АС синхрондық қозғалтқыштар қандай салаларда ең көп пайда әкеледі?

Электр энергиясын өндіру және желі тұрақтылығы: Дәлдікті және реактивті қуатты басқару мүмкіндігі

Құбылыс: Синхрондық қозғалтқыштар желіге синхрондалған инерция көздері ретінде

Айнымалы токтың синхрондық қозғалтқыштары табиғи түрде желі жиілігімен синхрондалады, бұл оларға айналмалы инерция тәрізді қасиет береді және жүктеме сұранысында кенет өзгеріс болған кезде электр желілерін тұрақтандыруға көмектеседі. Бұл қозғалтқыштардың роторларының массасы маховик сияқты әрекет етеді, кинетикалық энергияны жинақтайды және жиілік төмендеген сайын оны автоматты түрде босатады. Бұл негізінен жүйедегі өзгерістердің жылдамдығын баяулатады және желінің жалпы тұрақтылығын қамтамасыз етеді. Дүниежүзінде барлау электр энергиясы жүйелері күнделікті дәстүрлі айналатын генераторлардан гөрі жаңартылатын энергия көздеріне қарай ығысуымен қатар, мұндай ішкі инерция өте маңызды болып табылады. Ескі заманғы айналатын машиналар болмаған кезде, қазіргі заманғы желілерде табиғи тұрақтандыру әсері жоқ.

Принцип: Реактивті қуатты түзету және реактивті қуатты қолдау үшін ротордың ынталандырылуы

Индукциялық қозғалтқыштардан өзгеше, синхронды қозғалтқыштар ротордың тұрақты токтық ынталандыруын реттеу арқылы динамикалық реактивті қуатты басқару мүмкіндігін береді. Ынталандыру тогын дәл реттеу арқылы операторлар мыналарды істей алады:

• Бірлік қуат коэффициентіне жету, объектілерге жыл сайын 740 000 доллардан аса штраф салынуынан құтылу
• Тербеліс кезінде кернеуді реттеу үшін реактивті қуатты (ВАР) енгізу немесе жұту
• Трансформаторлар мен желі инфрақұрылымдарының артта қалған ВАР-ын компенсациялау

Бұл қозғалтқыштарды бағдарламаланатын желі активіне айналдырады, ол тарату тиімділігін арттырады және әсіресе нашар немесе алыстағы желілерде кернеудің құлауына жол бермейді.

Мұнай, газ және химиялық өңдеу: Маңызды қолданбалар үшін жоғары тиімділіктегі тұрақты жылдамдықпен жұмыс істеу

Құбылыс: Центрге тартқыш компрессорлар мен сорғыштарда сырғанау шығындарын жою

Көмірсутек өңдеу кезінде қолданылатын центрге тепкіш компрессорлар мен сорғыштар дәстүрлі түрде үнемі қозғалыстағы индукциялық қозғалтқыштардағы айналу жоғалтуларына байланысты өздеріне берілетін энергияның шамамен 3-7 пайызын жоғалтады. AC синхронды қозғалтқыштар бұл мәселені шешеді, себебі олар ротор мен статорды жұмыс істеу барысында толық синхрондай отырып, 20034 жылғы IEC стандарты бойынша IE4 энергиялық тиімділік кластарына жетуге мүмкіндік береді. Өткен жылы сұйықтық динамикасы журналдарында жарияланған соңғы зерттеулер бұл қозғалтқыштарды газды компрессиялау жүйелеріне қолданған кезде энергияны пайдалануды 40 пайызға дейін қысқартуға болатынын көрсетті. Бұл жұмыс шығындары бойынша нақты ақша үнемдеу және өнімнің өнімділігін төмендетпей-ақ көміртегі шығарындыларын азайту деген сөз, әсіресе құбырларда тұрақсыз қысым өзгерістері жиі болып тұратын жағдайларда маңызды.

Принцип: AC синхронды қозғалтқыш жетектерімен айнымалы кіріс жағдайларында тұрақты ағын жылдамдықтары

Синхрондық қозғалтқыштар тұтқырлығы әртүрлі болатын мұнай немесе реактивті химикаттармен жұмыс істеген кезде өзінің айналу жылдамдығын тұрақты ұстап тұрады. Жүктеме жағдайлары өзгерсе де, бұл қозғалтқыштар мақсатты жылдамдықтан шамамен жарты пайыздан аспайтын ауытқу көрсетеді. Оларды ерекшелейтіні — кіріс қысымының өзгерістеріне олардың электромагниттік жүйесі дереу реакция беруі. Бұл тез жауап көп компонентті заттарды тасымалдаушы құбырларда фазалардың бөлінуіне әкелетін ағынның ыңғайсыздықтарын болдырмақа мүмкіндік береді. Агрессивті газбен жұмыс істейтін күшейткіш сораптар үшін бұл ағын жылдамдығында шамамен екі пайыздық тұрақтылыққа әкеледі. Шынын айтқанда, мұндай тұрақтылық өте маңызды, себебі коррозиялық материалдарды күнделікті өңдейтін мұнай қайта өңдеу зауыттарында жоспарланбаған тоқтап қалулар миллиондық шығындарға әкеледі.

