Im Vergleich zu Asynchronmotoren bieten Permanentmagnet-Synchronmotoren die Vorteile eines hohen Leistungsfaktors, eines hohen Wirkungsgrads, messbarer Rotorparameter, eines großen Luftspalts zwischen Stator und Rotor, einer guten Steuerleistung, einer geringen Größe, eines geringen Gewichts, eines einfachen Aufbaus und eines hohen Drehmoment-Trägheits-Verhältnisses usw. Sie werden immer häufiger in den Bereichen Erdöl, chemische Industrie, Textilindustrie, Bergbau, CNC-Werkzeugmaschinen, Roboter usw. eingesetzt und entwickeln sich in Richtung hoher Leistung (hohe Geschwindigkeit, hohes Drehmoment), hoher Funktionalität und Miniaturisierung.
Permanentmagnet-Synchronmotoren bestehen aus Statoren und Rotoren. Der Stator ist der gleiche wie bei Asynchronmotoren und besteht aus dreiphasigen Wicklungen und Statorkernen. Auf dem Rotor sind vormagnetisierte (magnetisierte) Permanentmagnete installiert, und ohne externe Energie kann im umgebenden Raum ein Magnetfeld aufgebaut werden, was den Motoraufbau vereinfacht und Energie spart. In diesem Artikel werden die umfassenden Vorteile der Förderung von Permanentmagnet-Synchronmotoren anhand der Eigenschaften von Permanentmagnet-Synchronmotoren erläutert.
1. Hervorragende Vorteile des Permanentmagnet-Synchronmotors
(1) Da der Rotor aus Permanentmagneten besteht, ist die magnetische Flussdichte hoch, es ist kein Erregerstrom erforderlich und Erregungsverluste werden eliminiert. Im Vergleich zu Asynchronmotoren werden der Erregerstrom der Statorwicklung sowie die Kupfer- und Eisenverluste des Rotors reduziert und der Blindstrom stark reduziert. Da die magnetischen Potentiale von Stator und Rotor synchronisiert sind, weist der Rotorkern keinen Grundwellen-Eisenverlust auf, sodass der Wirkungsgrad (bezogen auf die Wirkleistung) und der Leistungsfaktor (bezogen auf die Blindleistung) höher sind als bei Asynchronmotoren. Permanentmagnet-Synchronmotoren sind im Allgemeinen so ausgelegt, dass sie auch bei geringer Last einen hohen Leistungsfaktor und Wirkungsgrad aufweisen.
Wenn die Lastrate gewöhnlicher Asynchronmotoren weniger als 50 % beträgt, sinken ihr Betriebswirkungsgrad und ihr Leistungsfaktor erheblich. Wenn die Lastrate von Mingteng-Permanentmagnet-Synchronmotoren 25 % bis 120 % beträgt, ändern sich ihre Betriebseffizienz und ihr Leistungsfaktor nicht wesentlich, und die Betriebseffizienz beträgt >90 % und der Leistungsfaktor beträgt >0,85. Der Energiespareffekt ist bei geringer Last, variabler Last und Volllast erheblich.
(2) Permanentmagnet-Synchronmotoren haben relativ starre mechanische Eigenschaften und sind widerstandsfähiger gegen Störungen des Motordrehmoments, die durch Laständerungen verursacht werden. Der Rotorkern eines Permanentmagnet-Synchronmotors kann als Hohlstruktur ausgeführt werden, um die Rotorträgheit zu verringern, und die Start- und Bremszeit ist viel schneller als bei einem Asynchronmotor. Aufgrund des hohen Drehmoment-Trägheits-Verhältnisses eignen sich Permanentmagnet-Synchronmotoren besser für den Betrieb unter Bedingungen mit schneller Reaktion als Asynchronmotoren.
(3) Die Größe von Permanentmagnet-Synchronmotoren ist deutlich kleiner als die von Asynchronmotoren und ihr Gewicht ist auch relativ geringer. Bei gleichen Wärmeableitungsbedingungen und Isolationsmaterialien ist die Leistungsdichte von Permanentmagnet-Synchronmotoren mehr als doppelt so hoch wie die von Drehstrom-Asynchronmotoren.
(4) Die Rotorstruktur ist stark vereinfacht, was leicht zu warten ist und die Betriebsstabilität verbessert.
