Жоғары кернеулі айнымалы токтың электр қозғалтқышы қалай ауыр өнеркәсіптік жүктемелермен жұмыс істейді?

Ауыр жүктеме кезінде жоғары кернеулі айнымалы токтың электр қозғалтқыштарының жұмыс істеу принциптері

Жоғары кернеу токты азайтады және қуат шығынын азайтады

Жоғары кернеуде жұмыс істейтін ауыспалы ток қозғалтқыштары өнеркәсіптік жағдайларда жақсы нәтижелер алу үшін негізгі қуат формуласын жақсы пайдаланады. Бұл қозғалтқыштар 1 киловольттан жоғары жұмыс істегенде, олар сол мөлшерде қуат береді, бірақ олардың төмен кернеулі қарсыластарына қарағанда әлдеқайда аз токпен. Бұл шын мәнінде, нақты қондырғыларда жасалған жылу бейнелеу сынақтары бойынша, мыс жоғалтуын 40 пайызға азайтады. Төмен ток арқылы біз жұқа кабельдерді пайдалана аламыз, бұл инфрақұрылымдық шығындарды үнемдейді, әрбір 100 метрге 15%-ға жуық. Сонымен қатар, бұрандаларда жылудың аз жиналуы бар, сондықтан оқшаулау ұзаққа созылады, бұл қозғалтқыштар шахталар мен материалдарды өңдеу зауыттары сияқты қиын жағдайларға ұшырағанда, онда олар ұзақ уақыт бойы жоғары айналыс моментін ұстауы керек.

Қатты жүктеме кезінде жылу және электромагниттік қиындықтар

Түйірігіш машинаның тоңазытылуы немесе конвейердің артық жүктемесі сияқты кенеттен жүктілік шыңдары үш өзара байланысты стресс факторларын туғызады:

• Индукциялық орамдағы температураның сәттік өсуі 200°C-тан жоғары болып, изоляцияның бұзылу қаупін туғызады
• Магниттік қанығу , айналу моментінің тербелісі мен вибрация гармониктерін тудырады
• Ротор өзектеріндегі қосымша токтардың көбеюі , гистерезис шығындарын арттырады

Қазіргі заманғы конструкциялар осындай мәселелерді нақты уақыт режимінде жылулық бақылау үшін RTD сенсорларын орнату арқылы және IEC 60034-31 стандартына сәйкес вихрьлық токтарды 60% дейін азайтатын ламинирленген кремнийлі болат өзектер арқылы шешеді. Белсенді суыту 30 секундтан астам уақыт бойы 150% асырмалуда болған кезде де температураны F класының шектерінде (155°C) ұстайды, ал орам ойықтарының оптималданған геометриясы ағындың қашуын басады.

Жоғары кернеулі айнымалы ток электр қозғалтқыш жүйелерінде пайдалы әсер коэффициентін максималдандыру

Жоғары кернеулі айнымалы токтың электр қозғалтқыштары электромагниттік оптималдандыруды жоғары кернеуде табиғи түрде болатын үдерістермен ұштастырғанда 94% және одан жоғары ПӘК-ке жетеді. Бұл қозғалтқыштар жұмыс істегенде бірдей қуат үшін аз ток тартады, бұл I квадрат R шығындары деп аталатын қажымалы резистивтік шығындарды азайтады. Бұл минералдарды өңдеу зауыттары немесе ауыр өнеркәсіптік объектілер сияқты электр энергиясын өте көп пайдаланатын салалар үшін үлкен маңызға ие. Уақыт өте келе үнемделетін ақша едәуір көп болады, өйткені бұл қозғалтқыштар жиі үзіліссіз және өте қатаң жағдайларда жұмыс істейді, бірақ бұлар ешқашан бұзылмайды.

Негізгі жаңашылдықтар: Шығыны төмен материалдар және оптималды магниттік конструкция

Пайдалы әсер коэффициентіндегі біз көрген жақсартулар негізінен екі саладан туындайды: материалдардың жақсаруы мен магниттік конструкциялардың тиімді болуы. Өндірушілер өздерінің пластиналары үшін шығынсыз болатты пайдалануға көшкенде, қалыпты болаттармен салыстырғанда айналымдағы токтардың шамамен 40% азайтуына қол жеткізеді. Мыс роторлар да көмектеседі, себебі мыс электрді жақсы өткізгендіктен олар тым қызып кетпейді. Сонымен қатар статор мен ротордың пішінінің қаншалықты маңызды екенін ұмытпау керек. Осы компоненттерді дұрыс жасау — магнит ағынының шығынын азайтады, бұл қосымша жылу шығаруға емес, нақты қуат өндіруге әкеледі. Жылу режимін басқару үшін компаниялар қазір белгілі бір жолдармен ауа үрлеу немесе сұйық суыту каналдарын қолданатын жүйелерді жасап жатыр. Бұл тәсілдер жүктеме астында үздіксіз жұмыс істеген кезде орамдарда қауіпті ыстық аймақтардың пайда болуын болдырмақта.

