Промышленное оборудование

Преимущества синхронных двигателей с реактивным ротором в установках с постоянным крутящим моментом

11 апреля 2016 г. в 15:52

Новая технология синхронных двигателей с реактивным ротором способствует снижению энергопотребления и акустического шума экструдера, а также снижению затрат на сервисное обслуживание.

Radius Systems (входит в состав группы компаний Polyplastic) разрабатывает и производит системы пластмассовых трубопроводов для предприятий коммунального хозяйства и строительной промышленности.

Монтаж комплектов от компании AББ, состоящих из синхронных двигателей с реактивным ротором и частотных преобразователей со специальным программным обеспечением (SynRM), в установки со сдвоенным экструдером позволяет снизить энергопотребление до 15%, существенно сократить операционные затраты на сервисное обслуживание и снизить акустический шум.

На предприятии компании Radius Systems в Дербишире (Великобритания) действует 14 экструзионных линий, каждая из которых производит полиэтиленовые трубы диаметром от 16 до 1200 мм, а также работает цех литьевого прессования, где изготавливаются соответствующие фитинги для коммунальных предприятий, занимающихся перекачкой газа и воды.

На восьми линиях установлены двигатели постоянного тока, многие из которых эксплуатируются уже более 20 лет. Например, сильно загруженная линия 12 оснащена двигателем постоянного тока мощностью 182 кВт, который регулярно выходит из строя, что приводит к увеличению простоев и затрат на сервисное обслуживание. По оценкам специалистов компании ежегодные траты на статические и динамические испытания, замену щеток и другие сервисные работы, выполняемые сторонними организациями, составляют приблизительно 2000 фунтов стерлингов на каждую машину.

В компании Radius Systems на смену традиционным двигателям постоянного тока, используемым в экструзионных линиях, постепенно приходят двигатели переменного тока, что позволяет снизить энергопотребление, расходы на техническое обслуживание и уровень шума.

Контроль «до и после»

Компания Inverter Drive Systems (IDS) — уполномоченный поставщик услуг AББ в графстве Дербишир — получила запрос на проведение контроля показателей двигателя постоянного тока линии 12 в формате «до и после». Такой формат позволяет посчитать экономию электроэнергии, а также подтвердить, что инвестиции на замену оборудования соответствуют политике Radius Systems, которая требует, чтобы срок окупаемости капиталовложений не превышал трех лет. «Контроль системы критически важен для успешного внедрения любого оборудования, — поясняет Фил Найтингейл (Phil Nightingale), инженер по сбыту в компании IDS. — В результате мы можем точно определить реальный потенциал экономии электроэнергии и, следовательно, правильно подобрать параметры синхронного двигателя и привода. Зачастую нам удается уменьшить типоразмер электропривода и в то же время превысить контрольные производственные показатели».

Осуществив детальный контроль, компания IDS определила диапазон регулирования работающего на линии двигателя постоянного тока. В результате было выявлено, что типоразмер двигателя превышает потребности системы, а, следовательно, фактическое потребление энергии превышает необходимое расчетное значение. Кроме того, несмотря на регулярное сервисное обслуживание, КПД двигателя, который находится в непрерывной эксплуатации на протяжении 20 лет, значительно отличается от заявленного в паспортных данных.

Основанная в 1969 г. компания Radius Systems — единственный поставщик решений для всех этапов жизненного цикла трубопроводов

Диапазон экономии энергии

Результаты анализа показывают, что экономия электроэнергии после внедрения комплекта SynRM на линии 12 может составить от 8 до 15 % при сроке окупаемости капиталовложений не более двух лет. К тому же отпадает потребность в дополнительных ежегодных операционных затратах (2000 фунтов стерлингов) на сервисное обслуживание двигателя постоянного тока.

«Диапазон от 8 до 15 % объясняется тем, что очень сложно в точности определить цикл производства конечной продукции для измерения энергопотребления, — поясняет Роб Беттс (Rob Betts), директор производства в компании Radius Systems. — Фактическая экономия электроэнергии зависит от нескольких параметров технологического процесса: видов сырья, типов и профилей изделий, температуры в матрице и цилиндре, а также внешних условий. Например, в холодный день энергопотребление повышается, поскольку для нагрева технологического оборудования требуется больше энергии».