Da Drehstrom-Asynchronmotoren mit einem höheren Leistungsfaktor ausgelegt werden müssen, muss der Luftspalt zwischen Stator und Rotor sehr klein ausgelegt werden. Gleichzeitig ist die Gleichmäßigkeit des Luftspalts auch entscheidend für den sicheren Betrieb und die Vibrationsgeräusche des Motors. Daher sind die Anforderungen an die Form- und Positionstoleranz sowie die Montagekonzentrizität des Asynchronmotors relativ streng und die Freiheit bei der Auswahl des Lagerspiels relativ gering. Asynchronmotoren mit größeren Grundflächen verwenden meist Ölbadschmierlager, die innerhalb der vorgegebenen Arbeitszeit mit Schmieröl gefüllt werden müssen. Öllecks oder eine vorzeitige Füllung des Ölhohlraums beschleunigen den Ausfall des Lagers. Bei der Wartung von Drehstrom-Asynchronmotoren nimmt die Wartung der Lager einen großen Teil ein. Aufgrund des induzierten Stroms im Rotor des Drehstrom-Asynchronmotors beschäftigten sich in den letzten Jahren außerdem viele Forscher mit dem Problem der elektrischen Korrosion des Lagers.
Permanentmagnet-Synchronmotoren haben solche Probleme nicht. Aufgrund des großen Luftspalts des Permanentmagnet-Synchronmotors sind die oben genannten Probleme, die durch den kleinen Luftspalt des Asynchronmotors verursacht werden, beim Synchronmotor nicht offensichtlich. Gleichzeitig verwenden die Lager des Permanentmagnet-Synchronmotors fettgeschmierte Lager mit Staubschutzkappen. Die Lager wurden beim Verlassen des Werks mit einer angemessenen Menge hochwertigem Fett abgedichtet. Die Lebensdauer der Permanentmagnet-Synchronmotorlager ist wesentlich höher als die des Asynchronmotors.
Um zu verhindern, dass der Wellenstrom das Lager korrodiert, verwendet der Permanentmagnetmotor von Anhui Mingteng ein Isolationsdesign für die Lagerbaugruppe am hinteren Ende, wodurch der Effekt einer Isolierung des Lagers erzielt werden kann, und die Kosten sind viel niedriger als die einer Isolierung das Lager. Um die normale Lebensdauer des Motorlagers zu gewährleisten, verfügt der Rotorteil aller Permanentmagnet-Synchron-Direktantriebsmotoren von Anhui Mingteng über eine spezielle Stützstruktur, und der Austausch der Lager vor Ort erfolgt auf die gleiche Weise wie bei Asynchronmotoren. Ein späterer Lageraustausch und eine spätere Wartung können Logistikkosten und Wartungszeit einsparen und die Produktionszuverlässigkeit des Benutzers besser gewährleisten.
2. Typische Anwendungen von Permanentmagnet-Synchronmotoren als Ersatz für Asynchronmotoren
2.1 Hochspannungs-Dreiphasen-Permanentmagnet-Synchronmotor mit variabler Frequenz und Drehzahlregelung für Vertikalmühlen in der Zementindustrie
Nehmen Sie als Beispiel den hocheffizienten Permanentmagnet-Synchronmotor TYPKK1000-6 mit 5300 kW und 10 kV als Ersatz-Asynchronmotortransformation. Dieses Produkt ist der erste inländische Hochspannungs-Permanentmagnetmotor über 5 MW für die vertikale Mühlenumwandlung, den Anhui Mingteng im Jahr 2021 für ein Baustoffunternehmen bereitgestellt hat. Im Vergleich zum ursprünglichen Asynchronmotorsystem erreicht die Energieeinsparungsrate 8 % und die Produktionssteigerung kann 10 % erreichen. Die durchschnittliche Lastrate beträgt 80 %, der Wirkungsgrad des Permanentmagnetmotors beträgt 97,9 % und die jährlichen Stromsparkosten betragen: (18,7097 Millionen Yuan ÷ 0,92) × 8 % = 1,6269 Millionen Yuan; Die Stromsparkosten in 15 Jahren betragen: (18,7097 Millionen Yuan ÷ 0,92) × 8 % × 15 Jahre = 24,4040 Millionen Yuan; Die Ersatzinvestition amortisiert sich in 15 Monaten und die Kapitalrendite wird 14 aufeinanderfolgende Jahre lang erzielt.
Anhui Mingteng lieferte einen kompletten Satz vertikaler Mühlenumwandlungsausrüstung für ein Baustoffunternehmen in Shandong (TYPKK1000-6 5300 kW 10 kV).
