So với động cơ không đồng bộ, động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu có ưu điểm là hệ số công suất cao, hiệu suất cao, thông số rôto có thể đo được, khe hở không khí lớn giữa stato và rôto, hiệu suất điều khiển tốt, kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ, cấu trúc đơn giản, tỷ lệ mô men xoắn/quán tính cao , v.v. Chúng ngày càng được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực dầu khí, công nghiệp hóa chất, dệt may, khai thác mỏ, máy công cụ CNC, robot, v.v. và đang phát triển theo hướng công suất cao (tốc độ cao, mô-men xoắn cao), chức năng cao và thu nhỏ.
Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu bao gồm stato và rôto. Stator cũng giống như động cơ không đồng bộ, bao gồm cuộn dây ba pha và lõi stato. Nam châm vĩnh cửu được từ hóa trước (từ hóa) được lắp đặt trên rôto và từ trường có thể được thiết lập trong không gian xung quanh mà không cần năng lượng bên ngoài, giúp đơn giản hóa cấu trúc động cơ và tiết kiệm năng lượng. Bài viết này giải thích lợi ích toàn diện của việc phát huy động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu dựa trên đặc tính của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu.
1. Ưu điểm vượt trội của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu
(1) Do rôto được làm bằng nam châm vĩnh cửu nên mật độ từ thông cao, không cần dòng điện kích thích và loại bỏ tổn thất kích thích. So với động cơ không đồng bộ, dòng điện kích thích của cuộn dây stato và tổn thất đồng và sắt của rôto giảm và dòng điện phản kháng giảm đi rất nhiều. Do điện thế từ của stato và rôto đồng bộ nên lõi rôto không có tổn thất sắt sóng cơ bản nên hiệu suất (liên quan đến công suất tác dụng) và hệ số công suất (liên quan đến công suất phản kháng) cao hơn so với động cơ không đồng bộ. Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu thường được thiết kế để có hệ số công suất và hiệu suất cao ngay cả khi chạy dưới tải nhẹ.
Khi tốc độ tải của động cơ không đồng bộ thông thường nhỏ hơn 50%, hiệu suất vận hành và hệ số công suất của chúng giảm đáng kể. Khi tốc độ tải của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu Mingteng là 25% -120%, hiệu suất vận hành và hệ số công suất của chúng không thay đổi nhiều, hiệu suất vận hành >90% và hệ số công suất > 0,85. Hiệu quả tiết kiệm năng lượng rất đáng kể khi tải nhẹ, tải thay đổi và đầy tải.
(2) Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu có đặc tính cơ học tương đối cứng và có khả năng chống nhiễu loạn mô men động cơ do thay đổi tải tốt hơn. Lõi rôto của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu có thể được chế tạo thành cấu trúc rỗng để giảm quán tính rôto, thời gian khởi động và phanh nhanh hơn nhiều so với động cơ không đồng bộ. Tỷ lệ mô-men xoắn/quán tính cao làm cho động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu phù hợp hơn để vận hành trong điều kiện phản ứng nhanh so với động cơ không đồng bộ.
(3) Kích thước của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu nhỏ hơn đáng kể so với động cơ không đồng bộ và trọng lượng của chúng cũng tương đối nhẹ hơn. Với cùng điều kiện tản nhiệt và vật liệu cách nhiệt, mật độ công suất của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu cao hơn gấp đôi so với động cơ không đồng bộ ba pha.
(4) Cấu trúc rôto được đơn giản hóa rất nhiều, dễ bảo trì và cải thiện độ ổn định khi vận hành.
Vì động cơ không đồng bộ ba pha cần được thiết kế với hệ số công suất cao hơn nên khe hở không khí giữa stato và rôto phải được làm rất nhỏ. Đồng thời, tính đồng nhất của khe hở không khí cũng rất quan trọng đối với hoạt động an toàn và độ rung của động cơ. Do đó, các yêu cầu về hình dạng, dung sai vị trí và độ đồng tâm lắp ráp của động cơ không đồng bộ là tương đối nghiêm ngặt và quyền tự do lựa chọn khe hở ổ trục tương đối nhỏ. Động cơ không đồng bộ có đế lớn hơn thường sử dụng vòng bi bôi trơn trong bể dầu, vòng bi này phải được đổ đầy dầu bôi trơn trong thời gian làm việc quy định. Rò rỉ dầu hoặc đổ đầy khoang dầu không kịp thời sẽ làm tăng tốc độ hỏng ổ trục. Trong việc bảo trì động cơ không đồng bộ ba pha, việc bảo dưỡng vòng bi chiếm tỷ trọng lớn. Ngoài ra, do tồn tại dòng điện cảm ứng trong rôto của động cơ không đồng bộ ba pha nên vấn đề ăn mòn điện của ổ trục cũng được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm trong những năm gần đây.
Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu không gặp phải những vấn đề như vậy. Do khe hở không khí lớn của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu nên các vấn đề trên do khe hở không khí nhỏ của động cơ không đồng bộ gây ra là không rõ ràng ở động cơ đồng bộ. Đồng thời, các ổ trục của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu sử dụng ổ trục được bôi trơn bằng mỡ có nắp che bụi. Vòng bi đã được bôi trơn bằng một lượng mỡ chất lượng cao thích hợp khi rời khỏi nhà máy. Tuổi thọ của vòng bi động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu cao hơn nhiều so với động cơ không đồng bộ.
Để ngăn dòng điện trục ăn mòn ổ trục, động cơ nam châm vĩnh cửu An Huy Mingteng áp dụng thiết kế cách nhiệt cho cụm ổ trục ở đầu đuôi, có thể đạt được hiệu quả cách điện ổ trục và chi phí thấp hơn nhiều so với cách điện. ổ đỡ. Để đảm bảo tuổi thọ bình thường của ổ trục động cơ, bộ phận rôto của tất cả các động cơ truyền động trực tiếp đồng bộ nam châm vĩnh cửu của An Huy Mingteng đều có cấu trúc hỗ trợ đặc biệt và việc thay thế vòng bi tại chỗ cũng giống như động cơ không đồng bộ. Việc thay thế và bảo trì vòng bi sau này có thể tiết kiệm chi phí hậu cần, tiết kiệm thời gian bảo trì và đảm bảo tốt hơn độ tin cậy sản xuất của người dùng.
2. Ứng dụng điển hình của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu thay thế động cơ không đồng bộ
2.1 Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu ba pha điện áp cao, hiệu suất cực cao, điều chỉnh tốc độ tần số thay đổi cho máy nghiền đứng trong ngành xi măng
Lấy động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu hiệu suất cực cao TYPKK1000-6 5300kW 10kV thay thế động cơ không đồng bộ làm ví dụ. Sản phẩm này là động cơ nam châm vĩnh cửu điện áp cao trong nước đầu tiên có công suất trên 5MW dành cho chuyển đổi máy nghiền đứng do An Huy Mingteng cung cấp cho một công ty vật liệu xây dựng vào năm 2021. So với hệ thống động cơ không đồng bộ ban đầu, tỷ lệ tiết kiệm điện đạt 8% và tăng sản lượng có thể đạt tới 10%. Tốc độ tải trung bình là 80%, hiệu suất của động cơ nam châm vĩnh cửu là 97,9% và chi phí tiết kiệm điện hàng năm là: (18,7097 triệu nhân dân tệ 0,92) × 8% = 1,6269 triệu nhân dân tệ; chi phí tiết kiệm điện trong 15 năm là: (18,7097 triệu nhân dân tệ 0,92) × 8% × 15 năm = 24,4040 triệu nhân dân tệ; khoản đầu tư thay thế được thu hồi trong 15 tháng và lợi tức đầu tư thu được trong 14 năm liên tiếp.
An Huy Mingteng cung cấp bộ thiết bị biến đổi máy nghiền đứng hoàn chỉnh cho một công ty vật liệu xây dựng ở Sơn Đông (TYPKK1000-6 5300kW 10kV)
2.2 Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu ba pha tự khởi động điện áp thấp, hiệu suất cực cao dùng cho máy trộn công nghiệp hóa chất
Lấy động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu hiệu suất cực cao TYCX315L1-4 160kW 380V thay thế động cơ không đồng bộ làm ví dụ. Sản phẩm này được An Huy Mingteng cung cấp vào năm 2015 để chuyển đổi động cơ máy trộn và máy nghiền trong ngành hóa chất. TYCX315L1-4 160kW 380V phù hợp với điều kiện làm việc của máy trộn. Bằng cách tính mức tiêu thụ năng lượng trên mỗi tấn trên một đơn vị thời gian, người dùng tính toán rằng động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu 160kw tiết kiệm điện hơn 11,5% so với động cơ không đồng bộ ban đầu có cùng công suất. Sau chín năm sử dụng thực tế, người dùng rất hài lòng với tốc độ tiết kiệm điện, độ tăng nhiệt độ, tiếng ồn, dòng điện và các chỉ số khác của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu Mingteng trong vận hành thực tế.