94%-дан жоғары жүктемеге бейімделетін пайдалы әсер коэффициенті үшін жиілік өзгерту жүйесін (VFD) интеграциялау

VFD жүйелері процестің нақты қажет ететін жылдамдығы мен бұрау моментін реттеуге мүмкіндік береді және 40% -дан 100% дейінгі жұмыс режимінде пайдалы әсер коэффициентін 94% -дан жоғары ұстайды. Тұрақты жылдамдықты электрқозғалтқыштар максимумнан төмен жұмыс істегенде энергияны көп пайдаланады, ал центрге тартқыш күштер әсер ететін насостар мен желдеткіштер сияқты жүйелерге VFD жүйелерін орнату энергия тұтынуды шамамен 30% -ға дейін азайтуға мүмкіндік береді. Жұмсақ іске қосу функциясы ауыр жабдықты іске қосқан кезде механизмдердің тозуын азайтады, сонымен қатар күрделі басқару алгоритмдері тәулік бойына қажеттілік төмендеген кезде пайда болатын зиянды шығындарды болдырмауға көмектеседі.

Қиын өнеркәсіптік орталарда ұзақ мерзімді пайдалану үшін берік конструкция

Цемент зауыттарында немесе кен өндіру операцияларында пайдаланылатын жоғары кернеулі айнымалы токты электр қозғалтқыштары абразивті шаң, 60°C астам температураның тербелісі және үздіксіз механикалық діріл сияқты қатаң жағдайларға төтеп береді. Олардың ұзақ мерзімділігі тек қана берік конструкцияға емес, сонымен қатар мақсатты материалдар таңдауы мен құрылымдық инженериялауға негізделген ақыл-ойлы төзімділікке байланысты.

Изоляциялық жүйелер: Үздіксіз жоғары моментті жұмыс үшін Класс F пен Класс H

Жылуға төзімділік класы шынымен жабдықтың жылуды қалай және уақыт бойы қалай шыдайтынын анықтайды. F класты изоляция шамамен 155 градус Цельсий температурада жұмыс істейді, алайда Н класты изоляция (оның шегі 180°C-ға дейін) машиналарға жылулық кернеуге қарсы қосымша төзімділік береді. Бұл үздіксіз ауыр жүктеме астында жұмыс істейтін моторлар сияқты қиын жағдайларда айтарлықтай айырмашылық жасайды, мысалы, ұнтақтағыш қозғалтқыштары. Температура ерекше жоғары болған кезде, жақсырақ изоляция шынымен жөндеулер арасындағы уақытты шамамен 20%-ға ұзартады. Өндірушілер сонымен қатар осы керексіз ыстық нүктелердің пайда болуын болдырмау үшін энергия шығыны төмен аморфты болаттан жасалған өзектерді қолданады. Сондай-ақ, орамалар эпоксидпен қапталған, сондықтан олар ылғалдан және барлық жерге тараған қатты әктас шаңынан қорғалған күйінде қалады. Сенімділік көрсеткіштеріне назар аударсақ, жақсартылған изоляциялық жүйелерге инвестиция салудың қаншалықты тиімді екенін көруге болады. Қиын жұмыс жағдайларында жақсартылған изоляциялық жүйесі бар машиналар жөндеуді қажет етпес бұрын әдетте екі есе ұзақ шыдайды.

Жетілдірілген салқындату әдістері және ластанудан қорғау

Жылулық басқару жүйесі асқын жүктеме кезінде қауіпті болып табылатын мәндерден шамамен 15 градус Цельсийге төмен орама температурасын сақтау үшін TEFC корпус пен ішкі салқындату қаптамаларын қолданады. IP66 дәрежесіне ие жабдықтар үшін біз химиялық өңдеу орталарында жиі кездесетін 5 микроннан кіші бөлшектер мен коррозиялық буды тиімді түрде тоқтататын лабиринтты тығыздандырғыштар мен ерекше гидрофобты қаптамаларды енгіздік. Конструкцияда нақты жоспарланған ауа ағыны каналдары мен ерекше пішінді рамалар қолданылады, бұл жұмыс сипаттамаларын төмендету қажеттілігінсіз үздіксіз шығысты шамамен 40 пайызға арттыруға мүмкіндік береді. Қағаз және целлюлозды зауыттарда жүргізілген нақты әлемдегі сынақтар бұл ерекшеліктердің өзіне де үлкен әсер ететінін көрсетті, соңғы деректерге сәйкес орама ақаулары шамамен екі есе кеміді.

