영구자석 동기전동기는 비동기전동기와 비교하여 역률이 높고, 효율이 높으며, 회전자 매개변수가 측정 가능하고, 고정자와 회전자 사이의 공극이 크고, 제어 성능이 우수하고, 크기가 작고, 무게가 가볍고, 구조가 간단하고, 토크/관성비가 높다는 장점이 있습니다. 영구자석 동기전동기는 석유, 화학공업, 섬유, 광산, CNC 공작기계, 로봇 등의 분야에서 널리 사용되고 있으며, 고출력(고속, 고토크), 고기능성, 소형화를 향해 발전하고 있습니다.
영구자석 동기 전동기는 고정자와 회전자로 구성됩니다. 고정자는 비동기 전동기와 마찬가지로 3상 권선과 고정자 철심으로 구성됩니다. 회전자에는 미리 자화된(자화된) 영구자석이 설치되어 외부 에너지 없이 주변 공간에 자기장을 형성할 수 있어 전동기 구조가 간소화되고 에너지가 절약됩니다. 본 논문에서는 영구자석 동기 전동기의 특성을 바탕으로 영구자석 동기 전동기 홍보의 포괄적인 이점을 설명합니다.
1. 영구자석 동기전동기의 뛰어난 장점
(1) 회전자가 영구자석으로 제작되어 자속 밀도가 높고, 여자 전류가 필요 없으며, 여자 손실이 없습니다. 비동기 전동기와 비교하여 고정자 권선의 여자 전류와 회전자의 동손 및 철손이 감소하고, 무효 전류도 크게 감소합니다. 고정자와 회전자의 자기 전위가 동기화되어 회전자 철심에 기본파 철손이 없으므로, 효율(유효 전력 관련)과 역률(무효 전력 관련)이 비동기 전동기보다 높습니다. 영구자석 동기 전동기는 일반적으로 경부하에서도 높은 역률과 효율을 갖도록 설계됩니다.
일반 비동기 전동기의 부하율이 50% 미만이면 운전 효율과 역률이 크게 떨어집니다. Mingteng 영구자석 동기 전동기의 부하율이 25%~120%일 때는 운전 효율과 역률이 크게 변하지 않고 운전 효율이 90% 이상, 역률이 0.85 이상입니다. 경부하, 가변 부하, 전부하 모두에서 에너지 절감 효과가 큽니다.
(2) 영구자석 동기 전동기는 비교적 견고한 기계적 특성을 가지고 있으며, 부하 변화로 인한 전동기 토크 변동에 더 강합니다. 영구자석 동기 전동기의 회전자 철심을 중공 구조로 제작하여 회전자 관성을 줄일 수 있으며, 기동 및 제동 시간이 비동기 전동기보다 훨씬 빠릅니다. 높은 토크/관성비 덕분에 영구자석 동기 전동기는 비동기 전동기보다 빠른 응답 조건에서의 운전에 더 적합합니다.
(3) 영구자석 동기전동기는 비동기전동기에 비해 크기가 현저히 작고 무게도 비교적 가볍습니다. 동일한 방열 조건과 절연 재료를 사용하더라도 영구자석 동기전동기의 전력 밀도는 3상 비동기전동기의 두 배 이상입니다.
(4) 회전자 구조가 대폭 간소화되어 유지관리가 편리하고, 운전 안정성이 향상됩니다.
3상 비동기 모터는 높은 역률로 설계되어야 하므로 고정자와 회전자 사이의 공극을 매우 작게 해야 합니다. 동시에 공극의 균일성은 모터의 안전 작동 및 진동 소음에 매우 중요합니다. 따라서 비동기 모터의 형상 및 위치 공차, 조립 동심도에 대한 요구 사항이 비교적 엄격하며, 베어링 간극 선택의 자유도는 비교적 낮습니다. 베이스가 큰 비동기 모터는 일반적으로 오일 배스 윤활 베어링을 사용하며, 지정된 작동 시간 내에 윤활유를 채워야 합니다. 오일 누출이나 오일 캐비티의 부적절한 충진은 베어링 고장을 가속화합니다. 3상 비동기 모터의 유지보수에서 베어링 유지보수는 큰 비중을 차지합니다. 또한, 3상 비동기 모터의 회전자에는 유도 전류가 존재하기 때문에 베어링의 전기 부식 문제 또한 최근 많은 연구자들의 관심을 받고 있습니다.
영구 자석 동기 전동기는 이러한 문제가 없습니다. 영구 자석 동기 전동기의 공극이 크기 때문에 비동기 전동기의 작은 공극으로 인해 발생하는 위의 문제는 동기 전동기에서는 나타나지 않습니다. 또한, 영구 자석 동기 전동기의 베어링은 방진 커버가 있는 그리스 윤활 베어링을 사용합니다. 베어링은 출고 시 적정량의 고품질 그리스로 밀봉되어 있습니다. 영구 자석 동기 전동기 베어링의 수명은 비동기 전동기보다 훨씬 깁니다.