An Huy Mingteng cung cấp hỗ trợ sửa đổi máy trộn cho một công ty hóa chất ở Quý Châu (TYCX315L1-4 160kW 380V)
3. Vấn đề người dùng quan tâm
3.1 Tuổi thọ động cơ Tuổi thọ của toàn bộ động cơ phụ thuộc vào tuổi thọ của ổ trục. Vỏ động cơ áp dụng mức bảo vệ IP54, có thể tăng lên IP65 trong những trường hợp đặc biệt, đáp ứng yêu cầu sử dụng trong hầu hết các môi trường bụi bặm và ẩm ướt. Trong điều kiện đảm bảo độ đồng trục tốt của việc lắp đặt phần mở rộng trục động cơ và tải trọng xuyên tâm thích hợp của trục, tuổi thọ tối thiểu của ổ trục động cơ là hơn 20.000 giờ. Thứ hai là tuổi thọ của quạt giải nhiệt, dài hơn so với động cơ chạy bằng tụ điện. Khi chạy lâu trong môi trường bụi bặm, ẩm ướt cần thường xuyên loại bỏ các chất dính bám trên quạt để tránh trường hợp quạt bị cháy do quá tải.
3.2 Hư hỏng và bảo vệ vật liệu nam châm vĩnh cửu
Tầm quan trọng của vật liệu nam châm vĩnh cửu đối với động cơ nam châm vĩnh cửu là hiển nhiên và chi phí của chúng chiếm hơn 1/4 chi phí vật liệu của toàn bộ động cơ. Vật liệu nam châm vĩnh cửu rôto động cơ nam châm vĩnh cửu An Huy Mingteng sử dụng sản phẩm năng lượng từ tính cao và NdFeB thiêu kết cưỡng bức nội tại cao, và các loại thông thường bao gồm N38SH, N38UH, N40UH, N42UH, v.v. Công ty đã thiết kế các dụng cụ chuyên nghiệp và đồ gá dẫn hướng để lắp ráp thép từ tính, và phân tích định tính độ phân cực của thép từ đã lắp ráp bằng các biện pháp hợp lý sao cho giá trị từ thông tương đối của từng khe thép từ tính gần nhau, đảm bảo tính đối xứng của mạch từ và chất lượng của cụm thép từ.
Các vật liệu nam châm vĩnh cửu hiện tại có thể chạy trong thời gian dài dưới mức tăng nhiệt độ tối đa cho phép của cuộn dây động cơ và tốc độ khử từ tự nhiên của thép từ tính không cao hơn 1‰. Vật liệu nam châm vĩnh cửu thông thường yêu cầu lớp phủ bề mặt phải chịu được thử nghiệm phun muối trong hơn 24 giờ. Đối với môi trường bị ăn mòn oxy hóa nghiêm trọng, người dùng cần liên hệ với nhà sản xuất để lựa chọn vật liệu nam châm vĩnh cửu có công nghệ bảo vệ cao hơn.
4. Cách chọn động cơ nam châm vĩnh cửu thay thế động cơ không đồng bộ
4.1 Xác định loại tải
Các tải khác nhau như máy nghiền bi, máy bơm nước và quạt có các yêu cầu về hiệu suất khác nhau đối với động cơ, vì vậy loại tải rất quan trọng đối với việc thiết kế hoặc lựa chọn.
4.2 Xác định trạng thái tải của động cơ khi hoạt động bình thường
Động cơ chạy liên tục ở mức đầy tải hay tải nhẹ? Hay lúc thì tải nặng lúc thì tải nhẹ và chu kỳ thay đổi tải nhẹ và tải nặng là bao lâu?
