensfactor aanzienlijk. Bij een belasting van Mingteng synchrone permanente magneetmotoren van 25% tot 120% veranderen hun bedrijfsrendement en vermogensfactor nauwelijks, met een bedrijfsrendement van > 90% en een vermogensfactor van > 0,85. Het energiebesparende effect is aanzienlijk bij lichte belasting, variabele belasting en volledige belasting.
(2) Synchrone motoren met permanente magneet hebben relatief stijve mechanische eigenschappen en zijn beter bestand tegen koppelverstoringen veroorzaakt door belastingswisselingen. De rotorkern van een synchrone motor met permanente magneet kan een holle structuur hebben om de rotortraagheid te verminderen, en de start- en remtijd zijn veel korter dan die van een asynchrone motor. De hoge koppel-traagheidsverhouding maakt synchrone motoren met permanente magneet geschikter voor gebruik onder snelle responsomstandigheden dan asynchrone motoren.
(3) De afmetingen van synchrone motoren met permanente magneten zijn aanzienlijk kleiner dan die van asynchrone motoren, en ze wegen ook relatief minder. Met dezelfde warmteafvoeromstandigheden en isolatiematerialen is de vermogensdichtheid van synchrone motoren met permanente magneten meer dan twee keer zo hoog als die van asynchrone driefasemotoren.
(4) De rotorstructuur is sterk vereenvoudigd, wat gemakkelijk te onderhouden is en de stabiliteit van de werking verbetert.
Omdat driefasige asynchrone motoren met een hogere arbeidsfactor moeten worden ontworpen, moet de luchtspleet tussen de stator en de rotor zeer klein worden gemaakt. Tegelijkertijd is de uniformiteit van de luchtspleet ook cruciaal voor de veilige werking en het trillingsgeluid van de motor. Daarom zijn de eisen aan de vorm- en positietolerantie en de concentriciteit van de montage van de asynchrone motor relatief streng, en is de keuzevrijheid in lagerspeling relatief klein. Asynchrone motoren met grotere basissen gebruiken meestal lagers met oliebadsmering, die binnen de gespecificeerde bedrijfstijd met smeerolie moeten worden gevuld. Olielekkage of het te laat vullen van de oliekamer versnelt het falen van het lager. Bij het onderhoud van driefasige asynchrone motoren speelt het onderhoud van de lagers een grote rol. Bovendien hebben veel onderzoekers zich de laatste jaren ook beziggehouden met het probleem van elektrische corrosie van het lager, vanwege de aanwezigheid van geïnduceerde stroom in de rotor van de driefasige asynchrone motor.
Synchrone motoren met permanente magneten hebben dergelijke problemen niet. Door de grote luchtspleet van de synchrone motor met permanente magneten, zijn de bovengenoemde problemen, veroorzaakt door de kleine luchtspleet van de asynchrone motor, niet merkbaar bij de synchrone motor. Tegelijkertijd maken de lagers van de synchrone motor met permanente magneten gebruik van vetgesmeerde lagers met stofkappen. De lagers zijn bij het verlaten van de fabriek afgedicht met een geschikte hoeveelheid hoogwaardig vet. De levensduur van de lagers van de synchrone motor met permanente magneten is aanzienlijk hoger dan die van de asynchrone motor.
Om te voorkomen dat de asstroom het lager corrodeert, maakt de Anhui Mingteng permanente magneetmotor gebruik van een isolatieontwerp voor de lagereenheid aan de achterkant. Dit kan het lager isoleren en de kosten zijn veel lager dan die van lagerisolatie. Om de normale levensduur van het motorlager te garanderen, heeft het rotorgedeelte van alle synchrone direct drive motoren met permanente magneet van Anhui Mingteng een speciale ondersteuningsstructuur. Lagervervanging ter plaatse verloopt op dezelfde manier als bij asynchrone motoren. Latere lagervervanging en onderhoud kunnen logistieke kosten en onderhoudstijd besparen en de productiebetrouwbaarheid van de gebruiker beter garanderen.
