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节电新突破!永磁直驱技术应用于选粉机

更新日期:2021/12/22 9:05:47浏览:

目前选粉机普遍采用变频异步电动机+齿轮箱驱动,那么有一种更加节能减耗的调节电机技术能够用于新型选粉机的电动机,可以提高选粉机驱动系统运行的可靠性,达到节能降耗的效果。本文以200kW选粉机驱动系统为例,就此系统使用永磁变频电动机直接驱动技术进行可行性论述。.....


1.概述

目前选粉机普遍采用变频异步电动机+齿轮箱驱动,该驱动方式的特点是:通过变频器调节电机的转速、轴功率来适应选粉机负载的变化要求。做到了系统节能,实现了软启动,控制方便。但随着永磁材料应用技术的发展,电力传动技术又有新的飞跃。

大功率低速永磁电动机的发明,使得电动机直接驱动负载,即取消齿轮箱,简化传动链,提高传动系统的可靠性得以实现。该系统在船舶动力、煤炭运输、矿井提升等设备上得到广泛应用,为动力传送技术带来革命性变革。

本文以200kW选粉机驱动系统为例,就此系统使用永磁变频电动机直接驱动技术进行可行性论述。(因参考资料有限,本文中引用数据实际数据可能有一定误差)


2.现有传动系统

1)组成:变频器+变频异步电动机+齿轮箱。

2)基本参数及维护费用

a)基本参数见表1。


表1 变频异步电动机和齿轮箱基本参数

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b)维护费用(估算)见表2。

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3.永磁变频直驱系统

1)组成:变频器+永磁电动机。

2)基本参数及维护费用

a)基本参数见表3。

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b)维护费用见表4。

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4.两种驱动方式对比分析

1) 传动链对比——永磁直驱简化了传动链

永磁直驱方式取消了齿轮箱,省去了中间环节,简化了传动链。

2) 可靠性对比——永磁直驱系统简化,无齿直联,可靠性得到大大提高。

3) 占用空间及地基对比———相比而言,变频永磁直驱系统节省大量占地面积,空间利用率高。

4) 环境友好性对比————变频永磁直驱系统无液体油,生产现场无环境污染隐患。

5) 运行维护费用对比

a)运行费用对比:

按工作电流、年工作时间,永磁直驱方式效率可提高:

(1/92.7%-1×96%/95.7%)=7.56%

按工作系数0.9计算,节约功率 :

200/92.7%×200×96%/95.7%×0.9=13.6(kW)

按每年工作300天,每天工作24h计算:

13.6×24×300=97,920(kW·h)

按每度电0.85元计算:

97,920×0.85=83,232(元)

即每台(套)每年节约电能97,920度,节省运行费用83,232元。

b)检修维护对比(估算):

齿轮箱的运行维护成本,每年节约费用为:11,692元/年。

相应的运行维护工作、人员开资可全部节省。

6) 效率、功率因数特性对比:

高效区宽,即轻负载运行时仍具很有高效率、功率因数,节能效果明显。具体对比见表5、图1、图2。

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7) 振动、噪声对比——永磁直驱系统振动更低、噪声更小。

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5.系统改造可行性分析

1)永磁直驱电动机技术成熟并已得到广泛应用

永磁电动机的成熟性:永磁电动机与电励磁同步机电动机原理、结构相同,把电励磁系统改为永磁体励磁。自上世纪80年代第三代永磁体钕铁硼技术问世至今,在伺服电机系统使用率已达100%,小型电机中使用率达95%,工业电机中也已得到大量应用,如风力发电、船舶动力、石油化工、电梯、煤炭运输、矿井提升等。

2) 使用永磁直驱系统能带来巨大的经济效益

替代后每台每年节约费用:

83,232+11,692 =9.5万元

3) 安装条件分析

可根据现场情况,设计为立式安装,可有效利用空间排布,减少占地面积(见图3)。

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6.结论

1) 永磁直驱的技术优势和缺点

a) 优势:简化了传动链、提高系统可靠性、效率高、功率因数高、运行成本低、节约能源、无液油、免维护、振动低、噪声小。

b) 缺点:和变频异步电动机单机比较重量大,体积大、与现有异步电动机安装尺寸不能通用。

2) 替代方案具有很大的技术优势、经济优势。


7.应用现场

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