4.3 Xác định ảnh hưởng của các trạng thái tải khác tới động cơ
Có nhiều trường hợp đặc biệt về trạng thái tải của động cơ tại chỗ. Ví dụ, tải trọng của băng tải đai cần chịu lực hướng tâm, và động cơ có thể cần được điều chỉnh từ ổ bi sang ổ lăn; nếu có nhiều bụi hoặc dầu, chúng ta cần nâng cao mức độ bảo vệ của động cơ.
4.4 Nhiệt độ môi trường
Nhiệt độ môi trường tại chỗ là điều chúng ta cần tập trung vào trong quá trình lựa chọn động cơ. Động cơ thông thường của chúng tôi được thiết kế cho nhiệt độ môi trường từ 0~40oC trở xuống, nhưng chúng tôi thường gặp phải tình huống nhiệt độ môi trường cao hơn 40oC. Lúc này chúng ta cần lựa chọn động cơ có công suất cao hơn hoặc động cơ được thiết kế đặc biệt.
4.5 Phương pháp lắp đặt tại chỗ, kích thước lắp đặt động cơ
Phương pháp lắp đặt tại chỗ, kích thước lắp đặt động cơ, phương pháp lắp đặt tại chỗ và kích thước lắp đặt cũng là những dữ liệu phải có, bản vẽ hình dáng động cơ ban đầu hoặc kích thước giao diện lắp đặt, kích thước móng và vị trí không gian đặt động cơ. Nếu có giới hạn về không gian tại chỗ, có thể cần phải thay đổi phương pháp làm mát động cơ, vị trí của hộp dẫn động cơ, v.v.
4.6 Các yếu tố môi trường khác
Nhiều yếu tố môi trường khác có tác động đến việc lựa chọn động cơ như ô nhiễm bụi, dầu ảnh hưởng đến mức độ bảo vệ động cơ; ví dụ, trong môi trường biển hoặc môi trường có độ pH cao, động cơ cần được thiết kế để chống ăn mòn; trong môi trường có độ rung cao và độ cao lớn, có những cân nhắc thiết kế khác nhau.
4.7 Khảo sát các thông số và điều kiện vận hành động cơ không đồng bộ ban đầu
(1) Dữ liệu bảng tên: điện áp định mức, tốc độ định mức, dòng điện định mức, hệ số công suất định mức, hiệu suất, kiểu máy và các thông số khác
(2) Phương pháp lắp đặt: lấy bản vẽ hình dáng động cơ ban đầu, hình ảnh lắp đặt tại chỗ, v.v.
(3) Các thông số vận hành thực tế của động cơ nguyên bản: dòng điện, công suất, hệ số công suất, nhiệt độ, v.v.
Phần kết luận
Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu đặc biệt thích hợp cho các ứng dụng khởi động nặng và chạy nhẹ. Việc thúc đẩy và sử dụng động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu mang lại lợi ích kinh tế, xã hội tích cực và có ý nghĩa to lớn trong việc bảo tồn năng lượng và giảm phát thải. Xét về độ tin cậy và ổn định, động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu cũng có những ưu điểm đáng giá. Việc lựa chọn động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu hiệu suất cao là khoản đầu tư một lần mang lại lợi ích lâu dài.
Công ty TNHH Thiết bị cơ điện nam châm vĩnh cửu An Huy Mingteng （https://www.mingtengmotor.com/) đã tập trung vào nghiên cứu, phát triển, sản xuất và bán động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu hiệu suất cực cao trong 17 năm. Các sản phẩm của công ty bao gồm đầy đủ các loại máy cao áp, điện áp thấp, tần số không đổi, tần số thay đổi, thông thường, chống cháy nổ, truyền động trực tiếp, con lăn điện và máy tất cả trong một, nhằm cung cấp động lực hiệu quả hơn cho ngành công nghiệp. thiết bị.
Động cơ nam châm vĩnh cửu của An Huy Mingteng có kích thước lắp đặt bên ngoài giống như động cơ không đồng bộ được sử dụng rộng rãi hiện nay và có thể thay thế hoàn toàn động cơ không đồng bộ. Ngoài ra, còn có đội ngũ kỹ thuật chuyên nghiệp thiết kế và cung cấp cho khách hàng các giải pháp chuyển đổi miễn phí. Nếu bạn có nhu cầu biến đổi động cơ không đồng bộ, vui lòng liên hệ với chúng tôi, chúng tôi sẽ phục vụ bạn tận tình!
Thời gian đăng: 23-08-2024