Anong Industriya ang Nakikinabang Nang Higitan sa AC Synchronous Motors?

Paggawa ng Kuryente at Katatagan ng Grid: Pagpapahintulot sa Presisyon at Kontrol sa Reactive Power

Pangyayari: Ang synchronous motors bilang pinagmulan ng synchronized inertia sa grid

Ang mga AC synchronous motor ay kusang nag-sisimuloy sa dalas ng grid, na nagbibigay sa kanila ng isang uri ng rotational inertia na talagang tumutulong upang mapanatiling matatag ang mga network ng kuryente kapag may biglang pagbabago sa demand ng karga. Ang bigat ng mga rotor ng mga motor na ito ay kumikilos tulad ng isang flywheel, na nag-iimbak ng kinetic energy na awtomatikong napapalaya tuwing may pagbaba sa dalas. Ito ay lubos na nagpapabagal sa bilis ng mga pagbabago sa sistema, na sumusuporta sa pangkalahatang katatagan ng grid. Habang patuloy na lumilipat ang bawat elektrisidad system sa buong mundo patungo sa renewable energy at palayo sa tradisyonal na mga spinning generator, ang ganitong uri ng naitatag na inertia ay naging lubhang mahalaga. Nang walang mga lumang uri ng umiikot na makina, ang mga modernong grid ay wala nang parehong natural na epekto ng pagpapatatag.

Prinsipyo: Rotor excitation para sa eksaktong power factor correction at reactive power support

Hindi tulad ng induction motors, ang synchronous motors ay nag-aalok ng dynamic reactive power control sa pamamagitan ng madaling i-adjust na DC rotor excitation. Sa pamamagitan ng masusing pag-aayos ng excitation current, ang mga operador ay maaaring:

• Makamit ang unity power factor, na nag-iwas sa mga parusa ng utility na maaaring lumampas sa $740,000 bawat taon kada pasilidad
• Mag-inject o mag-absorb ng reactive power (VARs) upang kontrolin ang voltage sa panahon ng peak demand
• Kompensahin ang lagging VARs mula sa mga transformer at transmission infrastructure

Ito ay nagpapabago sa mga motor upang maging mga programmable grid asset na nagpapabuti ng transmission efficiency at tumutulong sa pagpigil sa voltage collapse, lalo na sa mahihina o malalayong grid.

Langis, Gas, at Chemical Processing: Mataas na Kahusayan, Constant-Speed Operation para sa Mga Mahahalagang Aplikasyon

Pangyayari: Pag-alis ng slip losses sa mga centrifugal compressor at pump

Ang mga centrifugal compressor at bomba na ginagamit sa pagproseso ng hydrocarbon ay tradisyonal na nawawalan ng humigit-kumulang 3 hanggang 7 porsyento ng enerhiya nila dahil sa mga nakakaabala nitong slip losses sa karaniwang induction motor. Ang AC synchronous motors ay nag-aayos ng problemang ito dahil pinapanatili nito ang perpektong pagkakasinkron ng rotor at stator sa buong operasyon, na nagreresulta sa kanilang pagklasipika sa IE4 efficiency class ayon sa IEC standards noong 20034 o kung ano man. Mga kamakailang pag-aaral na nailathala noong nakaraang taon sa mga journal ng fluid dynamics ay nagmumungkahi na ang mga motor na ito ay maaaring bawasan ang paggamit ng enerhiya ng hanggang 40% kapag ginamit sa mga sistema ng gas compression. Ito ay nangangahulugan ng tunay na pagtitipid sa gastos sa operasyon at mas kaunting carbon emissions nang hindi isinasakripisyo ang performance, lalo na mahalaga kapag kinakaharap ang mga di-predictableng pagbabago ng presyon na kadalasang nangyayari sa mga pipeline.

Prinsipyo: Matatag na daloy ng likido sa ilalim ng mga nagbabagong kondisyon sa inlet gamit ang AC synchronous motor drives

Ang mga synchronous motor ay nananatiling halos pare-pareho ang bilis ng pag-ikot nito kahit na may pagbabago sa viscosity ng krudo o sa paghawak ng mga reaktibong kemikal. Nanananatili ang mga motor na ito sa loob ng kalahating porsyento ng target na bilis kahit na may pagbabago sa kondisyon ng karga. Ang nagpapabukod sa kanila ay ang agarang reaksyon ng kanilang electromagnetic system sa mga pagbabago sa pressure sa inlet. Ang mabilis na tugon na ito ay humihinto sa mga nakakaabala at hindi gustong pagtigil ng daloy na maaaring magdulot ng paghihiwalay ng iba't ibang yugto sa mga pipeline na dumaan ang maraming sangkap. Para sa mga booster pump na gumagana kasama ang sour gas, nagreresulta ito ng halos dalawang porsyentong konsistensya sa bilis ng daloy. At katotohanang, mahalaga ang ganitong katatagan dahil ang mga hindi inaasahang shutdown ay nagkakahalaga ng milyon-milyon sa mga refinery kung saan araw-araw na pinoproseso ang lahat ng uri ng mapaminsalang materyales.