Компания Radius выпускает полиэтиленовые трубы диаметром от 16 до 1200 мм и фитинги для коммунальных предприятий, занимающихся перекачкой газа и воды 

Передовая технология

Двигатель SynRM (200 кВт, 1500 об/мин, IE4) в сочетании с промышленным частотным преобразователем серии ACS880 обеспечивает значительно более высокий КПД, чем стандартные асинхронные электродвигатели с питанием от преобразователя частоты. Это объясняется тем, что синхронный двигатель с реактивным ротором изначально предназначен для запуска и работы от преобразователя частоты. Соответственно, для такого оборудования заявляется КПД приводной системы. В то время как установка преобразователя частоты для регулирования скорости асинхронного двигателя снижает класс энергоэффективности двигателя, указанный в его паспортных данных. Следует также отметить, что при работе новый электропривод с синхронным двигателем создает значительно меньше шума, чем прежний двигатель постоянного тока.

«Использование технологии SynRM позволило снизить акустический шум в производственном цеху. Об этом мы и мечтать не могли, — говорит Беттс. — И хотя мы не замеряли уровни, существенное уменьшение шума на предприятии заметили все. А это огромный плюс».

У прежнего двигателя постоянного тока существовала проблема, обусловленная его габаритами. «Двигатели постоянного тока чаще всего вытянуты в длину при небольшом диаметре станины, — объясняет Беттс,— Тогда как индукционные машины, как правило, короче, но диаметр у них больше». Между тем синхронный двигатель с реактивным ротором за счет плотности мощности может быть на один-два типоразмера меньше традиционного асинхронного электродвигателя, что является преимуществом при прямой замене двигателя постоянного тока.

Изделия Radius имеют небольшой вес, легко монтируются и оптимально подходят как для новой, так и для модернизируемой инфраструктуры. Изделия снабжены специальным покрытием и отличаются высокими барьерными свойствами. Они легко монтируются и обеспечивают оптимальное использование материалов.

Проблемы, обусловленные постоянным крутящим моментом

Синхронные двигатели с реактивным ротором изначально были спроектированы для управления механизмами с переменным моментом нагрузки, такими как центробежные насосы, вентиляторы и компрессоры. После получения положительной обратной связи от заказчиков, компания АББ решила расширить спектр применения таких двигателей для механизмов с постоянным крутящим моментом, в частности для экструдеров. В связи с чем, инженерами компании было создано специальное программное обеспечения для преобразователей частоты, учитывающее особенности работы синхронных двигателей с реактивным ротором в механизмах с постоянным моментом нагрузки на валу. Несмотря на немногочисленность примеров работающих установок с постоянным крутящим моментом, Беттс был уверен в принятом решении:

«У нас не было сомнений по поводу новой технологии. Она прошла масштабные испытания, и мы полностью доверяли авторитетной торговой марке АББ. Собственно, о каком-либо риске и мысли не возникало. Мы сумели тщательно спланировать процедуру замены двигателей постоянного тока на синхронные двигатели с реактивным ротором таким образом, чтобы работы по монтажу и вводу в эксплуатацию завершить всего за пять дней и минимизировать потери предприятия от простоя оборудования».

Двигатель SynRM (200 кВт, IE4) без труда заменил в экструдере
двигатель постоянного тока

В срок и без превышения сметы

Беттс подводит итоги: «Будем ли мы в дальнейшем рассматривать возможность использования комплектов SynRM? Безусловно. Высокий класс энергоэффективности двигателей и энергоэффективные решения в целом — это технологии завтрашнего дня. Конкурентоспособные цены, быстрая окупаемость капиталовложений и минимальные сроки поставки — все это позволяет нам не сомневаться в преимуществах комплектов SynRM.
На нашем предприятии установлено около 300 электродвигателей, приблизительно 20 % — двигатели с регулируемой скоростью. Исходя из опыта успешного внедрения и учитывая поддержку со стороны компании IDS, мы решили провести унификацию оборудования на предприятии и использовать исключительно электроприводы компании АББ. Тесные партнерские связи между корпорацией АББ и компанией IDS очень важны для нас, поскольку обеспечивают техническую и сервисную поддержку здесь, на месте».

Комплект, состоящий из двигателя SynRM и привода, хорошо зарекомендовал себя в условиях работы при постоянном крутящем моменте в экструзионной линии компании Radius Systems, а также в системах с квадратичным управлением крутящим моментом — в насосах и вентиляторах.