안휘 밍텅(Anhui Mingteng) 영구자석 모터는 축 전류로 인한 베어링 부식을 방지하기 위해 후단 베어링 어셈블리에 절연 설계를 적용했습니다. 이를 통해 베어링 절연 효과를 얻을 수 있으며, 베어링 절연 비용보다 훨씬 저렴합니다. 모터 베어링의 정상적인 사용 수명을 보장하기 위해 안휘 밍텅의 모든 영구자석 동기식 직접 구동 모터의 회전자 부분은 특수 지지 구조를 갖추고 있으며, 베어링의 현장 교체는 비동기식 모터와 동일합니다. 이후 베어링 교체 및 유지보수를 통해 물류 비용과 유지보수 시간을 절감하고 사용자의 생산 신뢰성을 더욱 보장할 수 있습니다.
2. 비동기 모터를 대체하는 영구 자석 동기 모터의 일반적인 응용 분야
2.1 시멘트 산업의 수직 밀을 위한 가변 주파수 속도 조절 고전압 초고효율 3상 영구 자석 동기 전동기
초고효율 영구자석 동기전동기 TYPKK1000-6 5300kW 10kV 교체 비동기전동기 변환을 예로 들어보겠습니다.이 제품은 2021년 안휘명등이 건자재 회사에 공급한 수직밀 변환용 5MW 이상의 국내 최초 고전압 영구자석 전동기입니다.원래의 비동기 전동기 시스템과 비교하여 전력 절감률은 8%에 달하고 생산량 증가는 10%에 도달할 수 있습니다.평균 부하율은 80%이고 영구자석 전동기의 효율은 97.9%이며 연간 전력 절감 비용은 (18,709.7백만 위안 ÷ 0.92) × 8% = 1,626.9백만 위안입니다.15년간의 전력 절감 비용은 (18,709.7백만 위안 ÷ 0.92) × 8% × 15년 = 24,404.0백만 위안입니다. 교체 투자금은 15개월 만에 회수되고, 14년 연속으로 투자 수익률을 얻을 수 있습니다.
안후이밍텅(Anhui Mingteng)은 산둥성 건축자재 회사에 수직밀 변환 장비(TYPKK1000-6 5300kW 10kV)의 전체 세트를 제공했습니다.
2.2 화학산업 믹서용 저전압 자가 시동 초고효율 3상 영구자석 동기전동기
초고효율 영구자석 동기전동기 TYCX315L1-4 160kW 380V 교체용 비동기 전동기 변환을 예로 들어 보겠습니다. 이 제품은 2015년 안후이 밍텅(Anhui Mingteng)에서 화학 산업의 믹서 및 파쇄기 모터 변환을 위해 제공했습니다. TYCX315L1-4 160kW 380V는 믹서 작업 환경에 적합합니다. 단위 시간당 톤당 에너지 소비량을 계산한 결과, 160kW 영구자석 동기전동기는 동일 전력의 기존 비동기 전동기보다 11.5% 더 많은 전력을 절약하는 것으로 나타났습니다. 9년간 실제 사용 후, 사용자들은 밍텅 영구자석 동기전동기의 전력 절감률, 온도 상승, 소음, 전류 등 실제 작동 시의 여러 지표에 매우 만족하고 있습니다.
안휘 밍텅은 구이저우의 화학 회사에 믹서 개조 지원을 제공했습니다(TYCX315L1-4 160kW 380V)
3. 사용자가 관심을 갖는 이슈
3.1 모터 수명 모터 전체의 수명은 베어링의 수명에 따라 달라집니다. 모터 하우징은 IP54 보호 등급을 채택했으며, 특수한 환경에서는 IP65까지 향상시켜 대부분의 먼지와 습기가 많은 환경에서의 사용 요건을 충족합니다. 모터 축 연장 설치 시 양호한 동축도와 적절한 축 반경 하중을 확보할 경우, 모터 베어링의 최소 수명은 20,000시간 이상입니다. 두 번째는 냉각 팬의 수명이며, 콘덴서 구동 모터보다 깁니다. 먼지와 습기가 많은 환경에서 장시간 운전할 경우, 과부하로 인한 팬 소손을 방지하기 위해 팬에 부착된 점착 물질을 정기적으로 제거해야 합니다.
3.2 영구자석 재료의 고장 및 보호
영구자석 모터에 있어 영구자석 소재의 중요성은 자명하며, 그 비용은 전체 모터 재료비의 1/4 이상을 차지합니다. 안후이 밍텅(Anhui Mingteng) 영구자석 모터 로터 영구자석 소재는 높은 자기 에너지와 높은 고유 보자력을 가진 소결 NdFeB를 사용하며, 기존 등급으로는 N38SH, N38UH, N40UH, N42UH 등이 있습니다. 당사는 자성강 조립을 위한 전문 공구 및 가이드 고정 장치를 설계하고, 합리적인 방법으로 조립된 자성강의 극성을 정성적으로 분석하여 각 슬롯 자성강의 상대 자속 값을 정확하게 측정함으로써 자기 회로의 대칭성과 자성강 조립의 품질을 보장합니다.
