Par rapport aux moteurs asynchrones, les moteurs synchrones à aimants permanents présentent les avantages d'un facteur de puissance élevé, d'un rendement élevé, de paramètres de rotor mesurables, d'un grand entrefer entre le stator et le rotor, de bonnes performances de contrôle, de petite taille, de poids léger, de structure simple, d'un rapport couple/inertie élevé. , etc. Ils sont de plus en plus utilisés dans les domaines du pétrole, de l'industrie chimique, du textile, des mines, des machines-outils à commande numérique, des robots, etc. et évoluent vers une puissance élevée (vitesse élevée, couple élevé), une fonctionnalité élevée et une miniaturisation.
Les moteurs synchrones à aimants permanents sont composés de stators et de rotors. Le stator est le même que celui des moteurs asynchrones, composé d'enroulements triphasés et de noyaux de stator. Des aimants permanents pré-magnétisés (magnétisés) sont installés sur le rotor et un champ magnétique peut être établi dans l'espace environnant sans énergie externe, ce qui simplifie la structure du moteur et économise de l'énergie. Cet article explique les avantages complets de la promotion des moteurs synchrones à aimants permanents en fonction des caractéristiques des moteurs synchrones à aimants permanents.
1. Avantages exceptionnels du moteur synchrone à aimant permanent
(1) Étant donné que le rotor est constitué d'aimants permanents, la densité de flux magnétique est élevée, aucun courant d'excitation n'est requis et la perte d'excitation est éliminée. Par rapport aux moteurs asynchrones, le courant d'excitation de l'enroulement du stator et les pertes de cuivre et de fer du rotor sont réduits, et le courant réactif est considérablement réduit. Étant donné que les potentiels magnétiques du stator et du rotor sont synchronisés, le noyau du rotor ne présente aucune perte fondamentale de fer d'onde, de sorte que le rendement (lié à la puissance active) et le facteur de puissance (lié à la puissance réactive) sont supérieurs à ceux des moteurs asynchrones. Les moteurs synchrones à aimants permanents sont généralement conçus pour avoir un facteur de puissance et un rendement élevés, même lorsqu'ils fonctionnent sous une charge légère.
Lorsque le taux de charge des moteurs asynchrones ordinaires est inférieur à 50 %, leur efficacité de fonctionnement et leur facteur de puissance diminuent considérablement. Lorsque le taux de charge des moteurs synchrones à aimants permanents Mingteng est de 25 % à 120 %, leur efficacité de fonctionnement et leur facteur de puissance ne changent pas beaucoup, et l'efficacité de fonctionnement est >90 % et le facteur de puissance est >0,85. L'effet d'économie d'énergie est significatif sous charge légère, charge variable et pleine charge.
(2) Les moteurs synchrones à aimants permanents ont des propriétés mécaniques relativement rigides et sont plus résistants aux perturbations du couple moteur causées par les changements de charge. Le noyau du rotor d'un moteur synchrone à aimant permanent peut être transformé en une structure creuse pour réduire l'inertie du rotor, et le temps de démarrage et de freinage est beaucoup plus rapide que celui d'un moteur asynchrone. Le rapport couple/inertie élevé rend les moteurs synchrones à aimants permanents plus adaptés au fonctionnement dans des conditions de réponse rapide que les moteurs asynchrones.
(3) La taille des moteurs synchrones à aimants permanents est nettement inférieure à celle des moteurs asynchrones et leur poids est également relativement plus léger. Avec les mêmes conditions de dissipation thermique et les mêmes matériaux d'isolation, la densité de puissance des moteurs synchrones à aimants permanents est plus de deux fois supérieure à celle des moteurs asynchrones triphasés.
(4) La structure du rotor est grandement simplifiée, ce qui est facile à entretenir et améliore la stabilité de fonctionnement.
