En comparació amb els motors asíncrons, els motors síncrons d'imants permanents tenen els avantatges d'un factor de potència elevat, una alta eficiència, paràmetres de rotor mesurables, un gran espai d'aire entre l'estator i el rotor, un bon rendiment de control, mida petita, pes lleuger, estructura senzilla, alta relació parell/inèrcia, etc. S'han utilitzat cada cop més en els camps del petroli, la indústria química, el tèxtil, la mineria, les màquines-eina CNC, els robots, etc., i s'estan desenvolupant cap a una alta potència (alta velocitat, alt parell), alta funcionalitat i miniaturització.
Els motors síncrons d'imants permanents estan compostos d'estators i rotors. L'estator és el mateix que els motors asíncrons, que consisteix en debanaments trifàsics i nuclis d'estator. S'instal·len imants permanents premagnetitzats (magnetitzats) al rotor, i es pot establir un camp magnètic a l'espai circumdant sense energia externa, cosa que simplifica l'estructura del motor i estalvia energia. Aquest article explica els beneficis complets de la promoció de motors síncrons d'imants permanents basant-se en les característiques dels motors síncrons d'imants permanents.
1. Avantatges destacats del motor síncron d'imant permanent
(1) Com que el rotor està fet d'imants permanents, la densitat de flux magnètic és alta, no cal corrent d'excitació i s'elimina la pèrdua d'excitació. En comparació amb els motors asíncrons, el corrent d'excitació del bobinatge de l'estator i les pèrdues de coure i ferro del rotor es redueixen, i el corrent reactiu es redueix considerablement. Com que els potencials magnètics de l'estator i del rotor estan sincronitzats, el nucli del rotor no té pèrdues de ferro per ona fonamental, de manera que l'eficiència (relacionada amb la potència activa) i el factor de potència (relacionat amb la potència reactiva) són superiors als dels motors asíncrons. Els motors síncrons d'imants permanents generalment estan dissenyats per tenir un factor de potència i una eficiència elevats, fins i tot quan funcionen amb càrrega lleugera.
Quan la taxa de càrrega dels motors asíncrons ordinaris és inferior al 50%, la seva eficiència operativa i el factor de potència disminueixen significativament. Quan la taxa de càrrega dels motors síncrons d'imants permanents Mingteng és del 25% al 120%, la seva eficiència operativa i el factor de potència no canvien gaire, i l'eficiència operativa és >90% i el factor de potència és >0,85. L'efecte d'estalvi d'energia és significatiu sota càrrega lleugera, càrrega variable i càrrega completa.
(2) Els motors síncrons d'imants permanents tenen propietats mecàniques relativament rígides i són més resistents a les pertorbacions del parell del motor causades pels canvis de càrrega. El nucli del rotor d'un motor síncron d'imants permanents es pot convertir en una estructura buida per reduir la inèrcia del rotor, i el temps d'arrencada i frenada és molt més ràpid que el d'un motor asíncron. L'alta relació parell/inèrcia fa que els motors síncrons d'imants permanents siguin més adequats per al funcionament en condicions de resposta ràpida que els motors asíncrons.
(3) La mida dels motors síncrons d'imants permanents és significativament més petita que la dels motors asíncrons, i el seu pes també és relativament més lleuger. Amb les mateixes condicions de dissipació de calor i materials d'aïllament, la densitat de potència dels motors síncrons d'imants permanents és més del doble que la dels motors asíncrons trifàsics.
(4) L'estructura del rotor està molt simplificada, cosa que facilita el manteniment i millora l'estabilitat del funcionament.
Com que els motors asíncrons trifàsics s'han de dissenyar amb un factor de potència més alt, l'entreferro entre l'estator i el rotor ha de ser molt petit. Al mateix temps, la uniformitat de l'entreferro també és crucial per al funcionament segur i el soroll de vibració del motor. Per tant, els requisits de tolerància de forma i posició i concentricitat del muntatge del motor asíncron són relativament estrictes, i la llibertat de selecció del joc del coixinet és relativament petita. Els motors asíncrons amb bases més grans solen utilitzar coixinets de lubricació en bany d'oli, que s'han d'omplir amb oli lubricant dins del temps de treball especificat. Les fuites d'oli o l'ompliment inoportú de la cavitat d'oli acceleraran la fallada del coixinet. En el manteniment de motors asíncrons trifàsics, el manteniment dels coixinets representa una gran proporció. A més, a causa de l'existència de corrent induït al rotor del motor asíncron trifàsic, el problema de la corrosió elèctrica del coixinet també ha estat preocupat per molts investigadors en els darrers anys.
Els motors síncrons d'imant permanent no tenen aquests problemes. A causa del gran entreferro del motor síncron d'imant permanent, els problemes esmentats causats pel petit entreferro del motor asíncron no són evidents en el motor síncron. Al mateix temps, els coixinets del motor síncron d'imant permanent utilitzen coixinets lubricats amb greix amb cobertes antipols. Els coixinets s'han segellat amb una quantitat adequada de greix d'alta qualitat en sortir de fàbrica. La vida útil dels coixinets del motor síncron d'imant permanent és molt més alta que la del motor asíncron.
