En comparación cos motores asíncronos, os motores síncronos de imán permanente teñen as vantaxes dun factor de potencia elevado, alta eficiencia, parámetros de rotor medibles, gran espazo de aire entre o estator e o rotor, bo rendemento de control, tamaño pequeno, peso lixeiro, estrutura simple, alta relación par/inercia, etc. Cada vez son máis utilizados nos campos do petróleo, a industria química, o téxtil, a minería, as máquinas-ferramenta CNC, os robots, etc., e están a desenvolverse cara a unha alta potencia (alta velocidade, alto par), alta funcionalidade e miniaturización.
Os motores síncronos de imán permanente están compostos por estatores e rotores. O estator é o mesmo que os motores asíncronos, que consiste en enrolamentos trifásicos e núcleos de estator. Os imáns permanentes premagnetizados (magnetizados) instálanse no rotor e pódese establecer un campo magnético no espazo circundante sen enerxía externa, o que simplifica a estrutura do motor e aforra enerxía. Este artigo explica os beneficios globais da promoción de motores síncronos de imán permanente baseándose nas características dos motores síncronos de imán permanente.
1. Vantaxes excepcionais do motor síncrono de imán permanente
(1) Dado que o rotor está feito de imáns permanentes, a densidade de fluxo magnético é alta, non se require corrente de excitación e elimínase a perda de excitación. En comparación cos motores asíncronos, a corrente de excitación do enrolamento do estator e as perdas de cobre e ferro do rotor redúcense, e a corrente reactiva redúcese considerablemente. Dado que os potenciais magnéticos do estator e do rotor están sincronizados, o núcleo do rotor non ten perda de ferro por onda fundamental, polo que a eficiencia (relacionada coa potencia activa) e o factor de potencia (relacionado coa potencia reactiva) son maiores que os dos motores asíncronos. Os motores síncronos de imán permanente xeralmente están deseñados para ter un factor de potencia e unha eficiencia elevados mesmo cando funcionan con carga lixeira.
Cando a taxa de carga dos motores asíncronos ordinarios é inferior ao 50 %, a súa eficiencia operativa e o seu factor de potencia diminúen significativamente. Cando a taxa de carga dos motores síncronos de imán permanente Mingteng é do 25 % ao 120 %, a súa eficiencia operativa e o seu factor de potencia non varían moito, e a eficiencia operativa é > 90 % e o factor de potencia é > 0,85. O efecto de aforro de enerxía é significativo baixo carga lixeira, carga variable e carga completa.
(2) Os motores síncronos de imán permanente teñen propiedades mecánicas relativamente ríxidas e son máis resistentes ás perturbacións do par do motor causadas polos cambios de carga. O núcleo do rotor dun motor síncrono de imán permanente pódese converter nunha estrutura oca para reducir a inercia do rotor, e o tempo de arranque e freada é moito máis rápido que o dun motor asíncrono. A alta relación par/inercia fai que os motores síncronos de imán permanente sexan máis axeitados para o funcionamento en condicións de resposta rápida que os motores asíncronos.
(3) O tamaño dos motores síncronos de imán permanente é significativamente menor que o dos motores asíncronos e o seu peso tamén é relativamente máis lixeiro. Coas mesmas condicións de disipación de calor e materiais de illamento, a densidade de potencia dos motores síncronos de imán permanente é máis do dobre que a dos motores asíncronos trifásicos.
(4) A estrutura do rotor está moi simplificada, o que facilita o mantemento e mellora a estabilidade do funcionamento.
Dado que os motores asíncronos trifásicos deben deseñarse cun factor de potencia maior, o espazo de aire entre o estator e o rotor debe ser moi pequeno. Ao mesmo tempo, a uniformidade do espazo de aire tamén é crucial para o funcionamento seguro e o ruído de vibración do motor. Polo tanto, os requisitos de tolerancia de forma e posición e concentricidade de montaxe do motor asíncrono son relativamente estritos, e a liberdade de selección de folgura do rodamento é relativamente pequena. Os motores asíncronos con bases máis grandes adoitan usar rodamentos de lubricación en baño de aceite, que deben encherse con aceite lubricante dentro do tempo de traballo especificado. As fugas de aceite ou o recheo prematuro da cavidade de aceite acelerarán a falla do rodamento. No mantemento de motores asíncronos trifásicos, o mantemento dos rodamentos representa unha gran proporción. Ademais, debido á existencia de corrente inducida no rotor do motor asíncrono trifásico, o problema da corrosión eléctrica do rodamento tamén foi preocupado por moitos investigadores nos últimos anos.
Os motores síncronos de imán permanente non teñen estes problemas. Debido ao gran espazo de aire do motor síncrono de imán permanente, os problemas anteriores causados polo pequeno espazo de aire do motor asíncrono non son evidentes no motor síncrono. Ao mesmo tempo, os rodamientos do motor síncrono de imán permanente usan rodamientos lubricados con graxa con cubertas antipo. Os rodamientos foron selados cunha cantidade axeitada de graxa de alta calidade ao saír de fábrica. A vida útil dos rodamientos do motor síncrono de imán permanente é moito maior que a do motor asíncrono.
