تجزیه و تحلیل جامع مزایای موتورهای سنکرون آهنربای دائم جایگزین موتورهای آسنکرون

در مقایسه با موتورهای ناهمزمان، موتورهای سنکرون مغناطیس دائم دارای مزایای ضریب توان بالا، راندمان بالا، پارامترهای روتور قابل اندازه گیری، شکاف هوای زیاد بین استاتور و روتور، عملکرد کنترل خوب، اندازه کوچک، وزن سبک، ساختار ساده، نسبت گشتاور/اینرسی بالا هستند. و غیره. آنها به طور فزاینده ای در زمینه های نفت، صنایع شیمیایی، نساجی، معدن، ماشین آلات CNC استفاده می شوند. روبات‌ها و غیره و به سمت قدرت بالا (سرعت بالا، گشتاور بالا)، عملکرد بالا و کوچک‌سازی در حال توسعه هستند.
موتورهای سنکرون آهنربای دائم از استاتورها و روتورها تشکیل شده اند. استاتور همان موتورهای ناهمزمان است که از سیم پیچ های سه فاز و هسته های استاتور تشکیل شده است. آهنرباهای دائمی از پیش مغناطیسی شده (مغناطیس شده) روی روتور نصب می شوند و میدان مغناطیسی بدون انرژی خارجی در فضای اطراف ایجاد می شود که ساختار موتور را ساده کرده و در مصرف انرژی صرفه جویی می کند. این مقاله مزایای جامع ارتقاء موتورهای سنکرون آهنربای دائم را بر اساس ویژگی های موتورهای سنکرون آهنربای دائم توضیح می دهد.

1. مزایای برجسته موتور سنکرون آهنربای دائمی

(1) از آنجایی که روتور از آهنرباهای دائمی ساخته شده است، چگالی شار مغناطیسی زیاد است، هیچ جریان تحریکی مورد نیاز نیست و تلفات تحریک حذف می شود. در مقایسه با موتورهای ناهمزمان، جریان تحریک سیم‌پیچ استاتور و تلفات مس و آهن روتور کاهش می‌یابد و جریان راکتیو تا حد زیادی کاهش می‌یابد. از آنجایی که پتانسیل های مغناطیسی استاتور و روتور هماهنگ هستند، هسته روتور هیچ افت آهن موجی اساسی ندارد، بنابراین راندمان (مربوط به توان اکتیو) و ضریب توان (مرتبط با توان راکتیو) بیشتر از موتورهای ناهمزمان است. موتورهای سنکرون آهنربای دائم به طور کلی به گونه‌ای طراحی می‌شوند که ضریب قدرت و راندمان بالایی داشته باشند حتی زمانی که تحت بار سبک کار می‌کنند.

هنگامی که میزان بار موتورهای ناهمزمان معمولی کمتر از 50٪ باشد، بازده عملیاتی و ضریب توان آنها به طور قابل توجهی کاهش می یابد. هنگامی که نرخ بار موتورهای سنکرون آهنربای دائم Mingteng 25٪ -120٪ است، راندمان عملیاتی و ضریب توان آنها تغییر زیادی نمی کند و راندمان عملیاتی 90٪ و ضریب توان > 0.85 است. اثر صرفه جویی در انرژی تحت بار سبک، بار متغیر و بار کامل قابل توجه است.

(2) موتورهای سنکرون آهنربای دائم خواص مکانیکی نسبتاً سفت و سختی دارند و در برابر اختلالات گشتاور موتور ناشی از تغییرات بار مقاومت بیشتری دارند. هسته روتور یک موتور سنکرون آهنربای دائمی را می توان به یک ساختار توخالی تبدیل کرد تا اینرسی روتور را کاهش دهد و زمان شروع و ترمز بسیار سریعتر از موتورهای ناهمزمان است. نسبت گشتاور/اینرسی بالا باعث می شود که موتورهای سنکرون آهنربای دائم برای کار در شرایط پاسخ سریع نسبت به موتورهای ناهمزمان مناسب تر باشند.
(3) اندازه موتورهای سنکرون آهنربای دائم به طور قابل توجهی کوچکتر از موتورهای ناهمزمان است و وزن آنها نیز نسبتاً سبکتر است. با شرایط اتلاف حرارت و مواد عایق یکسان، چگالی توان موتورهای سنکرون آهنربای دائم بیش از دو برابر موتورهای ناهمزمان سه فاز است.
(4) ساختار روتور تا حد زیادی ساده شده است، که نگهداری آن آسان است و پایداری عملیات را بهبود می بخشد.