Источник: Пресс-служба компании АББ

👉 Подписывайтесь на Elec.ru. Мы есть в Телеграм, ВКонтакте и Одноклассниках

Информация о компании

Компания AББ является лидером в производстве силового оборудования и технологий автоматизации, позволяющим промышленным предприятиям и энергетическим компаниям повышать свою производительность, снижая воздействие на окружающую среду. Группа компаний АББ работает приблизительно в 100 странах и насчитывает около 130 000 человек.
Читайте также
Новости по теме
Объявления по теме

ПРОДАМ: Электродвигатели синхронные редукторные ДСР-2

Электродвигатели синхронные редукторные ДСР-2, ОСТ В.16.0.512.044-80 из военного оборудования с хранения, состояние новых. Двигатель ДСР-2 — гистерезисный трехфазный со встроенным редуктором Предназначен для использования в системах автоматики, радиоэлектроники и телемеханики для привода с постоянной скоростью вращения различных механизмов. Технические данные: Напряжение питания, В 220 Частота напряжения питания, Гц 50 Потребляемый ток при нагрузке и при холостом ходе, А, не более 0.08 Номинальная частота вращения, об\мин 2 Номинальный вращающий момент, Н.м (гс.см), при питании от сети: трехфазной 0.16 (1600) однофазной 0.20 (2000) Номинальный режим работы продолжительный или повторно-кратковременный с числом включений в час не более 40 при интервале между включениями не менее 0.3 с направление вращения правое или левое емкость рабочего конденсатора с рабочим напряжением не менее 300 В при однофазном включении, мкФ 1-0.5 Время вхождения в синхронизм, с, не более 0.2 Масса, кг, не более 0.7 Цена 500 руб./шт в комплекте с конденсатором. Отправляем в другие регионы
Иванов Иван · ООО "Вымпел" · 11 апреля · Россия · Томская обл
Электродвигатели синхронные редукторные ДСР-2

ПРОДАМ: Бесколлекторные двигатели Assun Motor

Бесколлекторный электродвигатель — это устройство, преобразующее постоянный ток в механическую энергию вращения. Особенностью бесколлекторных двигателей является отсутствие ограничений в частоте вращения ротора благодаря отсутствию щеток и коллектора. Благодаря широкому диапазону скоростей, высокой мощности и надежности, возможности адаптации под специальные условия, решение купить бесколлекторный двигатель является хорошим выбором для решения различных задач. В нашем каталоге представлен широкий ассортимент электронных и электромеханических компонентов и готовых решений ведущих мировых производителей. Мы напрямую работаем с производителями, поэтому готовы предложить полный ассортимент товаров каждого бренда, включая те, что производятся под индивидуальный заказ. Для точной подборки или поиска нужных аналогов по техническим параметрам, оставьте заявку для связи с нашим специалистом. Мы подберем варианты оптимального решения для Вашей задачи из полного ассортимента технических каталогов товаров производителей.
Воронцова Марина · ИНЕЛСО · 17 апреля · Россия · г Санкт-Петербург
Бесколлекторные двигатели Assun Motor

УСЛУГИ: Ремонт серводвигателей

Серводвигатель (сервомотор) – важнейшая составляющая высокотехнологического оборудования XXI века. По сути, данный конструктивный элемент дает возможность производить цикличные (повторяющиеся через заданный промежуток времени) линейные и угловые движения, при их равномерности и полном контроле поворота вала. Также за счет него возможно регулирование скорости перемещения, применительно к электромеханическим приборам и фиксирование необходимого положения. Серводвигатели активно применяют в самых разных промышленных сферах. Они присутствуют в станках с ЧПУ и прессо-штамповочном оборудовании, им нашлось место в автомобильной промышленности и металлургии. Особо важную роль они играют в роботехнике, так как позволяют моделировать движения. Конструктивно серводвигатель ЧПУ или иных систем – это устройство, состоящее в первую очередь из неподвижного (в некоторых случаях – подвижного) элемента – статора, и вращающегося ротора. Дополняют их узлы управления и контроля, система подключения и выключения, а также энкодер – датчик, позволяющий выявлять направление, угол и скорость вращения ротора. По принципу работы и основным задачам серводвигатели делятся на синхронные и асинхронные, на рынке представлены электрогидромеханические и электромеханические модели. В первую очередь следует отметить систематическую перегрузку и условия эксплуатации, отличные от нормативных, в частности резкий перепад температур или чрезмерно высокая температура. Страдают от этого как датчики температуры и магниты, так и экондер. Крайне чувствителен экондер и к перепадам напряжения в сети, а также разным видам загрязнения. Нередки случаи заклинивания его подшипников. Выработка ресурса компонентов серводвигателя – тормозной системы и иных – тоже весьма распространенная причина, по которой может потребоваться их ремонт или полная замена. Стоит упомянуть и человеческий фактор – к необходимости ремонта может привести некорректная сборка и установка, попытка восстановить работоспособность...
Завод Подстанций · Проммонтаж · 16 апреля · Россия · Тверская обл
Ремонт серводвигателей