Para evitar que a corrente do eixe corroa o rodamento, o motor de imán permanente Anhui Mingteng adopta un deseño de illamento para o conxunto de rodamentos no extremo traseiro, o que pode conseguir o efecto de illar o rodamento, e o custo é moito menor que o de illar o rodamento. Para garantir a vida útil normal do rodamento do motor, a parte do rotor de todos os motores de accionamento directo síncronos de imán permanente de Anhui Mingteng ten unha estrutura de soporte especial, e a substitución in situ dos rodamentos é a mesma que a dos motores asíncronos. A substitución e o mantemento posteriores dos rodamentos poden aforrar custos loxísticos, aforrar tempo de mantemento e garantir mellor a fiabilidade da produción do usuario.
2. Aplicacións típicas dos motores síncronos de imán permanente que substitúen os motores asíncronos
2.1 Motor síncrono trifásico de imán permanente de alta tensión e ultraalta eficiencia con regulación de velocidade de frecuencia variable para muíño vertical na industria do cemento
Tomemos como exemplo o motor síncrono de imán permanente de ultra alta eficiencia TYPKK1000-6 de 5300 kW e 10 kV para a transformación de motor asíncrono de substitución. Este produto é o primeiro motor de imán permanente de alta tensión doméstico de máis de 5 MW para a transformación de muíños verticais subministrado por Anhui Mingteng para unha empresa de materiais de construción en 2021. En comparación co sistema de motor asíncrono orixinal, a taxa de aforro de enerxía alcanza o 8 % e o aumento da produción pode chegar ao 10 %. A taxa de carga media é do 80 %, a eficiencia do motor de imán permanente é do 97,9 % e o custo anual de aforro de enerxía é: (18,7097 millóns de iuanes ÷ 0,92) × 8 % = 1,6269 millóns de iuanes; o custo de aforro de enerxía en 15 anos é: (18,7097 millóns de iuanes ÷ 0,92) × 8 % × 15 anos = 24,4040 millóns de iuanes; o investimento de reposición recupérase en 15 meses e o retorno do investimento obtense durante 14 anos consecutivos.
Anhui Mingteng subministrou un conxunto completo de equipos de transformación de muíños verticais para unha empresa de materiais de construción en Shandong (TYPKK1000-6 5300kW 10kV)
2.2 Motor síncrono trifásico de imán permanente de ultra alta eficiencia e autoarranque de baixa tensión para mesturadores da industria química
Tomemos como exemplo o motor síncrono de imán permanente de ultra alta eficiencia TYCX315L1-4 de 160 kW e 380 V, que serve de substitución para a transformación de motores asíncronos. Anhui Mingteng proporcionou este produto en 2015 para a transformación de motores de mesturadoras e trituradoras na industria química. O TYCX315L1-4 de 160 kW e 380 V é axeitado para as condicións de traballo das mesturadoras. Ao calcular o consumo de enerxía por tonelada por unidade de tempo, o usuario calculou que o motor síncrono de imán permanente de 160 kW aforra un 11,5 % máis de electricidade que o motor asíncrono orixinal coa mesma potencia. Despois de nove anos de uso real, os usuarios están moi satisfeitos coa taxa de aforro de enerxía, o aumento da temperatura, o ruído, a corrente e outros indicadores do motor síncrono de imán permanente Mingteng en funcionamento real.
Anhui Mingteng proporcionou soporte de modificación de mesturadoras para unha empresa química en Guizhou (TYCX315L1-4 160 kW 380 V)
3. Problemas que preocupan aos usuarios
3.1 Vida útil do motor A vida útil de todo o motor depende da vida útil do rodamento. A carcasa do motor adopta un nivel de protección IP54, que se pode aumentar a IP65 en circunstancias especiais, cumprindo os requisitos de uso da maioría dos ambientes poeirentos e húmidos. Se se garante unha boa coaxialidade da instalación da extensión do eixe do motor e unha carga radial axeitada do eixe, a vida útil mínima do rodamento do motor é de máis de 20.000 horas. O segundo é a vida útil do ventilador de refrixeración, que é maior que a do motor accionado por condensador. Cando funciona durante moito tempo nun ambiente poeirento e húmido, é necesario eliminar regularmente as substancias pegañentas adheridas ao ventilador para evitar que o ventilador se queime debido á sobrecarga.
3.2 Fallo e protección dos materiais de imáns permanentes
A importancia dos materiais de imán permanente para os motores de imán permanente é evidente, e o seu custo representa máis de 1/4 do custo material de todo o motor. Os materiais de imán permanente do rotor do motor de imán permanente de Anhui Mingteng utilizan NdFeB sinterizado de alta enerxía magnética e alta coercitividade intrínseca, e as calidades convencionais inclúen N38SH, N38UH, N40UH, N42UH, etc. A empresa deseñou ferramentas e accesorios de guía profesionais para a montaxe de aceiro magnético e analizou cualitativamente a polaridade do aceiro magnético montado por medios razoables, de xeito que o valor do fluxo magnético relativo de cada ranura de aceiro magnético sexa próximo, o que garante a simetría do circuíto magnético e a calidade da montaxe de aceiro magnético.