현재 영구자석 소재는 모터 권선의 최대 허용 온도 상승 조건에서 장시간 작동할 수 있으며, 자성강의 자연 감자율은 1‰ 이하입니다. 기존 영구자석 소재는 표면 코팅이 24시간 이상의 염수 분무 시험을 견뎌야 합니다. 산화 부식이 심한 환경에서는 제조사에 문의하여 더 높은 보호 기술을 갖춘 영구자석 소재를 선택해야 합니다.
4. 비동기 모터를 대체할 영구 자석 모터를 선택하는 방법
4.1 하중 유형 결정
볼밀, 워터펌프, 팬 등 다양한 부하에는 모터에 대한 성능 요구사항이 다르므로 부하 유형은 설계나 선정에 매우 중요합니다.
4.2 정상 운전 시 모터의 부하 상태 확인
모터가 최대 부하로 계속 작동합니까, 아니면 경부하로 작동합니까? 아니면 때로는 중부하로, 때로는 경부하로 작동합니까? 그리고 경부하와 중부하의 주기는 얼마나 됩니까?
4.3 모터에 대한 다른 부하 상태의 영향을 확인합니다.
현장 모터의 부하 상태에는 여러 가지 특수한 경우가 있습니다. 예를 들어, 벨트 컨베이어의 부하가 레이디얼 하중을 감당해야 하는 경우, 모터를 볼 베어링에서 롤러 베어링으로 조정해야 할 수도 있습니다. 먼지나 오일이 많은 경우 모터의 보호 수준을 높여야 합니다.
4.4 주변 온도
모터 선정 과정에서는 현장 주변 온도에 중점을 두어야 합니다. 기존 모터는 0~40℃ 이하의 주변 온도에 맞춰 설계되었지만, 주변 온도가 40℃를 초과하는 경우가 종종 발생합니다. 이러한 경우에는 더 높은 출력의 모터나 특수 설계된 모터를 선택해야 합니다.
4.5 현장 설치 방법, 모터 설치 치수
현장 설치 방법, 모터 설치 치수, 현장 설치 방법 및 설치 치수 또한 반드시 확보해야 하는 데이터입니다. 여기에는 모터의 원래 외관 도면이나 설치 인터페이스 치수, 기초 치수, 모터 배치 공간 위치 등이 포함됩니다. 현장에 공간 제약이 있는 경우, 모터 냉각 방식, 모터 리드 박스 위치 등을 변경해야 할 수도 있습니다.
4.6 기타 환경 요인
모터 선택에는 먼지나 오일 오염과 같은 다른 많은 환경적 요인이 영향을 미칩니다. 이러한 요인은 모터 보호 수준에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 해양 환경이나 pH가 높은 환경에서는 모터를 부식 방지용으로 설계해야 합니다. 진동이 심하고 고도가 높은 환경에서는 설계 시 고려해야 할 사항이 다릅니다.
4.7 원래 비동기 모터 매개변수 및 작동 조건 조사
(1) 명판 데이터: 정격 전압, 정격 속도, 정격 전류, 정격 역률, 효율, 모델 및 기타 매개변수
(2) 설치방법 : 모터의 원래 외관도면, 현장 설치사진 등을 확보한다.
(3) 원래 모터의 실제 작동 매개변수: 전류, 전력, 역률, 온도 등.
결론
영구자석 동기 전동기는 특히 시동이 빠르고 경부하가 걸리는 용도에 적합합니다. 영구자석 동기 전동기의 보급 및 사용은 경제적, 사회적으로 긍정적인 효과를 가져오며, 에너지 절약 및 배출 감축에도 매우 중요합니다. 신뢰성과 안정성 측면에서도 영구자석 동기 전동기는 중요한 장점을 가지고 있습니다. 고효율 영구자석 동기 전동기를 선택하는 것은 장기적인 이점을 제공하는 일회성 투자입니다.
안후이 밍텅 영구자석 전기기계 설비 유한회사(https://www.mingtengmotor.com/)는 17년간 초고효율 영구자석 동기 모터의 연구, 개발, 생산 및 판매에 주력해 왔습니다. 고전압, 저전압, 정주파, 가변 주파수, 일반형, 방폭형, 직접 구동형, 전동 롤러, 일체형 모터 등 다양한 제품을 생산하여 산업 장비에 더욱 효율적인 구동력을 제공하고자 합니다.
안후이 밍텅(Anhui Mingteng)의 영구 자석 모터는 현재 널리 사용되는 비동기 모터와 동일한 외부 설치 규격을 갖추고 있어 비동기 모터를 완벽하게 대체할 수 있습니다. 또한, 전문 기술팀이 설계 및 고객에게 무료 변환 솔루션을 제공합니다. 비동기 모터 변환이 필요하시면 언제든지 문의해 주세요. 성심껏 도와드리겠습니다!
게시 시간: 2024년 8월 23일