Étant donné que les moteurs asynchrones triphasés doivent être conçus avec un facteur de puissance plus élevé, l'entrefer entre le stator et le rotor doit être très petit. Dans le même temps, l’uniformité de l’entrefer est également cruciale pour le fonctionnement sûr et le bruit des vibrations du moteur. Par conséquent, les exigences en matière de tolérance de forme et de position et de concentricité d'assemblage du moteur asynchrone sont relativement strictes, et la liberté de sélection du jeu des roulements est relativement petite. Les moteurs asynchrones avec des bases plus grandes utilisent généralement des roulements lubrifiés par bain d'huile, qui doivent être remplis d'huile lubrifiante pendant le temps de travail spécifié. Une fuite d'huile ou un remplissage intempestif de la cavité d'huile accélérera la défaillance du roulement. Dans la maintenance des moteurs asynchrones triphasés, la maintenance des roulements représente une part importante. De plus, du fait de l'existence d'un courant induit dans le rotor du moteur asynchrone triphasé, le problème de la corrosion électrique du roulement a également été préoccupé par de nombreux chercheurs ces dernières années.
Les moteurs synchrones à aimants permanents ne présentent pas de tels problèmes. En raison du grand entrefer du moteur synchrone à aimant permanent, les problèmes ci-dessus causés par le petit entrefer du moteur asynchrone ne sont pas évidents dans le moteur synchrone. Dans le même temps, les roulements du moteur synchrone à aimant permanent utilisent des roulements lubrifiés à la graisse avec cache-poussière. Les roulements ont été scellés avec une quantité appropriée de graisse de haute qualité à la sortie de l'usine. La durée de vie des roulements du moteur synchrone à aimant permanent est bien supérieure à celle du moteur asynchrone.
Afin d'empêcher le courant de l'arbre de corroder le roulement, le moteur à aimant permanent Anhui Mingteng adopte une conception d'isolation pour l'ensemble de roulement à l'extrémité arrière, ce qui peut obtenir l'effet d'isoler le roulement, et le coût est bien inférieur à celui de l'isolation. le roulement. Pour assurer la durée de vie normale du roulement du moteur, la partie rotor de tous les moteurs à entraînement direct synchrone à aimant permanent d'Anhui Mingteng dispose d'une structure de support spéciale, et le remplacement des roulements sur site est le même que celui des moteurs asynchrones. Le remplacement et la maintenance ultérieurs des roulements peuvent réduire les coûts logistiques, gagner du temps de maintenance et mieux garantir la fiabilité de la production de l'utilisateur.
2. Applications typiques des moteurs synchrones à aimants permanents remplaçant les moteurs asynchrones
2.1 Régulation de vitesse à fréquence variable, moteur synchrone à aimant permanent triphasé à haute tension et à très haut rendement pour broyeur vertical dans l'industrie du ciment
Prenons comme exemple le moteur synchrone à aimant permanent à très haut rendement TYPKK1000-6 5 300 kW 10 kV de transformation de moteur asynchrone. Ce produit est le premier moteur domestique à aimant permanent haute tension supérieur à 5 MW pour la transformation d'un broyeur vertical fourni par Anhui Mingteng pour une entreprise de matériaux de construction en 2021. Par rapport au système de moteur asynchrone d'origine, le taux d'économie d'énergie atteint 8 % et l'augmentation de la production peut atteindre 10%. Le taux de charge moyen est de 80 %, l'efficacité du moteur à aimant permanent est de 97,9 % et le coût annuel d'économie d'énergie est de : (18,7097 millions de yuans ÷ 0,92) × 8 % = 1,6269 millions de yuans ; le coût d'économie d'énergie sur 15 ans est de : (18,7097 millions de yuans ÷ 0,92) × 8 % × 15 ans = 24,4040 millions de yuans ; l'investissement de remplacement est récupéré en 15 mois, et le retour sur investissement est obtenu pendant 14 années consécutives.