HVAC at Malalaking Sistema ng Gusali: Pagsunod sa Mga Pamantayan sa Enerhiya gamit ang IE4 Efficiency

Pangyayari: Pag-aampon ng AC synchronous motors sa mga VFD-controlled na chiller at sistema ng damper

Mas maraming inhinyero ngayon ang gumagamit ng AC synchronous motors para sa malalaking sistema ng HVAC tulad ng mga VFD controlled chillers at damper actuators na nakikita natin kahit saan. Ang nagpapabukod-tangi sa mga motor na ito ay ang kakayahang mapanatili ang tumpak na kontrol sa bilis kahit kapag gumagana sa mas mababang RPM. Ibig sabihin, maayos na maisasaayos ng sistema ng paglamig nang walang mga hindi kanais-nais na biglang pagtaas na karaniwang nangyayari sa ibang uri ng motor. Huwag din nating kalimutan ang bahagi ng pagtitipid sa enerhiya. Karaniwang nasasayang ng induction motors ang humigit-kumulang 3 hanggang 7 porsiyento ng enerhiya kapag hindi ito gumagana nang buong kapasidad, ngunit ang synchronous motors ay malaki ang pagbabawas sa ganitong pagkawala. Halimbawa, ang air handling units. Kapag nilagyan ng synchronous motors, ang mga sistemang ito ay may halos 22 porsiyentong mas kaunting pagbabago sa presyon ng duct base sa isang pag-aaral na inilathala sa ASHRAE Journal noong nakaraang taon. Ano ang resulta? Mas matatag na daloy ng hangin sa loob ng mga gusali at mas komportable ang nararamdaman ng mga tao sa kanilang paligid.

Trend: ASHRAE 90.1-2022 na nagtutulak sa pagbabago mula sa induction patungo sa IE4-class na synchronous motors

Ang na-update na pamantayan ng ASHRAE 90.1-2022 ay nangangailangan ng 15% mas mataas na kahusayan para sa komersyal na HVAC drives, na nagpapabilis sa pagpapalit sa mga lumang induction motor. Matutugunan ng IE4-class na AC synchronous motors ang mandatong ito sa pamamagitan ng:

• Mga permanenteng magnet na rotor na nag-e-eliminate sa rotor losses
• 97% peak efficiency sa 25% na karga, kumpara sa 89% para sa mga katumbas na induction motor
• Power factor na lumalampas sa 0.95 sa isang malawak na saklaw ng bilis

Iniuulat ng mga facility manager na ang payback period ay 18 buwan lamang pagkatapos ng retrofitting, dahil binabawasan ng mga motor na ito ang paggamit ng enerhiya ng chiller plant ng 31% taun-taon—na sumusuporta sa pagsunod sa mga code sa bentilasyon at sa pandaigdigang net-zero na inisyatibo.

Mga Marine at Shipboard na Aplikasyon: Maaasahang Propulsion na may Permanent-Magnet Synchronous Motors

Strategy: Pagsasama ng PMSMs sa hybrid-electric na marine propulsion para sa kahusayan at katatagan

Ang marine propulsion ay sumasailalim sa pagbabago dahil sa pagdating ng Permanent-Magnet Synchronous Motors (PMSMs) sa mga hybrid-electric system sa mga barko. Kapag pinalitan nito ang tradisyonal na induction motors sa drivetrain ng barko, nababawasan ang mga hindi gustong slip losses at umabot sa antas ng kahusayan na mahigit sa 95% sa karamihan ng mga kaso. Ano ang resulta? Makikita ang malinaw na pagbaba sa pagkonsumo ng fuel sa mahahabang biyahe sa dagat. Isa pang malaking plus para sa PMSMs ay ang brushless construction nito, na nangangahulugan ng mas kaunting bahagi na nangangailangan ng pagmamintri, lalo na sa harap ng problema dulot ng korosyon ng maalat na tubig-dagat. Bukod dito, ang kakayahang i-tune nang eksakto ang torque ay nagpapadali at nagpapaganda sa transisyon sa pagitan ng electric power at diesel engine kumpara noong dati. Nakita na natin ang ganitong benepisyo lalo na sa mga offshore support vessel na gumagana malapit sa mga oil rig. Kahit pa nakakaharap ang mga motor na ito sa tuloy-tuloy na vibration mula sa operasyon ng engine, mataas na antas ng kahalumigmigan, at kailangang gumana sa ekstremong temperatura—mula sa tubig ng Artiko hanggang sa tropikal na klima—patuloy silang gumagana nang walang kabuluhan.

Bentahe: Mataas na torque density at pagtutol sa mahihirap na maritime environment

Ang permanent magnet synchronous motors (PMSMs) ay kayang makagawa ng humigit-kumulang 30% pang mas mataas na startup thrust kumpara sa iba pang motor na magkatulad ang sukat dahil ito'y ginawa gamit ang compact designs na nakalilikha ng mataas na torque. Ang mga neodymium magnets sa loob ng mga motor na ito ay lubhang mahusay sa pagtutol sa shock loads kapag ang mga barko ay nakakaranas ng matitigas na kondisyon sa dagat. Bukod dito, ang mga motor ay may kasamang mga espesyal na patong na lumalaban sa corrosion, na nagpoprotekta rito mula sa alat na hangin at kahalumigmigan na karaniwang sumisira sa mga regular na bahagi ng motor sa paglipas ng panahon. Dahil dito, ang mga PMSM ay lubos na gumagana sa azimuth thrusters at dynamic positioning systems ng mga sasakyang pandagat. Kapag kailangan ng isang barko na mapanatili ang posisyon o gumawa ng tumpak na maniobra sa mga hamong kapaligiran, ang pagkakaroon ng maaasahang mga motor na hindi bibitaw sa mga kritikal na sandali ang siyang nagbubukod sa matagumpay na operasyon at potensyal na kalamidad sa dagat.