2. Typische toepassingen van permanente magneet synchrone motoren ter vervanging van asynchrone motoren
2.1 Hoogspannings-, ultra-efficiënte driefasige permanente magneetsynchrone motor met variabele frequentieregeling voor verticale molen in de cementindustrie
Neem bijvoorbeeld de ultra-efficiënte synchrone permanente magneetmotor TYPKK1000-6 5300 kW 10 kV als vervanging voor de transformatie van een asynchrone motor. Dit product is de eerste binnenlandse hoogspanningsmotor met permanente magneet boven 5 MW voor verticale molentransformatie, geleverd door Anhui Mingteng voor een bouwmaterialenbedrijf in 2021. Vergeleken met het oorspronkelijke asynchrone motorsysteem bedraagt de energiebesparing 8% en kan de productietoename oplopen tot 10%. De gemiddelde belasting is 80%, het rendement van de permanente magneetmotor is 97,9% en de jaarlijkse kosten voor energiebesparing bedragen: (18,7097 miljoen yuan ÷ 0,92) × 8% = 1,6269 miljoen yuan; de kosten voor energiebesparing in 15 jaar bedragen: (18,7097 miljoen yuan ÷ 0,92) × 8% × 15 jaar = 24,4040 miljoen yuan; de vervangingsinvestering wordt binnen 15 maanden terugverdiend en het rendement op de investering wordt gedurende 14 opeenvolgende jaren behaald.
Anhui Mingteng leverde een complete set verticale molentransformatieapparatuur voor een bouwmaterialenbedrijf in Shandong (TYPKK1000-6 5300kW 10kV)
2.2 Laagspannings-zelfstartende, ultra-efficiënte driefasige permanentmagneet-synchrone motor voor mengers in de chemische industrie
Neem bijvoorbeeld de ultra-efficiënte synchrone permanente magneetmotor TYCX315L1-4 160 kW 380 V, een vervangende asynchrone motor voor de transformatie van een asynchrone motor. Dit product werd in 2015 door Anhui Mingteng geleverd voor de transformatie van menger- en brekermotoren in de chemische industrie. De TYCX315L1-4 160 kW 380 V is geschikt voor de werkomstandigheden van mengers. Door het energieverbruik per ton per tijdseenheid te berekenen, berekende de gebruiker dat de synchrone permanente magneetmotor van 160 kW 11,5% meer elektriciteit bespaart dan de originele asynchrone motor met hetzelfde vermogen. Na negen jaar gebruik zijn gebruikers zeer tevreden over de energiebesparing, temperatuurstijging, geluidsproductie, stroomsterkte en andere indicatoren van de synchrone permanente magneetmotor van Mingteng tijdens bedrijf.
Anhui Mingteng leverde ondersteuning bij de aanpassing van een mixer aan een chemisch bedrijf in Guizhou (TYCX315L1-4 160 kW 380 V)
3. Problemen waar gebruikers om geven
3.1 Levensduur van de motor De levensduur van de gehele motor hangt af van de levensduur van het lager. De motorbehuizing heeft beschermingsklasse IP54, die onder speciale omstandigheden kan worden verhoogd tot IP65, wat voldoet aan de gebruiksvereisten van de meeste stoffige en vochtige omgevingen. Onder voorwaarde van een goede coaxialiteit van de motorasverlenging en een geschikte radiale belasting van de as, bedraagt de minimale levensduur van het motorlager meer dan 20.000 uur. Ten tweede is de levensduur van de koelventilator langer dan die van een condensatormotor. Bij langdurig gebruik in een stoffige en vochtige omgeving is het noodzakelijk om regelmatig de kleverige substanties die aan de ventilator vastzitten te verwijderen om te voorkomen dat de ventilator door overbelasting doorbrandt.
3.2 Falen en bescherming van permanente magneetmaterialen
Het belang van permanente magneetmaterialen voor permanente magneetmotoren is evident, en hun kosten vertegenwoordigen meer dan een kwart van de materiaalkosten van de gehele motor. De permanente magneetmaterialen van Anhui Mingteng maken gebruik van gesinterd NdFeB met een hoog magnetisch energieproduct en een hoge intrinsieke coërciviteit. Conventionele kwaliteiten zijn onder andere N38SH, N38UH, N40UH, N42UH, enz. Het bedrijf heeft professionele gereedschappen en geleide-inrichtingen ontworpen voor de montage van magnetisch staal en de polariteit van het geassembleerde magnetische staal op een redelijke manier kwalitatief geanalyseerd, zodat de relatieve magnetische fluxwaarde van elk magnetisch staal met een sleuf nauwkeurig is, wat de symmetrie van het magnetische circuit en de kwaliteit van de montage van magnetisch staal garandeert.
De huidige materialen voor permanente magneten kunnen langdurig functioneren onder de maximaal toegestane temperatuurstijging van de motorwikkeling, en de natuurlijke demagnetisatiesnelheid van het magnetische staal is niet hoger dan 1‰. Conventionele materialen voor permanente magneten vereisen dat de oppervlaktecoating een zoutneveltest van meer dan 24 uur doorstaat. Voor omgevingen met ernstige oxidatieve corrosie moeten gebruikers contact opnemen met de fabrikant om materialen voor permanente magneten met een hogere beschermingstechnologie te selecteren.