از آنجایی که موتورهای سه فاز ناهمزمان باید با ضریب توان بالاتر طراحی شوند، شکاف هوا بین استاتور و روتور باید بسیار کوچک باشد. در عین حال، یکنواختی شکاف هوا نیز برای عملکرد ایمن و صدای ارتعاش موتور بسیار مهم است. بنابراین، الزامات تحمل شکل و موقعیت و هم مرکز بودن مونتاژ موتور ناهمزمان نسبتاً سخت است و آزادی انتخاب ترخیص یاتاقان نسبتاً کم است. موتورهای آسنکرون با پایه های بزرگتر معمولاً از یاتاقان های روغن کاری حمام روغن استفاده می کنند که باید در مدت زمان کار مشخص شده با روغن روان کننده پر شوند. نشت روغن یا پر شدن نابهنگام حفره روغن باعث تسریع خرابی یاتاقان می شود. در تعمیر و نگهداری موتورهای سه فاز ناهمزمان، نگهداری یاتاقان ها سهم زیادی را به خود اختصاص می دهد. علاوه بر این، به دلیل وجود جریان القایی در روتور موتور سه فاز ناهمزمان، مشکل خوردگی الکتریکی بلبرینگ نیز در سال‌های اخیر مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است.
موتورهای سنکرون آهنربای دائم چنین مشکلاتی ندارند. به دلیل شکاف هوای زیاد موتور سنکرون آهنربای دائم، مشکلات فوق ناشی از شکاف هوای کوچک موتور آسنکرون در موتور سنکرون مشهود نیست. در عین حال، یاتاقان های موتور سنکرون آهنربای دائمی از یاتاقان های روغن کاری شده با گریس با پوشش های گرد و غبار استفاده می کنند. یاتاقان ها هنگام خروج از کارخانه با مقدار مناسب گریس با کیفیت بالا آب بندی شده اند. طول عمر بلبرینگ موتور سنکرون مغناطیس دائمی بسیار بیشتر از موتور ناهمزمان است.
به منظور جلوگیری از خوردگی جریان شفت یاتاقان، موتور آهنربای دائم آنهویی مینگ‌تنگ یک طرح عایق برای مجموعه بلبرینگ در انتهای دم اتخاذ می‌کند که می‌تواند به اثر عایق کردن یاتاقان دست یابد و هزینه آن بسیار کمتر از عایق است. بلبرینگ برای اطمینان از عمر مفید یاتاقان موتور، قسمت روتور تمام موتورهای درایو مستقیم سنکرون آهنربای دائم Anhui Mingteng دارای ساختار پشتیبانی ویژه است و جایگزینی یاتاقان ها در محل مانند موتورهای ناهمزمان است. تعویض و تعمیر یاتاقان بعدی می تواند در هزینه های لجستیک صرفه جویی کند، در زمان نگهداری صرفه جویی کند و اطمینان تولید کاربر را بهتر تضمین کند.

2. کاربردهای معمول موتورهای سنکرون آهنربای دائم جایگزین موتورهای ناهمزمان

2.1 تنظیم سرعت فرکانس متغیر موتور سنکرون آهنربای دائم سه فاز با ولتاژ بالا فوق العاده بالا برای آسیاب عمودی در صنعت سیمان
به عنوان مثال، موتور سنکرون مغناطیس دائمی فوق‌العاده بالا TYPKK1000-6 5300kW 10kV جایگزینی تبدیل موتور ناهمزمان را در نظر بگیرید. این محصول اولین موتور آهنربای دائم ولتاژ بالا داخلی بالای 5 مگاوات برای تبدیل آسیاب عمودی است که توسط Anhui Mingteng برای یک شرکت مصالح ساختمانی در سال 2021 ارائه شده است. در مقایسه با سیستم موتور ناهمزمان اصلی، میزان صرفه جویی در انرژی به 8٪ و افزایش تولید می رسد. می تواند به 10 درصد برسد. میانگین نرخ بار 80٪، راندمان موتور آهنربای دائم 97.9٪ است، و هزینه صرفه جویی در انرژی سالانه: (18.7097 میلیون یوان ÷ 0.92) × 8٪ = 1.6269 میلیون یوان؛ هزینه صرفه جویی در انرژی در 15 سال عبارت است از: (18.7097 میلیون یوان ÷ 0.92) × 8٪ × 15 سال = 24.4040 میلیون یوان. سرمایه گذاری جایگزین در 15 ماه بازیابی می شود و بازگشت سرمایه برای 14 سال متوالی به دست می آید.

Anhui Mingteng مجموعه کاملی از تجهیزات تبدیل آسیاب عمودی را برای یک شرکت مصالح ساختمانی در شاندونگ (TYPKK1000-6 5300kW 10kV) ارائه کرد.