Per evitar que el corrent de l'eix corroeixi el rodament, el motor d'imants permanents Anhui Mingteng adopta un disseny d'aïllament per al conjunt de rodaments a l'extrem posterior, que pot aconseguir l'efecte d'aïllar el rodament, i el cost és molt inferior al d'aïllar el rodament. Per garantir la vida útil normal del rodament del motor, la part del rotor de tots els motors d'accionament directe síncrons d'imants permanents d'Anhui Mingteng té una estructura de suport especial, i la substitució in situ dels rodaments és la mateixa que la dels motors asíncrons. La substitució i el manteniment posteriors dels rodaments poden estalviar costos logístics, estalviar temps de manteniment i garantir millor la fiabilitat de la producció de l'usuari.
2. Aplicacions típiques dels motors síncrons d'imants permanents que substitueixen els motors asíncrons
2.1 Motor síncron trifàsic d'imant permanent d'alta tensió i ultra alta eficiència amb regulació de velocitat de freqüència variable per a molí vertical a la indústria del ciment
Prenguem com a exemple el motor síncron d'imants permanents d'ultra alta eficiència TYPKK1000-6 de 5300 kW i 10 kV per a la transformació de motors asíncrons de substitució. Aquest producte és el primer motor d'imants permanents d'alta tensió domèstic de més de 5 MW per a la transformació de molí vertical proporcionat per Anhui Mingteng a una empresa de materials de construcció el 2021. En comparació amb el sistema de motor asíncron original, la taxa d'estalvi d'energia arriba al 8% i l'augment de la producció pot arribar al 10%. La taxa de càrrega mitjana és del 80%, l'eficiència del motor d'imants permanents és del 97,9% i el cost anual d'estalvi d'energia és: (18,7097 milions de iuans ÷ 0,92) × 8% = 1,6269 milions de iuans; el cost d'estalvi d'energia en 15 anys és: (18,7097 milions de iuans ÷ 0,92) × 8% × 15 anys = 24,4040 milions de iuans; la inversió de reposició es recupera en 15 mesos i el retorn de la inversió s'obté durant 14 anys consecutius.
Anhui Mingteng va proporcionar un conjunt complet d'equips de transformació de molí vertical per a una empresa de materials de construcció a Shandong (TYPKK1000-6 5300kW 10kV)
2.2 Motor síncron trifàsic d'imant permanent d'alta eficiència i autoarrencada de baixa tensió per a mescladors de la indústria química
Prenguem com a exemple el motor síncron d'imant permanent d'ultra alta eficiència TYCX315L1-4 160kW 380V, que substitueix el motor asíncron de transformació. Aquest producte va ser proporcionat per Anhui Mingteng el 2015 per a la transformació de motors de mescladors i trituradors a la indústria química. El TYCX315L1-4 160kW 380V és adequat per a les condicions de treball dels mescladors. En calcular el consum d'energia per tona per unitat de temps, l'usuari va calcular que el motor síncron d'imant permanent de 160kW estalvia un 11,5% més d'electricitat que el motor asíncron original amb la mateixa potència. Després de nou anys d'ús real, els usuaris estan molt satisfets amb la taxa d'estalvi d'energia, l'augment de temperatura, el soroll, el corrent i altres indicadors del motor síncron d'imant permanent Mingteng en funcionament real.
Anhui Mingteng va proporcionar suport per a la modificació de mescladors per a una empresa química a Guizhou (TYCX315L1-4 160kW 380V)
3. Problemes que preocupen els usuaris
3.1 Vida útil del motor La vida útil de tot el motor depèn de la vida útil del rodament. La carcassa del motor adopta un nivell de protecció IP54, que es pot augmentar a IP65 en circumstàncies especials, complint els requisits d'ús de la majoria d'entorns polsegosos i humits. Sota la condició de garantir una bona coaxialitat de la instal·lació de l'extensió de l'eix del motor i una càrrega radial adequada de l'eix, la vida útil mínima del rodament del motor és de més de 20.000 hores. La segona és la vida útil del ventilador de refrigeració, que és més llarga que la del motor accionat per condensador. Quan funciona durant molt de temps en un entorn polsegos i humit, cal eliminar regularment les substàncies enganxoses adherides al ventilador per evitar que el ventilador es cremi a causa d'una sobrecàrrega.
3.2 Fallada i protecció de materials magnètics permanents
La importància dels materials d'imants permanents per als motors d'imants permanents és evident, i el seu cost representa més d'1/4 del cost del material de tot el motor. Els materials d'imants permanents del rotor del motor d'imants permanents d'Anhui Mingteng utilitzen productes d'alta energia magnètica i alta coercitivitat intrínseca NdFeB sinteritzat, i els graus convencionals inclouen N38SH, N38UH, N40UH, N42UH, etc. L'empresa ha dissenyat eines professionals i accessoris de guia per al muntatge d'acer magnètic i ha analitzat qualitativament la polaritat de l'acer magnètic muntat per mitjans raonables, de manera que el valor del flux magnètic relatiu de cada ranura d'acer magnètic sigui proper, cosa que garanteix la simetria del circuit magnètic i la qualitat del muntatge d'acer magnètic.