4. Hoe kiest u een permanente magneetmotor ter vervanging van een asynchrone motor?
4.1 Bepaal het type belasting
Verschillende belastingen, zoals kogelmolens, waterpompen en ventilatoren, stellen verschillende prestatievereisten aan motoren. Daarom is het type belasting van groot belang voor het ontwerp of de selectie.
4.2 Bepaal de belastingstoestand van de motor tijdens normaal bedrijf
Draait de motor continu op volle belasting of lichte belasting? Of is het soms zware belasting en soms lichte belasting, en hoe lang duurt de wisselcyclus tussen lichte en zware belasting?
4.3 Bepaal de impact van andere belastingstoestanden op de motor
Er zijn veel bijzondere gevallen met betrekking tot de belastingstoestand van de motor ter plaatse. Zo moet de transportband bijvoorbeeld radiale krachten dragen en moet de motor mogelijk worden omgesteld van kogellagers naar rollagers; als er veel stof of olie aanwezig is, moeten we het beschermingsniveau van de motor verbeteren.
4.4 Omgevingstemperatuur
De omgevingstemperatuur ter plaatse is waar we op moeten letten tijdens het motorselectieproces. Onze conventionele motoren zijn ontworpen voor een omgevingstemperatuur van 0 tot 40 °C of lager, maar we komen vaak situaties tegen waarin de omgevingstemperatuur hoger is dan 40 °C. In dat geval moeten we kiezen voor een motor met een hoger vermogen of een speciaal ontworpen motor.
4.5 Installatiemethode op locatie, afmetingen voor motorinstallatie
Installatiemethode ter plaatse, afmetingen voor de motorinstallatie, installatiemethode ter plaatse en installatieafmetingen zijn ook gegevens die moeten worden verkregen, hetzij de originele tekening van de motor, hetzij de afmetingen van de installatie-interface, funderingsafmetingen en de locatie van de motorruimte. Als er ruimtebeperkingen ter plaatse zijn, kan het nodig zijn om de motorkoelingsmethode, de locatie van de motorkabeldoos, enz. te wijzigen.
4.6 Andere omgevingsfactoren
Er zijn nog veel meer omgevingsfactoren die van invloed zijn op de motorselectie, zoals stof- of olievervuiling die het beschermingsniveau van de motor beïnvloedt. In maritieme omgevingen of omgevingen met een hoge pH-waarde moet de motor bijvoorbeeld worden ontworpen met corrosiebescherming. In omgevingen met veel trillingen en op grote hoogte gelden andere ontwerpoverwegingen.
4.7 Onderzoek naar originele asynchrone motorparameters en bedrijfsomstandigheden
(1) Typeplaatjegegevens: nominale spanning, nominale snelheid, nominale stroom, nominale vermogensfactor, efficiëntie, model en andere parameters
(2) Installatiemethode: zorg dat u de originele tekening van het uiterlijk van de motor, foto's van de installatie ter plaatse, enz. bij de hand hebt.
(3) Werkelijke bedrijfsparameters van de originele motor: stroom, vermogen, vermogensfactor, temperatuur, enz.
Conclusie
Synchrone motoren met permanente magneet zijn bijzonder geschikt voor toepassingen met een zware start en een lage bedrijfssnelheid. De promotie en het gebruik van synchrone motoren met permanente magneet heeft positieve economische en maatschappelijke voordelen en is van groot belang voor energiebesparing en emissiereductie. Ook op het gebied van betrouwbaarheid en stabiliteit bieden synchrone motoren met permanente magneet waardevolle voordelen. De keuze voor hoogefficiënte synchrone motoren met permanente magneet is een eenmalige investering met voordelen op de lange termijn.
Anhui Mingteng Permanent Magnet Electromechanical Equipment Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/) richt zich al 17 jaar op onderzoek, ontwikkeling, productie en verkoop van ultra-efficiënte synchrone permanente magneetmotoren. Het productassortiment omvat een volledig assortiment hoogspannings-, laagspannings-, constante frequentie-, variabele frequentie-, conventionele, explosieveilige, direct aangedreven, elektrische walsen- en alles-in-één-machines, gericht op het leveren van efficiëntere aandrijfkracht voor industriële apparatuur.
De permanentmagneetmotoren van Anhui Mingteng hebben dezelfde buitenafmetingen als de momenteel veelgebruikte asynchrone motoren en kunnen deze volledig vervangen. Daarnaast staat er een professioneel technisch team klaar om klanten gratis transformatieoplossingen te ontwerpen en te leveren. Heeft u behoefte aan een transformatie van asynchrone motoren? Neem dan gerust contact met ons op, wij staan u graag te woord!
Plaatsingstijd: 23-08-2024