2.2 موتور سنکرون آهنربای دائم سه فاز با ولتاژ پایین با راندمان بالا برای میکسرهای صنایع شیمیایی
موتور سنکرون مغناطیس دائم با راندمان فوق العاده بالا TYCX315L1-4 تبدیل موتور ناهمزمان جایگزین 160 کیلووات 380 ولت را به عنوان مثال در نظر بگیرید. این محصول توسط Anhui Mingteng در سال 2015 برای تبدیل موتورهای میکسر و سنگ شکن در صنایع شیمیایی ارائه شده است. TYCX315L1-4 160kW 380V برای شرایط کار میکسر مناسب است. با محاسبه مصرف انرژی به ازای هر تن در واحد زمان، کاربر محاسبه کرد که موتور سنکرون آهنربای دائم 160 کیلووات نسبت به موتور آسنکرون اصلی با همان قدرت، 11.5 درصد بیشتر در مصرف برق صرفه جویی می کند. پس از نه سال استفاده واقعی، کاربران از میزان صرفه جویی در انرژی، افزایش دما، نویز، جریان و سایر شاخص های موتور سنکرون آهنربای دائم Mingteng در عملکرد واقعی بسیار راضی هستند.

Anhui Mingteng پشتیبانی اصلاح میکسر را برای یک شرکت شیمیایی در گوئیژو ارائه کرد (TYCX315L1-4 160kW 380V)

3. مسائلی که کاربران به آنها اهمیت می دهند

3.1 عمر موتور عمر کل موتور به عمر بلبرینگ بستگی دارد. محفظه موتور دارای سطح حفاظت IP54 است که می تواند تحت شرایط خاص تا IP65 افزایش یابد و شرایط استفاده در اکثر محیط های گرد و غبار و مرطوب را برآورده کند. در شرایط حصول اطمینان از هم محوری خوب نصب گسترش شفت موتور و بار شعاعی مناسب شفت، حداقل عمر بلبرینگ موتور بیش از 20000 ساعت است. دومی عمر فن خنک کننده است که بیشتر از عمر موتور خازن کار می کند. هنگام کار به مدت طولانی در محیط های گرد و غبار و مرطوب، لازم است به طور مرتب مواد چسبنده متصل به فن را جدا کنید تا از سوختن فن در اثر اضافه بار جلوگیری شود.

3.2 خرابی و حفاظت از مواد آهنربای دائمی
اهمیت مواد آهنربای دائم برای موتورهای آهنربای دائم بدیهی است و هزینه آنها بیش از 1/4 هزینه مواد کل موتور را تشکیل می دهد. مواد مغناطیس دائم روتور موتور مغناطیس دائم آنهویی مینگ‌تنگ از محصول با انرژی مغناطیسی بالا و NdFeB متخلخل با اجبار ذاتی بالا استفاده می‌کنند و گریدهای معمولی عبارتند از N38SH، N38UH، N40UH، N42UH و غیره. قطبیت فولاد مغناطیسی مونتاژ شده را به طور کیفی به صورت منطقی تجزیه و تحلیل کرد به این معنی است که مقدار شار مغناطیسی نسبی هر فولاد مغناطیسی شکاف نزدیک است، که تقارن مدار مغناطیسی و کیفیت مونتاژ فولاد مغناطیسی را تضمین می کند.
مواد آهنربای دائم فعلی می توانند برای مدت طولانی تحت حداکثر افزایش دمای مجاز سیم پیچ موتور کار کنند و نرخ مغناطیس زدایی طبیعی فولاد مغناطیسی بالاتر از 1‰ نیست. مواد مغناطیس دائمی معمولی به پوشش سطحی نیاز دارند تا در آزمایش اسپری نمک بیش از 24 ساعت مقاومت کنند. برای محیط‌هایی با خوردگی شدید اکسیداتیو، کاربران باید با سازنده تماس بگیرند تا مواد مغناطیسی دائمی با فناوری حفاظت بالاتر را انتخاب کنند.