Айнымалы жиілікті жетектер және дәл моментті басқару

Жиілікті реттеу құрылғылары арқылы жылдамдық пен моментті реттеу арқылы өнімділікті арттыру

Айнымалы жиілікті жетектер (VFD) кернеу мен жиілікті өңдеудің нақты қажеттіліктеріне сәйкес реттеу арқылы жоғары кернеулі айнымалы ток двигателдерінің жұмыс істеу режимін өзгертеді. Олар жабдық толық қуатында жұмыс істемеген кезде энергияның шығынын азайтады (кейбір деректер 30% шығындарды үнемдеуге дейін көрсетеді), жұмыс істеуге қосылған кезде механикалық соққыларды болдырмауға кедергі жасайды және жалпы алғанда жабдықтың қызмет ету мерзімін ұзартады. Нақты тасымалдау таспасы үшін моментті дәл реттеу — жүктеме сәйкес келген кезде жүйе материалдарды тұрақты жылдамдықпен тасымалдауды жалғастырады дегенді білдіреді. Жаңа модельдер 2 миллисекундтан кем уақытта жауап береді, бұл өндірістік сызық бойынша сұраныстың кенеттен өсуі немесе төмендеуімен жұмыс істегенде маңызды болып табылады.

Токтардың жерге тұйықталу шешімдері арқылы VFD-ден туындайтын подшипниктегі токтарды азайту

Айнымалы жиілікті жетектер тиімділікті анық арттырады және жақсырақ басқару мүмкіндігін береді, бірақ олардың кемшілігі де бар. Олар қозғалтқыштың пайда болуына әкелетін, мойынтіректер арқылы өтетін қосымша вал кернеулерін туғызуға бейім болады, соның ішінде дыбыс толқыны, шұңқырлар және қозғалтқыштың ерте шығындалуы сияқты көптеген проблемалар туындайды. Егер осы ток мәселелерін бақылаусыз қалдырса, 1 киловольттан жоғары жұмыс істейтін қозғалтқыштарда мойынтіректердің қызмет ету мерзімі 40-60 пайызға дейін қысқаруы мүмкін. Бұл мәселеге қарсы күрестің бірнеше тәсілдері бірге жақсы нәтиже береді. Мойынтіректің диэлектрик корпусы пайдалы, сондай-ақ валдың жерге тұйықтау сақиналары да көмектеседі. Ток өткізгіш майлау материалдарын пайдалану мен жоғары жиілікті сүзгілерді орнату да маңызды. Бұл әдістердің барлығы EDM әсерін тоқтатып, вал кернеуін 10 вольттан төмен ұстауды көздейді. IEEE 841-2021 нұсқаулықтарын дұрыс сақтаған кезде өнеркәсіптік деректер көп жағдайда қозғалтқыштың шығындалуы 70 пайыздан астам төмендейтінін көрсетеді, бұл техникалық қызмет көрсетуге кететін бюджет пен жабдықтардың жалпы сенімділігі үшін үлкен айырмашылық жасайды.

Шынайы қолдану: Цемент ұнтақтағышының жетегі жүйесіндегі жоғары кернеулі айнымалы токты электр қозғалтқышы

Цемент зауыттарында қозғалтқыштар күнбе-күн өте қиын жағдайлармен кездеседі. Олар абразивті шаңға тұрақты әсер ету, тәулік ішінде температураның резк өзгеруі және шикізатты сындыратын жабдықтардан туындайтын регулярлық соққылар сияқты әртүрлі мәселелермен күресуге тура келеді. Дәл осы жерде 6 кВ астам кернеуде жұмыс істейтін жоғары кернеулі айнымалы ток қозғалтқыштарының рөлі зор. Бұл қозғалтқыштар орташа кернеулі қозғалтқыштармен салыстырғанда энергия шығынын біраз төмендететіндіктен сенімді болып табылады. Жоғары кернеу токтың төмендеуіне әкеледі, бұл энергияның шамамен 15-20 пайызына дейін аз шығындалуын білдіреді. Сонымен қатар, бұл қозғалтқыштар вертикальдық роллержі бойынша 5g астам вибрацияны шыдай алатындай етіп берік жасалған, ал көптеген стандартты қозғалтқыштар мұны шыдай алмайды. Арнайы сызықтар қираған әктасының ішке түсіп зақымдауын болдырмау үшін қорғаныс қызметін атқарады. Бұл қозғалтқыштардың қандай құндылыққа ие екенін қарастырсақ, негізінде үш нәрсе бірігіп тұр: олар жеткілікті айналу моментін өндіреді, жылу өзгерістеріне тұрақты жұмыс істейді және шаңды ортадан ластанудың алдын алады. Техникалық үзіліссіз жұмыс істеуін қажет ететін минералдарды өңдеу процестері үшін бұл сипаттамалар жоғары кернеулі айнымалы ток қозғалтқыштарын тек пайдалы ғана емес, тіпті міндетті жабдыққа айналдырады.