Anhui Mingteng a fourni un ensemble complet d'équipements de transformation de broyeur vertical pour une entreprise de matériaux de construction du Shandong (TYPKK1000-6 5 300 kW 10 kV)
2.2 Moteur synchrone à aimant permanent triphasé à très haut rendement et à démarrage automatique basse tension pour mélangeurs de l'industrie chimique
Prenons comme exemple le moteur synchrone à aimant permanent à très haut rendement TYCX315L1-4 160 kW 380 V de remplacement du moteur asynchrone. Ce produit a été fourni par Anhui Mingteng en 2015 pour la transformation des moteurs de mélangeurs et de broyeurs dans l'industrie chimique. Le TYCX315L1-4 160 kW 380 V convient aux conditions de travail du mélangeur. En calculant la consommation d'énergie par tonne par unité de temps, l'utilisateur a calculé que le moteur synchrone à aimant permanent de 160 kW permet d'économiser 11,5 % d'électricité en plus que le moteur asynchrone d'origine de même puissance. Après neuf ans d'utilisation réelle, les utilisateurs sont très satisfaits du taux d'économie d'énergie, de l'augmentation de la température, du bruit, du courant et d'autres indicateurs du moteur synchrone à aimant permanent Mingteng en fonctionnement réel.
Anhui Mingteng a fourni une assistance à la modification du mélangeur pour une entreprise chimique du Guizhou (TYCX315L1-4 160 kW 380 V)
3. Problèmes qui intéressent les utilisateurs
3.1 Durée de vie du moteur La durée de vie de l'ensemble du moteur dépend de la durée de vie du roulement. Le boîtier du moteur adopte le niveau de protection IP54, qui peut être augmenté à IP65 dans des circonstances particulières, répondant aux exigences d'utilisation de la plupart des environnements poussiéreux et humides. À condition d'assurer une bonne coaxialité de l'installation de l'extension de l'arbre du moteur et une charge radiale appropriée de l'arbre, la durée de vie minimale du roulement du moteur est supérieure à 20 000 heures. Le deuxième est la durée de vie du ventilateur de refroidissement, qui est plus longue que celle du moteur à condensateur. Lors d'un fonctionnement prolongé dans un environnement poussiéreux et humide, il est nécessaire de retirer régulièrement les substances collantes fixées sur le ventilateur pour éviter que le ventilateur ne brûle en raison d'une surcharge.
3.2 Défaillance et protection des matériaux à aimants permanents
L'importance des matériaux à aimants permanents pour les moteurs à aimants permanents va de soi et leur coût représente plus d'un quart du coût des matériaux de l'ensemble du moteur. Les matériaux à aimant permanent du rotor du moteur à aimant permanent Anhui Mingteng utilisent un produit à haute énergie magnétique et du NdFeB fritté à coercivité intrinsèque élevée, et les qualités conventionnelles incluent N38SH, N38UH, N40UH, N42UH, etc. La société a conçu des outils professionnels et des dispositifs de guidage pour l'assemblage en acier magnétique, et analysé qualitativement la polarité de l'acier magnétique assemblé par des moyens raisonnables, de sorte que la valeur relative du flux magnétique de chaque acier magnétique à fente soit proche, ce qui garantit la symétrie du circuit magnétique et la qualité de l'assemblage de l'acier magnétique.
Les matériaux à aimants permanents actuels peuvent fonctionner pendant une longue période sous l'augmentation de température maximale autorisée de l'enroulement du moteur, et le taux de démagnétisation naturelle de l'acier magnétique n'est pas supérieur à 1‰. Les matériaux à aimants permanents conventionnels nécessitent que le revêtement de surface résiste à un test au brouillard salin de plus de 24 heures. Pour les environnements présentant une corrosion oxydative sévère, les utilisateurs doivent contacter le fabricant pour sélectionner des matériaux à aimants permanents dotés d'une technologie de protection plus élevée.
4. Comment sélectionner un moteur à aimant permanent pour remplacer le moteur asynchrone
4.1 Déterminer le type de charge
Différentes charges telles que les broyeurs à boulets, les pompes à eau et les ventilateurs ont des exigences de performances différentes pour les moteurs, le type de charge est donc très important pour la conception ou la sélection.
4.2 Déterminer l'état de charge du moteur en fonctionnement normal
Le moteur tourne-t-il continuellement à pleine charge ou à faible charge ? Ou s'agit-il parfois d'une charge lourde et parfois d'une charge légère, et quelle est la durée du cycle de changement de charge légère et lourde ?
