Der Lüfter ist ein Belüftungs- und Wärmeableitungsgerät, das auf den Motor mit variabler Frequenz abgestimmt ist. Je nach den strukturellen Eigenschaften des Motors gibt es zwei Arten von Lüftern: Axiallüfter und Radialventilatoren. Der Axiallüfter wird am Ende des Motors ohne Wellenverlängerung installiert und entspricht funktionell dem externen Lüfter und der Windschutzabdeckung des Industriefrequenzmotors. Der Radialventilator wird hingegen je nach Motorkörperstruktur und den spezifischen Funktionen einiger zusätzlicher Geräte an der entsprechenden Position des Motors installiert.
Permanentmagnet-Synchronmotor mit variabler Frequenz der TYPCX-Serie
Bei kleinen Motorfrequenzschwankungen und großen Temperaturschwankungen kann auch die integrierte Lüfterstruktur des Industriefrequenzmotors verwendet werden. Bei großen Motorfrequenzen sollte grundsätzlich ein unabhängiger Lüfter installiert werden. Der Lüfter wird als unabhängiger Lüfter bezeichnet, da er relativ unabhängig vom mechanischen Teil des Motors und der Lüfter- und Motorstromversorgung ist. Beide können sich also keine Stromversorgung teilen.
Der Frequenzumrichtermotor wird von einem Frequenzumrichter oder Wechselrichter gespeist und hat eine variable Motordrehzahl. Die Konstruktion mit eingebautem Lüfter kann die Wärmeableitungsanforderungen des Motors nicht bei allen Betriebsdrehzahlen erfüllen, insbesondere bei niedriger Drehzahl. Dies führt zu einem Ungleichgewicht zwischen der vom Motor erzeugten Wärme und der vom Kühlmedium Luft abgeführten Wärme bei stark unzureichender Strömungsrate. Das heißt, die Wärmeerzeugung bleibt unverändert oder nimmt sogar zu, während der wärmetransportierende Luftstrom aufgrund der niedrigen Drehzahl stark reduziert wird. Dies führt zu einem Wärmestau und einer mangelnden Wärmeableitung, wodurch die Wicklungstemperatur schnell ansteigt oder sogar den Motor verbrennt. Ein unabhängiger Lüfter, der nicht von der Motordrehzahl abhängig ist, kann diese Anforderung erfüllen:
(1) Die Drehzahl des unabhängig betriebenen Lüfters wird durch die Drehzahländerung während des Motorbetriebs nicht beeinflusst. Er ist immer so eingestellt, dass er vor dem Motor startet und hinter dem Motorabschalten zurückbleibt, wodurch die Belüftungs- und Wärmeableitungsanforderungen des Motors besser erfüllt werden können.
(2) Leistung, Drehzahl und andere Parameter des Lüfters können in Kombination mit der Auslegungstemperaturtoleranz des Motors entsprechend angepasst werden. Lüftermotor und Motorgehäuse können, wenn die Bedingungen es zulassen, unterschiedliche Pole und unterschiedliche Spannungspegel aufweisen.
(3) Bei Strukturen mit vielen zusätzlichen Motorkomponenten kann das Design des Lüfters angepasst werden, um die Anforderungen an Belüftung und Wärmeableitung zu erfüllen und gleichzeitig die Gesamtgröße des Motors zu minimieren.
(4) Da im Motorgehäuse kein eingebauter Lüfter vorhanden ist, werden die mechanischen Verluste des Motors reduziert, was sich in gewissem Maße auf die Verbesserung der Motoreffizienz auswirkt.
(5) Aus der Analyse der Vibrations- und Geräuschindexkontrolle des Motors geht hervor, dass der Gesamtausgleichseffekt des Rotors durch die spätere Installation des Lüfters nicht beeinträchtigt wird und der ursprüngliche gute Gleichgewichtszustand erhalten bleibt. Was das Motorgeräusch betrifft, kann der Geräuschleistungspegel des Motors durch die geräuscharme Konstruktion des Lüfters insgesamt verbessert werden.
