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 Radiallüfter. Der Axiallüfter wird am Ende des Motors ohne Wellenverlängerung installiert und entspricht funktionell dem externen Lüfter und der Windschutzabdeckung des Industriefrequenzmotors. Der Radiallüfter wird hingegen je nach Motorkörperstruktur und den spezifischen Funktionen einiger Zusatzgeräte an der entsprechenden Position des Motors installiert.
Permanentmagnet-Synchronmotor mit variabler Frequenz der Serie TYPCX
Bei geringem Frequenzbereich und großem Temperaturanstieg kann auch die integrierte Lüfterstruktur des Industriefrequenzmotors verwendet werden. Bei großem Frequenzbereich sollte grundsätzlich ein separater Lüfter installiert werden. Der Lüfter wird als separater Lüfter bezeichnet, da er relativ unabhängig vom mechanischen Teil des Motors und von der Lüfter- und Motorstromversorgung ist. Beide können sich keine Stromversorgung teilen.
Der Frequenzumrichtermotor wird von einem Frequenzumrichter oder Wechselrichter gespeist, und die Motordrehzahl ist variabel. Die Konstruktion mit eingebautem Lüfter kann die Wärmeableitungsanforderungen des Motors bei allen Betriebsdrehzahlen, insbesondere bei niedriger Drehzahl, nicht erfüllen. 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 wärmeableitende Luftstrom aufgrund der niedrigen Drehzahl stark reduziert wird. Dies führt zu einem Wärmestau und einer unzureichenden Wärmeableitung, wodurch die Wicklungstemperatur schnell ansteigt oder sogar den Motor durchbrennt. 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 Anforderungen des Motors an Belüftung und Wärmeableitung besser erfüllt werden können.
(2) Leistung, Drehzahl und weitere Parameter des Lüfters können in Kombination mit der Auslegungstemperaturtoleranz des Motors entsprechend angepasst werden. Lüftermotor und Motorgehäuse können, sofern die Bedingungen es zulassen, unterschiedliche Pole und Spannungsniveaus aufweisen.
(3) Bei Strukturen mit vielen zusätzlichen Komponenten des Motors 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, verringert sich der mechanische Verlust des Motors, 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 das geräuscharme Design 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 deutlich 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. Im Falle eines Ausfalls von Motoren mit variabler Frequenz kommt es bei einigen Motoren zu Wicklungsdurchbrennunfällen, da der Axiallüfter nicht funktioniert. Das heißt, während des Motorbetriebs wird der Lüfter nicht rechtzeitig gestartet oder der Lüfter fällt aus, und die durch den Motorbetrieb erzeugte Wärme kann nicht rechtzeitig abgeführt werden, was zu einer Überhitzung und einem Durchbrennen der Wicklung führt.
Bei Motoren mit variabler Frequenz, insbesondere solchen mit Frequenzumrichtern zur Drehzahlregelung, ist die Leistungswellenform keine normale Sinuswelle, sondern eine Pulsweitenmodulationswelle. Die steile Stoßimpulswelle korrodiert kontinuierlich die Wicklungsisolierung und führt zu Alterung oder sogar zum Ausfall der Isolierung. Daher treten bei Motoren mit variabler Frequenz im Betrieb häufiger Probleme auf als bei herkömmlichen Industriefrequenzmotoren. Daher müssen spezielle elektromagnetische Leitungen für Motoren mit variabler Frequenz verwendet und der Wicklungsspannungswert erhöht werden.
Die drei wichtigsten technischen Eigenschaften von Lüftern, die Drehzahlregelung mit variabler Frequenz und die Widerstandsfähigkeit gegen Stoßimpulswellen in der Stromversorgung bestimmen die hervorragenden Betriebseigenschaften und die unüberwindbaren technischen Hindernisse von Frequenzumrichtermotoren, die sich von denen gewöhnlicher Motoren unterscheiden. In der Praxis ist die Schwelle für einen einfachen und umfassenden Einsatz von Frequenzumrichtermotoren sehr niedrig oder kann durch die Installation eines separaten Lüfters erreicht werden, aber das Frequenzumrichtermotorsystem, bestehend aus der Auswahl des Lüfters und seiner Schnittstelle zum Motor, der Windpfadstruktur, dem Isolationssystem usw., deckt ein breites Spektrum technischer Felder ab. Es gibt viele einschränkende Faktoren für einen hocheffizienten, hochpräzisen und umweltfreundlichen Betrieb, und viele technische Hindernisse 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