EN
U slučaju da se za teške rudarske strojeve odluči o rješenjima za pogon, izbor između motor s stalnim magnetom i konvencionalni indukcijski motor ima izravni i mjerljiv utjecaj na potrošnju energije. Motor s stalnim magnetom stvara svoje magnetno polje pomoću ugrađenih magneta rijetkih zemalja, a ne indukiranim strujama rotora, što temeljno mijenja način na koji se električna energija pretvara u mehanički rad. Ova razlika nije nevažna u zahtjevanim ciklusima opterećenja rudarskih operacija, ona se pretvara u značajne i održive uštede energije koje se s vremenom povećavaju.
Da bismo točno shvatili koliko energije štedi motor s stalnim magnetom, potrebno je pogledati razine učinkovitosti, mehanizme gubitka i stvarne uslove rada. U rudarskim područjima, gdje transportni vozila, slomilice, podizala i pumpe neprekidno rade pod promjenjivim opterećenjima, prednosti motora s stalnim magnetom nad indukcijskim motorom posebno su izražene. U ovom članku razbijeni su mehanizmi za uštedu energije, utvrđen je brojčano razlika u učinkovitosti i objašnjeno je zašto se toliko rudarskih tvrtki prebacuje na tehnologiju motornih motora s stalnim magnetima.
Razlike u učinkovitosti između tipova motora
Kako motor s stalnim magnetom smanjuje gubitak struje
Indukcijski motor oslanja se na elektromagnetnu indukciju za stvaranje struje rotora, koja proizvodi reaktivno magnetno polje. Ovaj proces inherentno stvara gubitke bakra rotora također nazvane gubitke I2R koji troše energiju bez doprinosa izdanju osovine. Motor s stalnim magnetom potpuno eliminiše gubitak bakra u rotoru jer ga održavaju stalni magneti. Ova jedinstvena mehanička razlika omogućuje motorima s stalnim magnetom da ostvare vrijednosti učinkovitosti punog opterećenja u rasponu od 95% do 97%, dok usporedljivi indukcijski motori obično rade između 90% i 94%.
Prednost učinkovitosti motora s stalnim magnetom postaje još značajnija pri djelomičnim opterećenjima. U slučaju da se rudarska oprema ne pokreće u potpunosti, to znači da se ne može koristiti za svaki radni sat. Konveyorovi usporavaju pri promjeni smjena, pumpe se povlače kada potražnja opadne, a mlationici se kreću kroz promjenjive stope za hranjenje. U slučaju da se motor s indukcijskim pogonom ne koristi za rad na 50% nominalnog opterećenja, njegova učinkovitost pada. Motor s stalnim magnetom održava visoku učinkovitost u mnogo većem rasponu opterećenja, što ga čini mnogo pogodnijim za profile s promjenjivim zadatkom uobičajenih u rudarskim aplikacijama.
Izgubi željeza i toplinske performanse
Motor s stalnim magnetom također stvara manje gubitka statornog željeza u usporedbi s indukcijskim motorom koji radi na istoj izlaznoj snazi. Budući da motor s stalnim magnetom ne mora magnetizirati rotor strujom statora, komponenta struje magnetizacije u vinjenju statora znatno se smanjuje. Smanjena struja statora znači niže otporno grijanje, što smanjuje gubitak bakra i toplinski stres na izolaciju zavijanja. U podzemnim rudarskim područjima gdje je hlađenje ograničenje, motor s stalnim magnetom radi hladnije, produžava intervale održavanja i smanjuje rizik od toplinskog kvara.
Kvantificiranje uštede energije u rudarskoj strojevi
U slučaju da se primjenjuje u sustavu za proizvodnju električne energije, to znači da se u sustavu za proizvodnju električne energije ne primjenjuje električna energija.
U slučaju rudarske opreme za kontinuirano korištenje, kao što su transportni trakovi i pumpe za gnojivo, motor s stalnim magnetom obično pruža poboljšanje učinkovitosti od 3% do 6% u odnosu na ekvivalentan indukcijski motor pri punom opterećenju. Iako se ovaj postotak može izoliran izgledati skromnim, kumulativna ušteda energije tijekom godišnjeg radnog ciklusa značajna je. Jedini veliki transportni pogon koji pokreće motor sa stalnim magnetom na 200 kW tijekom 8.000 sati godišnje mogao bi obnoviti desetine tisuća kilovat-satova godišnje u usporedbi s pokretanjem istog opterećenja na indukcijskom motoru. U slučaju da je proizvodnja električne energije u skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (a) Uredbe (EZ) br. 765/2008 u skladu s člankom 3. stavkom 2. točkom (a) Uredbe (EZ) br. 765/2008 u skladu s člankom 3. točkom (b) Uredbe (EZ) br. 765/2008 u skladu s
Za opremu s promjenjivim opterećenjem kao što su podigla i slomilice, energetska prednost motora s stalnim magnetom je u praksi još veća. Ako se u obzir uzme stvarni radni profil, uključujući satove djelomičnog opterećenja, cikluse povećanja i razdoblja praznog rada, motor s stalnim magnetom može nadmašiti indukcijski motor za 7% do 10% u ukupnoj potrošnji energije po toni obrađenih materijala. To je zato što motor s stalnim magnetom ima visoku učinkovitost tijekom razdoblja djelomičnog opterećenja koje dominiraju mnogim ciklusima trčanja i podizanja.
