En comparación con los motores asíncronos, los motores síncronos de imanes permanentes tienen las ventajas de un alto factor de potencia, alta eficiencia, parámetros de rotor medibles, gran espacio de aire entre el estator y el rotor, buen rendimiento de control, tamaño pequeño, peso ligero, estructura simple y alta relación par/inercia. , etc. Se han utilizado cada vez más en los campos del petróleo, la industria química, la industria textil, la minería, las máquinas herramienta CNC, los robots, etc., y se están desarrollando hacia una alta potencia (alta velocidad, alto par), alta funcionalidad y miniaturización.
Los motores síncronos de imanes permanentes se componen de estatores y rotores. El estator es el mismo que el de los motores asíncronos y consta de devanados trifásicos y núcleos de estator. Se instalan imanes permanentes premagnetizados (magnetizados) en el rotor y se puede establecer un campo magnético en el espacio circundante sin energía externa, lo que simplifica la estructura del motor y ahorra energía. Este artículo explica los beneficios integrales de promover motores síncronos de imanes permanentes basándose en las características de los motores síncronos de imanes permanentes.
1. Ventajas excepcionales del motor síncrono de imán permanente
(1) Dado que el rotor está hecho de imanes permanentes, la densidad de flujo magnético es alta, no se requiere corriente de excitación y se elimina la pérdida de excitación. En comparación con los motores asíncronos, la corriente de excitación del devanado del estator y las pérdidas de cobre y hierro del rotor se reducen, y la corriente reactiva se reduce considerablemente. Dado que los potenciales magnéticos del estator y del rotor están sincronizados, el núcleo del rotor no tiene pérdida de hierro por onda fundamental, por lo que la eficiencia (relacionada con la potencia activa) y el factor de potencia (relacionado con la potencia reactiva) son mayores que los de los motores asíncronos. Los motores síncronos de imanes permanentes generalmente están diseñados para tener un alto factor de potencia y eficiencia incluso cuando funcionan con carga ligera.
Cuando la tasa de carga de los motores asíncronos ordinarios es inferior al 50%, su eficiencia operativa y su factor de potencia disminuyen significativamente. Cuando la tasa de carga de los motores síncronos de imán permanente de Mingteng es del 25% al 120%, su eficiencia operativa y factor de potencia no cambian mucho, y la eficiencia operativa es >90% y el factor de potencia es >0,85. El efecto de ahorro de energía es significativo bajo carga ligera, carga variable y carga completa.
(2) Los motores síncronos de imanes permanentes tienen propiedades mecánicas relativamente rígidas y son más resistentes a las perturbaciones del par del motor causadas por cambios de carga. El núcleo del rotor de un motor síncrono de imán permanente se puede convertir en una estructura hueca para reducir la inercia del rotor, y el tiempo de arranque y frenado es mucho más rápido que el de un motor asíncrono. La alta relación par/inercia hace que los motores síncronos de imanes permanentes sean más adecuados para funcionar en condiciones de respuesta rápida que los motores asíncronos.
(3) El tamaño de los motores síncronos de imanes permanentes es significativamente menor que el de los motores asíncronos y su peso también es relativamente más ligero. Con las mismas condiciones de disipación de calor y materiales aislantes, la densidad de potencia de los motores síncronos de imanes permanentes es más del doble que la de los motores asíncronos trifásicos.
(4) La estructura del rotor está enormemente simplificada, lo que es fácil de mantener y mejora la estabilidad de funcionamiento.
Dado que los motores asíncronos trifásicos deben diseñarse con un factor de potencia más alto, el entrehierro entre el estator y el rotor debe ser muy pequeño. Al mismo tiempo, la uniformidad del entrehierro también es crucial para el funcionamiento seguro y el ruido de vibración del motor. Por lo tanto, los requisitos de tolerancia de forma y posición y concentricidad del ensamblaje del motor asíncrono son relativamente estrictos y la libertad de selección de la holgura del rodamiento es relativamente pequeña. Los motores asíncronos con bases más grandes suelen utilizar cojinetes lubricados por baño de aceite, que deben llenarse con aceite lubricante dentro del tiempo de trabajo especificado. La fuga de aceite o el llenado inoportuno de la cavidad de aceite acelerarán la falla del rodamiento. En el mantenimiento de motores asíncronos trifásicos, el mantenimiento de rodamientos supone una gran proporción. Además, debido a la existencia de corriente inducida en el rotor del motor asíncrono trifásico, el problema de la corrosión eléctrica del rodamiento también ha sido motivo de preocupación para muchos investigadores en los últimos años.
Los motores síncronos de imanes permanentes no presentan estos problemas. Debido al gran entrehierro del motor síncrono de imán permanente, los problemas anteriores causados por el pequeño entrehierro del motor asíncrono no son obvios en el motor síncrono. Al mismo tiempo, los cojinetes del motor síncrono de imán permanente utilizan cojinetes lubricados con grasa con cubiertas antipolvo. Los rodamientos han sido sellados con una cantidad adecuada de grasa de alta calidad al salir de fábrica. La vida útil de los cojinetes del motor síncrono de imanes permanentes es mucho mayor que la del motor asíncrono.