Os materiais de imán permanente actuais poden funcionar durante moito tempo baixo o aumento de temperatura máximo admisible do enrolamento do motor, e a taxa de desmagnetización natural do aceiro magnético non é superior a 1‰. Os materiais de imán permanente convencionais requiren que o revestimento superficial resista unha proba de pulverización de sal de máis de 24 horas. Para ambientes con corrosión oxidativa grave, os usuarios deben contactar co fabricante para seleccionar materiais de imán permanente con tecnoloxía de maior protección.
4. Como escoller un motor de imán permanente para substituír un motor asíncrono
4.1 Determinar o tipo de carga
Diferentes cargas, como muíños de bolas, bombas de auga e ventiladores, teñen diferentes requisitos de rendemento para os motores, polo que o tipo de carga é moi importante para o deseño ou a selección.
4.2 Determinar o estado de carga do motor en funcionamento normal
O motor funciona continuamente a plena carga ou a carga lixeira? Ou ás veces ten carga pesada e ás veces ten carga lixeira? Canto dura o ciclo de cambio de carga lixeira e pesada?
4.3 Determinar o impacto doutros estados de carga no motor
Hai moitos casos especiais do estado de carga do motor in situ. Por exemplo, a carga da cinta transportadora debe soportar forza radial e pode ser necesario axustar o motor de rodamentos de bólas a rodamentos de rolos; se hai moito po ou aceite, necesitamos mellorar o nivel de protección do motor.
4.4 Temperatura ambiente
A temperatura ambiente in situ é no que debemos centrarnos durante o proceso de selección do motor. Os nosos motores convencionais están deseñados para unha temperatura ambiente de 0~40 ℃ ou inferior, pero a miúdo atopamos situacións nas que a temperatura ambiente é superior a 40 ℃. Neste momento, debemos escoller un motor con maior potencia ou un motor especialmente deseñado.
4.5 Método de instalación in situ, dimensións de instalación do motor
O método de instalación in situ, as dimensións da instalación do motor, o método de instalación in situ e as dimensións da instalación tamén son datos que se deben obter, xa sexa o debuxo orixinal do aspecto do motor ou as dimensións da interface de instalación, as dimensións da cimentación e a localización do espazo de colocación do motor. Se hai restricións de espazo in situ, pode ser necesario cambiar o método de refrixeración do motor, a localización da caixa de cables do motor, etc.
4.6 Outros factores ambientais
Moitos outros factores ambientais inflúen na selección do motor, como a contaminación por po ou aceite que afecta o nivel de protección do motor; por exemplo, en ambientes mariños ou ambientes con pH alto, o motor debe estar deseñado para protección contra a corrosión; en ambientes con altas vibracións e gran altitude, hai diferentes consideracións de deseño.
4.7 Investigación dos parámetros e condicións de funcionamento orixinais do motor asíncrono
(1) Datos da placa de identificación: tensión nominal, velocidade nominal, corrente nominal, factor de potencia nominal, eficiencia, modelo e outros parámetros
(2) Método de instalación: obter o debuxo orixinal do aspecto do motor, imaxes da instalación in situ, etc.
(3) Parámetros de funcionamento reais do motor orixinal: corrente, potencia, factor de potencia, temperatura, etc.
Conclusión
Os motores síncronos de imán permanente son especialmente axeitados para aplicacións de arranque pesado e funcionamento lixeiro. A promoción e o uso de motores síncronos de imán permanente ten beneficios económicos e sociais positivos e é de grande importancia para a conservación de enerxía e a redución de emisións. En termos de fiabilidade e estabilidade, os motores síncronos de imán permanente tamén teñen valiosas vantaxes. A selección de motores síncronos de imán permanente de alta eficiencia é un investimento único con beneficios a longo prazo.
Anhui Mingteng Permanent Magnet Electromechanical Equipment Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/) leva 17 anos centrándose na investigación, desenvolvemento, produción e venda de motores síncronos de imán permanente de ultra alta eficiencia. Os seus produtos abarcan unha gama completa de máquinas de alta tensión, baixa tensión, frecuencia constante, frecuencia variable, convencionais, a proba de explosións, de accionamento directo, rodillos eléctricos e todo en un, co obxectivo de proporcionar unha forza motriz máis eficiente para os equipos industriais.
Os motores de imán permanente de Anhui Mingteng teñen as mesmas dimensións de instalación externas que os motores asíncronos de uso común na actualidade e poden substituír totalmente os motores asíncronos. Ademais, conta cun equipo técnico profesional para deseñar e ofrecer aos clientes solucións de transformación gratuítas. Se precisa transformar motores asíncronos, non dubide en contactar connosco e atenderémoslle de todo corazón!
Data de publicación: 23 de agosto de 2024