ЖЖҚ және Үлкен Көлемді Ғимарат Жүйелері: IE4 Пайдалы Әсер Коэффициентімен Энергия Стандарттарын Орындау

Құбылыс: Айнымалы жиілікті реттеуі бар суалмағыштар мен демперлік жүйелерде AC синхронды қозғалтқыштарды қолдану

Бүгінгі күндері көбірек инженерлер біз барлық жерде кездестіретін осындай VFD-басқарылатын чиллерлер мен демпферлі актуаторлар сияқты үлкен HVAC жүйелері үшін AC синхронды қозғалтқыштарды таңдайды. Бұл қозғалтқыштардың ерекшелігі - төмен айналу жылдамдығында жұмыс істеген кезде де дәл жылдамдықты басқару қабілетін сақтауы. Бұл салқындату жүйесінің басқа қозғалтқыш түрлерімен болатын қажетсіз секірістерсіз тегіс реттелуін білдіреді. Сонымен қатар, энергия үнемдеу жағынан да ұмытпау керек. Индукциялық қозғалтқыштар толық қуатында жұмыс істемеген кезде әдетте энергияның шамамен 3-7 пайызын өткізіп жібереді, ал синхронды қозғалтқыштар бұл шығынды әлдеқайда азайтады. Мысалы, ауа алмастыру қондырғыларын алайық. Өткен жылы ASHRAE Journal журналында жарияланған зерттеуге сәйкес, синхронды қозғалтқыштармен жабдықталған бұл жүйелер желдеткіш каналдарындағы қысымның тербелуін шамамен 22 пайызға азайтады. Нәтижесінде ғимараттар бойынша ауа ағыны көп тұрақтырақ болады және адамдар өз кеңістіктерінде нақтырақ ыңғайлылық сезінеді.

Тренд: ASHRAE 90.1-2022 индукциялық қозғалтқыштарды IE4-классындағы синхронды қозғалтқыштарға ауыстыруды ынталандырады

Жаңартылған ASHRAE 90.1-2022 стандарты коммерциялық HVAC жетектері үшін 15% жоғары пайдалы әсер коэффициентін талап етеді, бұл ескірген индукциялық қозғалтқыштардың ауыстырылуын жылдамдатады. IE4-классындағы айнымалы токты синхронды қозғалтқыштар осы талаптарды мынамен қамтамасыз етеді:

• Ротор шығындарын жою үшін тұрақты магнитті роторлар
• индукциялық аналогтарға қарағанда 25% жүктемеде 97% жоғары пайдалы әсер коэффициенті, индукциялықтарда 89%
• Жылдамдықтың кең ауқымында 0,95-тен асатын қуат коэффициенті

Қондырғыларды баптағаннан кейін басқарушылар 18 ай ішінде қайтарымдың болатынын хабарлайды, өйткені бұл қозғалтқыштар жыл сайын суалдырғыш қондырғылардың энергия тұтынуын 31% азайтады — желдету нормалары мен глобалды таза нөлдік инициативаларға сәйкестікті қамтамасыз етеді.

Теңіз және кемелердегі қолданыстар: Тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыштармен сенімді қозғалыс

Стратегия: Гибридті-электрлік теңіз қозғалысына PMSM-дерді тиімділік пен беріктікті қамтамасыз ету үшін интеграциялау

Тұрақты магнитті синхрондық қозғалтқыштар (PMSM) кемелердегі гибридті-электрлік жүйелерге енуі арқасында теңіз қозғалтқыштары жаңартылуда. Бұл қозғалтқыштар кемелердің қозғалыс жүйесіндегі дәстүрлі индукциялық қозғалтқыштардың орнына қойылған кезде, олар жоғалтуларды жояды және көбінесе 95%-дан астам пайдалы әсер коэффициентіне жетеді. Нәтижесінде ұзақ теңіз сапарлары кезінде отын шығыны байқалатындай төмендейді. PMSM-дердің тағы бір үлкен артықшылығы – бұл щеткасыз құрылымы, яғни сақтауға қажетті бөлшектер саны азаяды, әсіресе тұзды теңіз суының коррозиясы мәселесін шешу үшін маңызды. Сонымен қатар, моментті дәл реттеу мүмкіндігі электр қозғалтқышы мен дизельді қозғалтқыш арасындағы ауысуын бұрынғыға қарағанда әлдеқайда тегіс етеді. Мұны біз мұнай құрылыстарының айналасында жұмыс істейтін теңізге шығу қолдау кемелерінде ерекше жақсы көрдік. Бұл қозғалтқыштар қозғалыс кезінде тұрақты тербелістерге, жоғары ылғалдылыққа және Арктикалық сулардан тропикалық аймақтарға дейінгі экстремалды температуралық диапазондарда жұмыс істеуге тура келсе де, олар сәтті жұмыс істеп тұрады.

Артықшылығы: Қатты теңіз жағдайында жоғары момент тығыздығы мен төзімділік

Тұрақты магнитті синхрондық қозғалтқыштар (PMSM) ұқсас өлшемдегі басқа қозғалтқыштарға қарағанда шамамен 30% артық іске қосу итеруші күшін туғыза алады, себебі олар жоғары момент өндіретін компактты конструкциялардан жасалған. Бұл қозғалтқыштардың ішіндегі неодим магниттері кемелер толқынды теңізде жүзген кезде соққы жүктемелерге өте жақсы төзеді. Сонымен қатар, қозғалтқыштар тұз булары мен ылғалдықтан қорғайтын коррозияға төзімді ерекше қаптамамен жабдықталған, өйткені бұл факторлар уақыт өте келе әдеттегі қозғалтқыш бөлшектерін бүлдіруі мүмкін. Сондықтан PMSM-дер кемелердің азимутты итергіштері мен динамикалық орындарын реттеу жүйелерінде өте жақсы жұмыс істейді. Кеме қиын жағдайларда орынын сақтауы немесе дәл жүзеге асыруы қажет болған кезде, маңызды сәттерде сенімді қозғалтқыштардың істен шықпауы сәтті операциялар мен теңізде потенциалды апаттар арасындағы айырмашылық болып табылады.