Para evitar que la corriente del eje corroa el rodamiento, el motor de imán permanente Anhui Mingteng adopta un diseño de aislamiento para el conjunto del rodamiento en el extremo trasero, que puede lograr el efecto de aislar el rodamiento, y el costo es mucho menor que el del aislamiento. el rodamiento. Para garantizar la vida útil normal del rodamiento del motor, la parte del rotor de todos los motores de accionamiento directo síncronos de imanes permanentes de Anhui Mingteng tiene una estructura de soporte especial, y el reemplazo de los rodamientos en el sitio es el mismo que el de los motores asíncronos. El reemplazo y mantenimiento posteriores de los rodamientos pueden ahorrar costos logísticos, ahorrar tiempo de mantenimiento y garantizar mejor la confiabilidad de la producción del usuario.
2. Aplicaciones típicas de motores síncronos de imanes permanentes que reemplazan a motores asíncronos
2.1 Motor síncrono de imán permanente trifásico de alta eficiencia y alto voltaje con regulación de velocidad de frecuencia variable para molino vertical en la industria del cemento
Tomemos como ejemplo el motor síncrono de imán permanente de eficiencia ultra alta TYPKK1000-6 5300kW 10kV de transformación de motor asíncrono de reemplazo. Este producto es el primer motor doméstico de imán permanente de alto voltaje de más de 5 MW para transformación de molino vertical proporcionado por Anhui Mingteng para una empresa de materiales de construcción en 2021. En comparación con el sistema de motor asíncrono original, la tasa de ahorro de energía alcanza el 8 % y la producción aumenta. puede llegar al 10%. La tasa de carga promedio es del 80%, la eficiencia del motor de imán permanente es del 97,9% y el costo anual de ahorro de energía es: (18,7097 millones de yuanes ÷ 0,92) × 8% = 1,6269 millones de yuanes; el costo del ahorro de energía en 15 años es: (18,7097 millones de yuanes ÷ 0,92) × 8% × 15 años = 24,4040 millones de yuanes; la inversión de reposición se recupera en 15 meses, y el retorno de la inversión se obtiene durante 14 años consecutivos.
Anhui Mingteng proporcionó un conjunto completo de equipos de transformación de molino vertical para una empresa de materiales de construcción en Shandong (TYPKK1000-6 5300kW 10kV)
2.2 Motor síncrono de imán permanente trifásico de arranque automático de baja tensión y eficiencia ultraalta para mezcladores de la industria química
Tomemos como ejemplo la transformación del motor asíncrono de reemplazo del motor síncrono de imán permanente de eficiencia ultra alta TYCX315L1-4 160kW 380V. Este producto fue proporcionado por Anhui Mingteng en 2015 para la transformación de motores mezcladores y trituradoras en la industria química. TYCX315L1-4 160kW 380V es adecuado para condiciones de trabajo de mezcladores. Al calcular el consumo de energía por tonelada por unidad de tiempo, el usuario calculó que el motor síncrono de imán permanente de 160 kw ahorra un 11,5% más de electricidad que el motor asíncrono original con la misma potencia. Después de nueve años de uso real, los usuarios están muy satisfechos con la tasa de ahorro de energía, el aumento de temperatura, el ruido, la corriente y otros indicadores del motor síncrono de imán permanente Mingteng en funcionamiento real.
Anhui Mingteng proporcionó soporte para la modificación del mezclador para una empresa química en Guizhou (TYCX315L1-4 160kW 380V)
3. Cuestiones que preocupan a los usuarios
3.1 Vida útil del motor La vida útil de todo el motor depende de la vida útil del rodamiento. La carcasa del motor adopta un nivel de protección IP54, que puede aumentarse a IP65 en circunstancias especiales, cumpliendo con los requisitos de uso de la mayoría de los ambientes húmedos y polvorientos. Con la condición de garantizar una buena coaxialidad de la instalación de la extensión del eje del motor y una carga radial adecuada del eje, la vida útil mínima del cojinete del motor es de más de 20.000 horas. El segundo es la vida útil del ventilador de refrigeración, que es más larga que la del motor operado por condensador. Cuando funciona durante mucho tiempo en un ambiente polvoriento y húmedo, es necesario eliminar periódicamente las sustancias pegajosas adheridas al ventilador para evitar que se queme debido a una sobrecarga.
3.2 Fallo y protección de materiales magnéticos permanentes.
La importancia de los materiales de imanes permanentes para los motores de imanes permanentes es evidente y su costo representa más de 1/4 del costo del material de todo el motor. Los materiales de imán permanente del rotor del motor de imán permanente de Anhui Mingteng utilizan productos de alta energía magnética y NdFeB sinterizado de alta coercitividad intrínseca, y los grados convencionales incluyen N38SH, N38UH, N40UH, N42UH, etc. La compañía ha diseñado herramientas profesionales y accesorios de guía para el ensamblaje de acero magnético, y Analizó cualitativamente la polaridad del acero magnético ensamblado por medios razonables, de modo que el valor de flujo magnético relativo de cada acero magnético de ranura sea cercano, lo que garantiza la simetría del circuito magnético y la calidad del ensamblaje de acero magnético.