ПРОДАМ: Пусковое реле РВП-3 (звезда-треугольник)

Пусковое реле времени предназначены для обеспечения плавного запуска мощных трехфазных асинхронных электродвигателей, а также для уменьшения пусковых токов при включении двигателей. Уменьшение пусковых токов позволяет использовать в цепи пуска двигателя автоматы защиты на меньший ток срабатывания, что значительно повышает надежность защиты двигателя при перегрузках или аварии электропитания. — Плавный пуск электродвигателей — Уменьшение пусковых токов электродвигателей — Регулируемое время разгона — Переключение со «ЗВЕЗДЫ» на «ТРЕУГОЛЬНИК» с задержкой 40 или 80мс. — 5 диапазонов времени срабатывания — Индикация рабочего состояния пускателей «ЗВЕЗДА» и «ТРЕУГОЛЬНИК» — Ширина корпуса 17.5 мм. Наши специалисты готовы провести консультации по электрооборудованию, помочь подобрать оптимальную модель, ответить на Ваши вопросы. Вы можете оформить заказ любым удобным для Вас способом. Наши приборы Вы можете купить оптом и в розницу. Наша компания осуществляет доставку по Москве и всей России в кратчайшие сроки транспортными компаниями (Деловые Линии, СДЭК) и почтой России. Получить Ваш заказ Вы на можете на терминалах транспортных компаний в городах: Абакан, Альметьевск, Ангарск, Апатиты, Арзамас, Армавир, Архангельск, Асбест, Астрахань, Ачинск, Балаково, Балашиха, Барнаул, Белгород, Белорецк, Бердск, Березники, Березовский, Бийск, Благовещенск, Борисоглебск, Боровичи, Братск, Брянск, Бузулук, Великие Луки, Великий Новгород, Владивосток, Владикавказ, Владимир, Волгоград, Волгодонск, Волжский, Вологда, Воркута, Воронеж, Воскресенск, Всеволожск, Выборг, Гайдук, Глазов, Грозный, Дзержинск, Димитровград, Дмитров, Домодедово, Ейск, Екатеринбург, Забайкальск, Зеленоград, Златоуст, Зубчаниновка, Иваново, Игнатово, Ижевск, Иркутск, Йошкар-Ола, Казань, Калининград, Калуга, Каменск-Уральский, Каменск-Шахтинский, Камышин, Качканар, Кемерово, Керчь, Киров, Кирово-Чепецк, Клин, Клинцы, Ковров, Коломна, Комсомольск-на-Амуре, Королев, Кострома, Котельники, Котлас, Красногорск,...
Смолич Елена · НПК Электроэнергетика · 18 апреля · Россия · Московская обл
Пусковое реле РВП-3 (звезда-треугольник)

ПРОДАМ: Двигатели синхронные РД, СД продам

Двигатель синхронный с редуктором СД-54 127В 0,12А 24 ОБ/М редукция 1/62,5 79 шт. Двигатель синхронный с редуктором СД-54 127В 0,1А 10,94 ОБ/М редукция 1/137 Ротор 5шт. Двигатель синхронный с редуктором СД-54 127В 0,1А 600 ОБ/М редукция 1/25 1шт. Двигатель ревер. РД-09 0-П2А 0,754 Нхм 15,5 об./мин., редукция 1/76,56 1шт. Складское хранение. Цены договорные.
Пром Прибор · Промприбор · 12 апреля · Россия · Воронежская обл
Компания «ФАТО Электрик» является производителем и прямым поставщиком низковольтной электротехнической продукции торговой марки HLT. На сегодняшний день ассортимент продукции бренда HLT уже включает в себя более 4000 наименований продукции. Офис и склад общей площадью свыше 1000 м2 находятся в Москве для удобства развития региональной сети дистрибьюции бренда. Фато Электрик осуществляет поставки не только по всей территории Российской Федерации, но и тесно сотрудничает с Республикой Беларусь.