4. نحوه انتخاب موتور آهنربای دائمی برای جایگزینی موتور ناهمزمان

4.1 نوع بار را تعیین کنید
بارهای مختلف مانند آسیاب های گلوله ای، پمپ های آب و فن ها الزامات عملکرد متفاوتی برای موتورها دارند، بنابراین نوع بار برای طراحی یا انتخاب بسیار مهم است.
4.2 وضعیت بار موتور را در حالت عادی تعیین کنید
آیا موتور به طور مداوم در بار کامل یا بار سبک کار می کند؟ یا گاهی بار سنگین و گاهی بار سبک است و چرخه تغییر بار سبک و سنگین چقدر است؟
4.3 تأثیر سایر حالت های بار بر روی موتور را تعیین کنید
موارد خاص زیادی از وضعیت بار موتور در محل وجود دارد. به عنوان مثال، بار تسمه نقاله نیاز به تحمل نیروی شعاعی دارد و موتور ممکن است نیاز به تنظیم از بلبرینگ به یاتاقان غلتکی داشته باشد. اگر گرد و غبار یا روغن زیادی وجود داشته باشد، باید سطح حفاظتی موتور را بهبود دهیم.
4.4 دمای محیط
دمای محیط در محل همان چیزی است که ما باید در فرآیند انتخاب موتور روی آن تمرکز کنیم. موتورهای معمولی ما برای دمای محیط 0 ~ 40 ℃ یا کمتر طراحی شده اند، اما اغلب با شرایطی مواجه می شویم که دمای محیط بالاتر از 40 ℃ است. در این زمان باید موتوری با توان بالاتر یا موتوری با طراحی خاص انتخاب کنیم.
4.5 روش نصب در محل، ابعاد نصب موتور
روش نصب در محل، ابعاد نصب موتور، روش نصب در محل و ابعاد نصب نیز داده هایی هستند که باید به دست آیند، یا نقشه ظاهری اصلی موتور، یا ابعاد رابط نصب، ابعاد فونداسیون و محل قرارگیری موتور. در صورت وجود محدودیت فضا در محل، ممکن است نیاز به تغییر روش خنک کننده موتور، محل قرارگیری جعبه سرب موتور و غیره باشد.

4.6 سایر عوامل محیطی
بسیاری از عوامل محیطی دیگر بر انتخاب موتور تأثیر دارند، مانند گرد و غبار یا آلودگی روغن که بر سطح حفاظت موتور تأثیر می گذارد. به عنوان مثال، در محیط های دریایی یا محیط هایی با pH بالا، موتور باید برای محافظت در برابر خوردگی طراحی شود. در محیط های با ارتعاش و ارتفاع زیاد، ملاحظات طراحی متفاوتی وجود دارد.
4.7 بررسی پارامترهای موتور ناهمزمان اصلی و شرایط عملکرد
(1) داده های پلاک نام: ولتاژ نامی، سرعت نامی، جریان نامی، ضریب توان نامی، راندمان، مدل و سایر پارامترها
(2) روش نصب: نقشه اصلی ظاهر موتور، تصاویر نصب در محل و غیره را بدست آورید.
(3) پارامترهای عملیاتی واقعی موتور اصلی: جریان، قدرت، ضریب توان، دما و غیره.

نتیجه گیری
موتورهای سنکرون آهنربای دائمی به ویژه برای کاربردهای استارت سنگین و سبک مناسب هستند. ترویج و استفاده از موتورهای سنکرون مغناطیس دائم دارای مزایای اقتصادی و اجتماعی مثبت است و برای حفظ انرژی و کاهش انتشار از اهمیت زیادی برخوردار است. از نظر قابلیت اطمینان و پایداری، موتورهای سنکرون آهنربای دائمی نیز دارای مزایای ارزشمندی هستند. انتخاب موتورهای سنکرون آهنربای دائم با راندمان بالا یک سرمایه گذاری یکباره با مزایای طولانی مدت است.
Anhui Mingteng Permanent Magnet Electromechanical Equipment Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/) به مدت 17 سال بر تحقیق، توسعه، تولید و فروش موتورهای سنکرون آهنربای دائم با راندمان فوق العاده بالا تمرکز کرده است. محصولات آن طیف کاملی از ولتاژ بالا، ولتاژ پایین، فرکانس ثابت، فرکانس متغیر، متعارف، ضد انفجار، درایو مستقیم، غلتک های الکتریکی و ماشین آلات یکپارچه را پوشش می دهد و هدف آن ارائه نیروی محرکه کارآمدتر برای صنعتی است. تجهیزات
موتورهای آهنربای دائم Anhui Mingteng دارای ابعاد نصب خارجی مشابه موتورهای ناهمزمان پرکاربرد فعلی هستند و می توانند به طور کامل جایگزین موتورهای ناهمزمان شوند. علاوه بر این، یک تیم فنی حرفه ای برای طراحی و ارائه راه حل های تحول رایگان به مشتریان وجود دارد. اگر نیاز به تبدیل موتورهای آسنکرون دارید، لطفا با ما تماس بگیرید و ما از صمیم قلب به شما خدمت خواهیم کرد!