Los materiales de imán permanente actuales pueden funcionar durante mucho tiempo bajo el aumento de temperatura máximo permitido del devanado del motor, y la tasa de desmagnetización natural del acero magnético no es superior al 1‰. Los materiales de imán permanente convencionales requieren que el revestimiento de la superficie resista una prueba de niebla salina de más de 24 horas. Para entornos con corrosión oxidativa severa, los usuarios deben comunicarse con el fabricante para seleccionar materiales magnéticos permanentes con mayor tecnología de protección.
4. Cómo seleccionar un motor de imán permanente para reemplazar el motor asíncrono
4.1 Determinar el tipo de carga
Diferentes cargas, como molinos de bolas, bombas de agua y ventiladores, tienen diferentes requisitos de rendimiento para los motores, por lo que el tipo de carga es muy importante para el diseño o la selección.
4.2 Determinar el estado de carga del motor en funcionamiento normal.
¿El motor está funcionando continuamente a plena carga o con carga ligera? ¿O a veces es una carga pesada y a veces una carga ligera, y cuánto dura el ciclo de cambio de carga ligera y pesada?
4.3 Determinar el impacto de otros estados de carga en el motor.
Existen muchos casos especiales del estado de carga del motor local. Por ejemplo, la carga de la cinta transportadora debe soportar una fuerza radial y es posible que sea necesario ajustar el motor de rodamientos de bolas a rodamientos de rodillos; si hay mucho polvo o aceite, debemos mejorar el nivel de protección del motor.
4.4 Temperatura ambiente
La temperatura ambiente en el sitio es en lo que debemos centrarnos durante el proceso de selección del motor. Nuestros motores convencionales están diseñados para una temperatura ambiente de 0~40 ℃ o inferior, pero a menudo nos encontramos con situaciones en las que la temperatura ambiente es superior a 40 ℃. En este momento, debemos elegir un motor con mayor potencia o un motor especialmente diseñado.
4.5 Método de instalación in situ, dimensiones de instalación del motor
El método de instalación en el sitio, las dimensiones de instalación del motor, el método de instalación en el sitio y las dimensiones de la instalación también son datos que se deben obtener, ya sea el dibujo original de la apariencia del motor o las dimensiones de la interfaz de instalación, las dimensiones de los cimientos y la ubicación del espacio para la colocación del motor. Si existen restricciones de espacio en el sitio, puede ser necesario cambiar el método de enfriamiento del motor, la ubicación de la caja de cables del motor, etc.
4.6 Otros factores ambientales
Muchos otros factores ambientales tienen un impacto en la selección del motor, como la contaminación por polvo o aceite que afecta el nivel de protección del motor; por ejemplo, en ambientes marinos o ambientes con pH alto, el motor debe estar diseñado para protección contra la corrosión; En entornos con alta vibración y gran altitud, existen diferentes consideraciones de diseño.
4.7 Investigación de los parámetros y condiciones de funcionamiento del motor asíncrono original.
(1) Datos de la placa de identificación: voltaje nominal, velocidad nominal, corriente nominal, factor de potencia nominal, eficiencia, modelo y otros parámetros
(2) Método de instalación: obtenga el dibujo original del aspecto del motor, imágenes de instalación en el sitio, etc.
(3) Parámetros de funcionamiento reales del motor original: corriente, potencia, factor de potencia, temperatura, etc.
Conclusión
Los motores síncronos de imanes permanentes son particularmente adecuados para aplicaciones de arranque pesado y funcionamiento ligero. La promoción y el uso de motores síncronos de imanes permanentes tiene beneficios económicos y sociales positivos y es de gran importancia para la conservación de energía y la reducción de emisiones. Los motores síncronos de imanes permanentes también presentan valiosas ventajas en términos de fiabilidad y estabilidad. La selección de motores síncronos de imanes permanentes de alta eficiencia es una inversión única con beneficios a largo plazo.
Anhui Mingteng Permanent Magnet Electromechanical Equipment Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/) se ha centrado en la investigación, el desarrollo, la producción y la venta de motores síncronos de imanes permanentes de ultra alta eficiencia durante 17 años. Sus productos cubren una gama completa de rodillos eléctricos de alto voltaje, bajo voltaje, frecuencia constante, frecuencia variable, convencionales, a prueba de explosiones, de accionamiento directo y todo en uno, con el objetivo de proporcionar una fuerza motriz más eficiente para la industria. equipo.
Los motores de imanes permanentes de Anhui Mingteng tienen las mismas dimensiones de instalación externa que los motores asíncronos ampliamente utilizados actualmente y pueden reemplazar completamente a los motores asíncronos. Además, existe un equipo técnico profesional para diseñar y brindar a los clientes soluciones de transformación gratuitas. Si tiene la necesidad de transformar motores asíncronos, no dude en contactarnos y le atenderemos de todo corazón.
Hora de publicación: 23 de agosto de 2024