U skladu s člankom 3. stavkom 2.
U skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (a) ovog članka, u slučaju kad se radi o proizvodnji električne energije, potrebno je utvrditi troškove proizvodnje električne energije. Međutim, kada se ušteda energije pretvori u godišnje smanjenje troškova električne energije, većina instalacija motornih stalnih magneta u rudarskim aplikacijama s velikom potrošnjom ostvaruje povrat u roku od dvije do četiri godine. Nakon tog razdoblja motor s stalnim magnetom nastavi štedjeti energiju do kraja svog životnog vijeka, koji obično premašuje deset godina pod odgovarajućim uvjetima održavanja. Tijekom cijelog životnog ciklusa, motor s stalnim magnetom gotovo uvijek donosi niže ukupne troškove vlasništva od svog indukcijskog protuzasljednika.
PRIJAVA Sljedeći članak:
Gdje motor sa stalnim magnetom pruža najveću vrijednost
Motor s stalnim magnetom posebno je dobro prilagođen rudarskim primjenama koje uključuju visok obrtni moment pri niskom ili promjenjivom brzinu, što je upravo radni uvjet u kojem su indukcijski motori najslabiji. Motor s stalnim magnetom može isporučivati nazivni obrtni moment pri brzini od nule do gotovo nule bez strujnih porasta koji karakterišu pokretanje indukcijskog motora. To čini motor s stalnim magnetom idealnim za pogone podizanja, pokretanje transportora pod opterećenjem i primjene pumpe za gnojivo gdje je kontrolirani obrtni moment niske brzine ključan za stabilnost procesa. U skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (a) Uredbe (EU) br. 525/2014 Komisija je odlučila da se za proizvodnju električne energije za potrebe proizvodnje električne energije u Uniji primjenjuje sljedeći postupak:
Motor s stalnim magnetom u kombinaciji s pogonom s promjenjivom frekvencijom jedan je od energetski najefikasnijih pogonskih paketa koji su danas dostupni za rudarske strojeve. Uvođenje promjenjive frekvencije omogućuje motor sa stalnim magnetom da radi točno na brzini koju zahtijeva proces, izbjegavajući gubitak energije povezan s udubljivanjem ventila, spojnicama fluida ili radom s fiksnom brzinom. Kada se ova kombinacija primijeni na veliki ventilator ili vodenu pumpu u rudarskom radu, motor sa stalnim magnetom s upravljanjem promjenjivom brzinom može smanjiti potrošnju energije za 20% do 40% u usporedbi s indukcijskim motorom s fiksnim brzinama s mehaničkim upravljanjem protokom.
Razmatranja ugradnje i integracije
Ugradnja motora s stalnim magnetom u postojeće rudarske strojeve zahtijeva provjeru kompatibilnosti između električnih karakteristika motora i pogonskog sustava. Motor s stalnim magnetom obično zahtijeva namjenjen vektorski ili direktni obrtni moment za kontrolu promjenljive frekvencije za optimalne performanse. Standardni indukcijski pogoni motora nisu uvijek zamjenjivi s pogonima motora s stalnim magnetom bez prilagodbe firmvera ili hardvera. U skladu s člankom 3. stavkom 2. točkom (a) ovog članka, za potrebe primjene ovog članka, proizvođač mora imati pristup svim potrebnim tehničkim informacijama koje su mu dostupne.
Često se javljaju pitanja
Koliko je efikasniji motor sa stalnim magnetom od indukcijskog motora?
U skladu s člankom 3. stavkom 2. točkom (a) ovog članka, "motori s stalnim magnetom" su motori koji se koriste za proizvodnju električnih plinova. Pri djelomičnim opterećenjima, jaz se dodatno širi jer motor s stalnim magnetom održava visoku učinkovitost čak i ispod 50% nazivnog opterećenja, dok učinkovitost indukcijskog motora pada strmnije u istom rasponu.
Može li se motor s stalnim magnetom priključiti na postojeću rudarsku opremu?
Da, motor s stalnim magnetom često se može ugraditi na postojeće rudarske strojeve, no za to je potrebno pažljivo procijeniti njihovu mehaničku i električnu kompatibilnost. U slučaju da je motor motorni sustav podložan mehaničkim mehanizmima, mora se upotrebljavati sustav za upravljanje motorom. Uz odgovarajuće inženjerstvo, modernizacija motora sa stalnim magnetom je dokazan put za poboljšanje energetske učinkovitosti bez zamjene cijelih pogonskih sklopova.
Potreban li je više održavanja za motor s stalnim magnetom nego za indukcijski motor?
Motor s stalnim magnetom obično zahtijeva manje rutinske održavanja od indukcijskog motora jer nema obloge rotora, četkice i prstenove za klizanje. Odsječanje gubitaka bakra rotora također znači da motor s stalnim magnetom radi na nižim radnim temperaturama, što smanjuje nošenje ležaja i produžava život izolacije. U zahtjevnim rudarskim okruženjima, ovaj manji opterećenje održavanjem značajna je operativna prednost uz uštedu energije.