2.2 Niederspannungs-Selbststarter-Dreiphasen-Permanentmagnet-Synchronmotor mit ultrahohem Wirkungsgrad für Mischer in der chemischen Industrie
Nehmen Sie als Beispiel den hocheffizienten Permanentmagnet-Synchronmotor TYCX315L1-4 mit 160 kW und 380 V als Ersatz-Asynchronmotortransformation. Dieses Produkt wurde 2015 von Anhui Mingteng für die Umrüstung von Mischer- und Brechermotoren in der chemischen Industrie bereitgestellt. TYCX315L1-4 160 kW 380 V ist für Mischer-Arbeitsbedingungen geeignet. Durch die Berechnung des Energieverbrauchs pro Tonne pro Zeiteinheit errechnete der Benutzer, dass der 160-kW-Permanentmagnet-Synchronmotor 11,5 % mehr Strom spart als der ursprüngliche Asynchronmotor mit der gleichen Leistung. Nach neun Jahren im tatsächlichen Einsatz sind die Benutzer mit der Energiesparrate, dem Temperaturanstieg, dem Geräuschpegel, dem Strom und anderen Indikatoren des Mingteng-Permanentmagnet-Synchronmotors im tatsächlichen Betrieb sehr zufrieden.
Anhui Mingteng leistete Unterstützung bei der Mischermodifikation für ein Chemieunternehmen in Guizhou (TYCX315L1-4 160 kW 380 V).
3. Probleme, die den Benutzern am Herzen liegen
3.1 Lebensdauer des Motors Die Lebensdauer des gesamten Motors hängt von der Lebensdauer des Lagers ab. Das Motorgehäuse verfügt über die Schutzart IP54, die unter besonderen Umständen auf IP65 erhöht werden kann, um den Einsatzanforderungen der meisten staubigen und feuchten Umgebungen gerecht zu werden. Unter der Bedingung, dass eine gute Koaxialität der Installation der Motorwellenverlängerung und eine entsprechende Radialbelastung der Welle gewährleistet sind, beträgt die Mindestlebensdauer des Motorlagers mehr als 20.000 Stunden. Der zweite Grund ist die Lebensdauer des Kühlgebläses, die länger ist als die des kondensatorbetriebenen Motors. Bei längerem Betrieb in einer staubigen und feuchten Umgebung ist es notwendig, regelmäßig die am Lüfter haftenden klebrigen Substanzen zu entfernen, um zu verhindern, dass der Lüfter durch Überlastung verbrennt.
3.2 Ausfall und Schutz von Permanentmagnetmaterialien
Die Bedeutung von Permanentmagnetmaterialien für Permanentmagnetmotoren liegt auf der Hand, und ihre Kosten machen mehr als ein Viertel der Materialkosten des gesamten Motors aus. Anhui Mingteng Permanentmagnetmotor-Rotor-Permanentmagnetmaterialien verwenden gesintertes NdFeB mit hoher magnetischer Energie und hoher intrinsischer Koerzitivfeldstärke. Zu den herkömmlichen Qualitäten gehören N38SH, N38UH, N40UH, N42UH usw. Das Unternehmen hat professionelle Werkzeuge und Führungsvorrichtungen für die Montage von magnetischem Stahl entwickelt Die Polarität des zusammengebauten Magnetstahls wurde mit angemessenen Mitteln qualitativ analysiert, so dass der relative Magnetflusswert jedes Schlitzmagnetstahls nahe beieinander liegt, was die Symmetrie des Magnetkreises und die Qualität der Magnetstahlbaugruppe gewährleistet.
Die aktuellen Permanentmagnetmaterialien können unter dem maximal zulässigen Temperaturanstieg der Motorwicklung lange laufen und die natürliche Entmagnetisierungsrate des Magnetstahls beträgt nicht mehr als 1‰. Herkömmliche Permanentmagnetmaterialien erfordern, dass die Oberflächenbeschichtung einem Salzsprühtest von mehr als 24 Stunden standhält. In Umgebungen mit starker oxidativer Korrosion müssen Benutzer den Hersteller kontaktieren, um Permanentmagnetmaterialien mit höherer Schutztechnologie auszuwählen.
4. Auswahl eines Permanentmagnetmotors als Ersatz für einen Asynchronmotor
4.1 Bestimmen Sie die Lastart
Unterschiedliche Lasten wie Kugelmühlen, Wasserpumpen und Lüfter stellen unterschiedliche Leistungsanforderungen an Motoren, daher ist der Lasttyp für die Konstruktion oder Auswahl sehr wichtig.
4.2 Bestimmen Sie den Belastungszustand des Motors im Normalbetrieb
Läuft der Motor ständig unter Volllast oder leichter Last? Oder handelt es sich mal um schwere Last und mal um leichte Last, und wie lange dauert der Wechselzyklus zwischen leichter und schwerer Last?