4.3 Déterminer l'impact d'autres états de charge sur le moteur
Il existe de nombreux cas particuliers d'état de charge du moteur sur site. Par exemple, la charge du convoyeur à bande doit supporter une force radiale et le moteur peut devoir être ajusté des roulements à billes aux roulements à rouleaux ; s'il y a beaucoup de poussière ou d'huile, nous devons améliorer le niveau de protection du moteur.
4.4 Température ambiante
La température ambiante sur site est ce sur quoi nous devons nous concentrer lors du processus de sélection du moteur. Nos moteurs conventionnels sont conçus pour une température ambiante de 0~40 ℃ ou moins, mais nous rencontrons souvent des situations où la température ambiante est supérieure à 40 ℃. À ce stade, nous devons choisir un moteur de puissance plus élevée ou un moteur spécialement conçu.
4.5 Méthode d'installation sur site, dimensions d'installation du moteur
La méthode d'installation sur site, les dimensions d'installation du moteur, la méthode d'installation sur site et les dimensions d'installation sont également des données qui doivent être obtenues, soit le dessin d'apparence original du moteur, soit les dimensions de l'interface d'installation, les dimensions des fondations et l'emplacement de l'espace de placement du moteur. S'il y a des restrictions d'espace sur site, il peut être nécessaire de modifier la méthode de refroidissement du moteur, l'emplacement du boîtier de câblage du moteur, etc.
4.6 Autres facteurs environnementaux
De nombreux autres facteurs environnementaux ont un impact sur le choix du moteur, tels que la pollution par la poussière ou l'huile affectant le niveau de protection du moteur ; par exemple, dans les environnements marins ou à pH élevé, le moteur doit être conçu pour être protégé contre la corrosion ; dans les environnements à fortes vibrations et à haute altitude, différentes considérations de conception doivent être prises en compte.
4.7 Enquête sur les paramètres et les conditions de fonctionnement d'origine du moteur asynchrone
(1) Données de la plaque signalétique : tension nominale, vitesse nominale, courant nominal, facteur de puissance nominal, efficacité, modèle et autres paramètres
(2) Méthode d'installation : obtenez le dessin original de l'apparence du moteur, des photos d'installation sur site, etc.
(3) Paramètres de fonctionnement réels du moteur d'origine : courant, puissance, facteur de puissance, température, etc.
Conclusion
Les moteurs synchrones à aimants permanents sont particulièrement adaptés aux applications nécessitant des démarrages difficiles et des fonctionnements légers. La promotion et l'utilisation de moteurs synchrones à aimants permanents présentent des avantages économiques et sociaux positifs et revêtent une grande importance pour les économies d'énergie et la réduction des émissions. En termes de fiabilité et de stabilité, les moteurs synchrones à aimants permanents présentent également de précieux avantages. La sélection de moteurs synchrones à aimants permanents à haut rendement est un investissement ponctuel avec des avantages à long terme.
Anhui Mingteng Permanent Magnet Electromechanical Equipment Co., Ltd. （https://www.mingtengmotor.com/）se concentre sur la recherche, le développement, la production et la vente de moteurs synchrones à aimant permanent à très haut rendement depuis 17 ans. Ses produits couvrent une gamme complète de rouleaux électriques haute tension, basse tension, fréquence constante, fréquence variable, conventionnels, antidéflagrants, à entraînement direct, et de machines tout-en-un, visant à fournir une force motrice plus efficace pour l'industrie. équipement.
Les moteurs à aimants permanents d'Anhui Mingteng ont les mêmes dimensions d'installation externes que les moteurs asynchrones actuellement largement utilisés et peuvent remplacer entièrement les moteurs asynchrones. De plus, il existe une équipe technique professionnelle pour concevoir et fournir aux clients des solutions de transformation gratuites. Si vous avez besoin de transformer des moteurs asynchrones, n'hésitez pas à nous contacter, nous vous servirons de tout cœur !
Heure de publication : 23 août 2024