(6) Aus der Strukturanalyse des Motors geht hervor, dass es aufgrund der Unabhängigkeit von Lüfter und Motorgehäuse relativ einfacher ist, das Motorlagersystem zu warten oder den Motor zur Inspektion zu zerlegen als bei einem Motor mit Lüfter, und es kommt zu keinen Interferenzen zwischen den verschiedenen Achsen des Motors und des Lüfters.
Aus Sicht der Herstellungskostenanalyse sind die Kosten des Lüfters jedoch erheblich höher als die des Lüfters und der Haube. Bei Motoren mit variabler Frequenz, die in einem weiten Drehzahlbereich arbeiten, muss jedoch ein Axiallüfter installiert werden. Bei Fehlern bei Motoren mit variabler Frequenz kommt es bei einigen Motoren zu Wicklungsdurchbrennunfällen, da der Axiallüfter nicht funktioniert. Dies bedeutet, dass der Lüfter während des Motorbetriebs nicht rechtzeitig gestartet wird oder ausfällt und die durch den Motorbetrieb erzeugte Wärme nicht rechtzeitig abgeführt werden kann, wodurch die Wicklung überhitzt und durchbrennt.
Bei Motoren mit variabler Frequenz, insbesondere solchen mit Frequenzumrichtern zur Drehzahlregelung, kommt es aufgrund der Leistungswellenform nicht zu einer normalen Sinuswelle, sondern zu einer Pulsweitenmodulationswelle. Die steile Stoßimpulswelle korrodiert daher kontinuierlich die Wicklungsisolierung und führt zu einer Alterung oder sogar zum Ausfall der Isolierung. Daher treten bei Motoren mit variabler Frequenz häufiger Betriebsprobleme auf als bei herkömmlichen Industriefrequenzmotoren. Für Motoren mit variabler Frequenz müssen spezielle elektromagnetische Leitungen verwendet und der Wicklungsspannungs-Bemessungswert erhöht werden.
Die drei wichtigsten technischen Eigenschaften von Lüftern, die Drehzahlregelung mit variabler Frequenz und die Widerstandsfähigkeit gegen Stoßwellen in der Stromversorgung bestimmen die hervorragenden Betriebseigenschaften und unüberwindbaren technischen Barrieren von Frequenzumrichtermotoren, die sich von denen herkömmlicher Motoren unterscheiden. In der Praxis ist die Schwelle für eine einfache und umfassende Anwendung von Frequenzumrichtermotoren sehr niedrig oder kann durch die Installation eines separaten Lüfters erreicht werden. Das Frequenzumrichtermotorsystem, bestehend aus der Auswahl des Lüfters und seiner Schnittstelle zum Motor, der Windpfadstruktur, dem Isolationssystem usw., deckt jedoch ein breites Spektrum technischer Felder ab. Es gibt viele einschränkende Faktoren für einen hocheffizienten, hochpräzisen und umweltfreundlichen Betrieb, und viele technische Barrieren müssen überwunden werden, wie z. B. das Heulproblem beim Betrieb in einem bestimmten Frequenzband, das Problem der elektrischen Korrosion des Lagerwellenstroms und das Problem der elektrischen Zuverlässigkeit bei der Stromversorgung mit variabler Frequenz, die alle tiefer liegende technische Probleme mit sich bringen.
Das professionelle technische Team von Anhui Mingteng Permanent-Magnetic Machinery & Electrical Equipment Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/) verwendet moderne Motordesigntheorie, professionelle Designsoftware und ein selbst entwickeltes Permanentmagnetmotor-Designprogramm, um das elektromagnetische Feld, das Flüssigkeitsfeld, das Temperaturfeld, das Spannungsfeld usw. des Permanentmagnetmotors zu simulieren und so den effizienten Betrieb des Motors mit variabler Frequenz sicherzustellen.
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Veröffentlichungszeit: 13. Dezember 2024