4.3 Bestimmen Sie die Auswirkungen anderer Lastzustände auf den Motor
Es gibt viele Sonderfälle des Belastungszustandes des Vor-Ort-Motors. Beispielsweise muss die Last des Förderbandes einer Radialkraft standhalten und der Motor muss möglicherweise von Kugellagern auf Rollenlager umgestellt werden; Wenn viel Staub oder Öl vorhanden ist, müssen wir das Schutzniveau des Motors verbessern.
4.4 Umgebungstemperatur
Bei der Motorauswahl müssen wir uns auf die Umgebungstemperatur vor Ort konzentrieren. Unsere herkömmlichen Motoren sind für eine Umgebungstemperatur von 0 bis 40 °C oder darunter ausgelegt, wir stoßen jedoch häufig auf Situationen, in denen die Umgebungstemperatur höher als 40 °C ist. Zu diesem Zeitpunkt müssen wir einen Motor mit höherer Leistung oder einen speziell entwickelten Motor wählen.
4.5 Vor-Ort-Installationsmethode, Motoreinbaumaße
Die Installationsmethode vor Ort, die Motorinstallationsabmessungen, die Installationsmethode vor Ort und die Installationsabmessungen sind ebenfalls Daten, die eingeholt werden müssen, entweder die Originalzeichnung des Motoraussehens oder die Abmessungen der Installationsschnittstelle, die Fundamentabmessungen und die Position des Motorplatzierungsraums. Wenn vor Ort Platzbeschränkungen bestehen, kann es erforderlich sein, die Motorkühlungsmethode, die Position des Motorkabelkastens usw. zu ändern.
4.6 Andere Umweltfaktoren
Viele andere Umweltfaktoren haben Einfluss auf die Motorauswahl, wie z. B. Staub- oder Ölverschmutzung, die sich auf den Motorschutzgrad auswirkt; Beispielsweise muss der Motor in Meeresumgebungen oder Umgebungen mit hohem pH-Wert auf Korrosionsschutz ausgelegt sein; In Umgebungen mit starken Vibrationen und großer Höhe gibt es unterschiedliche Designüberlegungen.
4.7 Untersuchung der Originalparameter und Betriebsbedingungen des Asynchronmotors
(1) Typenschilddaten: Nennspannung, Nenndrehzahl, Nennstrom, Nennleistungsfaktor, Wirkungsgrad, Modell und andere Parameter
(2) Installationsmethode: Erhalten Sie die Originalzeichnung des Motorbildes, Installationsbilder vor Ort usw.
(3) Tatsächliche Betriebsparameter des Originalmotors: Strom, Leistung, Leistungsfaktor, Temperatur usw.
Abschluss
Permanentmagnet-Synchronmotoren eignen sich besonders für Schweranlauf- und Leichtlaufanwendungen. Die Förderung und Verwendung von Permanentmagnet-Synchronmotoren hat positive wirtschaftliche und soziale Vorteile und ist von großer Bedeutung für die Energieeinsparung und Emissionsreduzierung. Auch in puncto Zuverlässigkeit und Stabilität bieten Permanentmagnet-Synchronmotoren wertvolle Vorteile. Die Auswahl hocheffizienter Permanentmagnet-Synchronmotoren ist eine einmalige Investition mit langfristigem Nutzen.
Anhui Mingteng Permanent Magnet Electromechanical Equipment Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/) konzentriert sich seit 17 Jahren auf die Forschung, Entwicklung, Produktion und den Vertrieb von Permanentmagnet-Synchronmotoren mit ultrahohem Wirkungsgrad. Seine Produkte decken ein komplettes Sortiment an Hochspannungs-, Niederspannungs-, Konstantfrequenz-, variablen Frequenz-, konventionellen, explosionsgeschützten, Direktantriebs-, Elektrowalzen- und All-in-One-Maschinen ab und zielen darauf ab, effizientere Antriebskräfte für die Industrie bereitzustellen Ausrüstung.
Die Permanentmagnetmotoren von Anhui Mingteng haben die gleichen äußeren Einbaumaße wie die derzeit weit verbreiteten Asynchronmotoren und können Asynchronmotoren vollständig ersetzen. Darüber hinaus gibt es ein professionelles technisches Team, das Kunden kostenlose Transformationslösungen entwirft und bereitstellt. Wenn Sie Asynchronmotoren umwandeln müssen, zögern Sie bitte nicht, uns zu kontaktieren, wir werden Ihnen mit ganzem Herzen zur Seite stehen!
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 23. August 2024