Els materials magnètics permanents actuals poden funcionar durant molt de temps sota l'augment de temperatura màxim permès del bobinatge del motor, i la taxa de desmagnetització natural de l'acer magnètic no és superior a l'1‰. Els materials magnètics permanents convencionals requereixen que el recobriment superficial suporti una prova de polvorització salina de més de 24 hores. Per a entorns amb corrosió oxidativa severa, els usuaris han de contactar amb el fabricant per seleccionar materials magnètics permanents amb una tecnologia de protecció més alta.
4. Com seleccionar un motor d'imant permanent per substituir un motor asíncron
4.1 Determinar el tipus de càrrega
Diferents càrregues, com ara molins de boles, bombes d'aigua i ventiladors, tenen diferents requisits de rendiment per als motors, per la qual cosa el tipus de càrrega és molt important per al disseny o la selecció.
4.2 Determinar l'estat de càrrega del motor en funcionament normal
El motor funciona contínuament a plena càrrega o a càrrega lleugera? O de vegades té càrrega pesada i de vegades càrrega lleugera, i quant dura el cicle de canvi de càrrega lleugera i pesada?
4.3 Determinar l'impacte d'altres estats de càrrega sobre el motor
Hi ha molts casos especials de l'estat de càrrega del motor in situ. Per exemple, la càrrega de la cinta transportadora ha de suportar força radial i pot ser necessari ajustar el motor de rodaments de boles a rodaments de rodets; si hi ha molta pols o oli, cal millorar el nivell de protecció del motor.
4.4 Temperatura ambient
La temperatura ambient in situ és el que hem de tenir en compte durant el procés de selecció del motor. Els nostres motors convencionals estan dissenyats per a una temperatura ambient de 0~40 ℃ o inferior, però sovint ens trobem amb situacions on la temperatura ambient és superior a 40 ℃. En aquest moment, hem de triar un motor amb més potència o un motor especialment dissenyat.
4.5 Mètode d'instal·lació in situ, dimensions d'instal·lació del motor
El mètode d'instal·lació in situ, les dimensions d'instal·lació del motor, el mètode d'instal·lació in situ i les dimensions d'instal·lació també són dades que s'han d'obtenir, ja sigui el dibuix d'aspecte original del motor o les dimensions de la interfície d'instal·lació, les dimensions de la fonamentació i la ubicació de l'espai de col·locació del motor. Si hi ha restriccions d'espai in situ, pot ser necessari canviar el mètode de refrigeració del motor, la ubicació de la caixa de cables del motor, etc.
4.6 Altres factors ambientals
Molts altres factors ambientals tenen un impacte en la selecció del motor, com ara la pols o la contaminació per oli que afecta el nivell de protecció del motor; per exemple, en entorns marins o entorns amb pH elevat, el motor ha d'estar dissenyat per a la protecció contra la corrosió; en entorns amb vibracions elevades i altitud elevada, hi ha diferents consideracions de disseny.
4.7 Investigació dels paràmetres i les condicions de funcionament del motor asíncron original
(1) Dades de la placa identificativa: tensió nominal, velocitat nominal, corrent nominal, factor de potència nominal, eficiència, model i altres paràmetres
(2) Mètode d'instal·lació: obtenir el dibuix original de l'aspecte del motor, imatges d'instal·lació in situ, etc.
(3) Paràmetres de funcionament reals del motor original: corrent, potència, factor de potència, temperatura, etc.
Conclusió
Els motors síncrons d'imants permanents són especialment adequats per a aplicacions d'arrencada pesada i funcionament lleuger. La promoció i l'ús de motors síncrons d'imants permanents té beneficis econòmics i socials positius i és de gran importància per a la conservació d'energia i la reducció d'emissions. Pel que fa a la fiabilitat i l'estabilitat, els motors síncrons d'imants permanents també tenen avantatges valuosos. La selecció de motors síncrons d'imants permanents d'alta eficiència és una inversió única amb beneficis a llarg termini.
Anhui Mingteng Permanent Magnet Electromechanical Equipment Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/) s'ha centrat en la investigació, desenvolupament, producció i venda de motors síncrons d'imants permanents d'ultra alta eficiència durant 17 anys. Els seus productes cobreixen una gamma completa de màquines d'alta tensió, baixa tensió, freqüència constant, freqüència variable, convencionals, a prova d'explosions, d'accionament directe, rodets elèctrics i tot en un, amb l'objectiu de proporcionar una força motriu més eficient per als equips industrials.
Els motors d'imants permanents d'Anhui Mingteng tenen les mateixes dimensions d'instal·lació externes que els motors asíncrons actualment àmpliament utilitzats i poden substituir completament els motors asíncrons. A més, hi ha un equip tècnic professional per dissenyar i oferir als clients solucions de transformació gratuïtes. Si necessiteu transformar motors asíncrons, no dubteu a contactar amb nosaltres i us servirem de tot cor!
Data de publicació: 23 d'agost de 2024