EN
Ауыр көлік құрылысы үшін жетек шешімдерін бағалаған кезде тұрақты магнитті двигатель мен тұрақты магнитті двигатель және дәстүрлі индукциялық двигатель арасындағы таңдау энергия тұтынуына тікелей және өлшенетін әсер етеді. Тұрақты магнитті двигатель магниттік өрісті роторлы токтарды индукциялау арқылы емес, сирек кездесетін жер элементтерінен жасалған орнатылған магниттер арқылы құрады, бұл электрлік энергияны механикалық жұмысқа айналдыру әдісін негізінен өзгертеді. Бұл айырмашылық әбден әрі қатты жүктеме циклдары бар кен орындарында ұзақ мерзімді және тұрақты энергия үнемдеуге алып келеді.
Тұрақты магниттік қозғалтқыштың қанша энергия үнемдейтінін дәл анықтау үшін пайдалылық көрсеткіштерін, жоғалту механизмдерін және нақты жұмыс істеу жағдайларын қарастыру қажет. Тасымалдағыштар, ұсақтағыштар, көтергіштер мен сорғылар айнымалы жүктеме кезінде үздіксіз жұмыс істейтін кен орындарында тұрақты магниттік қозғалтқыштың индукциялық қозғалтқышқа қарағандағы артықшылықтары ерекше байқалады. Бұл мақала энергия үнемдеу механизмдерін талдайды, пайдалылық айырымын сандық түрде көрсетеді және көптеген кен өндірушілер неге тұрақты магниттік қозғалтқыштарға ауысуда екенін түсіндіреді.
Қозғалтқыш түрлері арасындағы пайдалылық айырымы
Тұрақты магниттік қозғалтқыш электрлік жоғалтуларды қалай азайтады
Индукциялық қозғалтқыш роторлық токты жасау үшін электромагниттік индукцияға сүйенеді, бұл реактивті магниттік өріс тудырады. Бұл процесстің өзіне тән роторлық мыс жоғалтулары — яғни I²R жоғалтулары — пайдалы қуат шығысына үлес қоспай, энергияны тұтынады. Тұрақты магнитті қозғалтқышта роторлық мыс жоғалтулары мүлде болмайды, себебі оның роторлық өрісі тұрақты магниттер арқылы қамтамасыз етіледі. Бұл жалғыз механикалық айырма тұрақты магнитті қозғалтқышқа толық жүктемедегі пайдалы әсер коэффициентін әдетте 95%–97% аралығында жеткізуге мүмкіндік береді, ал салыстырмалы индукциялық қозғалтқыштар әдетте 90%–94% аралығында жұмыс істейді.
Тұрақты магнитті двигательдің тиімділік артықшылығы жеке жүктемелер кезінде одан әрі маңызды болады. Тау-кен жабдықтары әрбір жұмыс сағатында толық номиналды жүктемеде жұмыс істемейді. Сменалар арасында конвейерлер жылдамдығын төмендетеді, сорғылар сұраныс төмендеген кезде жұмыс істеу режимін баяулатады, ал ұнтақтағыштар әртүрлі қоректендіру жылдамдықтары арқылы циклданады. Индукциялық двигатель 50% -тан төмен номиналды жүктемеде жұмыс істеген кезде тиімділігі тез төмендейді. Тұрақты магнитті двигатель жоғары тиімділікті кеңірек жүктеме диапазонында сақтайды, олай болса ол тау-кен саласындағы айнымалы жұмыс режимдеріне әлдеқайда жақсы бейімделген.
Temіr шығындары және жылулық сипаттамалары
Тұрақты магнитті двигатель индукциялық двигательге қарағанда осы шығыс қуатында статор темір жоғалтуын аз ғана туғызады. Тұрақты магнитті двигатель роторды статор тогы арқылы магниттей алмайды, сондықтан статор орамындағы магниттеуші ток компоненті әлдеқайда азаяды. Төмен статор тогы кедергілік жылулануды азайтады, бұл мыс жоғалтуын және орам изоляциясына әсер ететін жылулық керілуін төмендетеді. Суыту шектеулі болатын жер астындағы қазбаларда тұрақты магнитті двигатель суықырақ жұмыс істейді, қызмет көрсету интервалдарын ұзартады және жылулық зақымдану қаупін төмендетеді.
Қазбалардағы машиналардағы энергия үнемдеу көлемін бағалау
Тұрақты жұмыс режиміндегі қолданбалардағы бағаланған энергияның азаюы
Тасымалдағыштар мен сұйықтық сорғылары сияқты үздіксіз жұмыс істейтін көмір өндіру жабдықтары үшін тұрақты магнитті двигательдер, әдетте, толық жүктемеде эквивалентті индукциялық двигательге қарағанда 3%–6% артық ПӘК көрсетеді. Бұл пайыздық көрсеткіш жеке алғанда қарапайым болып көрінсе де, жылдық жұмыс циклы бойынша жинақталған энергия үнемдеу көлемі өте зор. Мысалы, 200 кВт қуатындағы және жылына 8 000 сағат жұмыс істейтін үлкен тасымалдағыш қозғалтқышы тұрақты магнитті двигательмен жұмыс істеген кезде, индукциялық двигательмен орындалатын сол жүктеменің орындалуына қарағанда, жылына ондаған мың киловатт-сағат энергия үнемдей алады. Көптеген қозғалтқыштардан тұратын көмір өндіру кешенінде тұрақты магнитті двигательдер технологиясының әсерінен жинақталған энергия үнемдеу көлемі электр энергиясына төленетін жалпы шығындардың маңызды үлесін құрайды.
Көтергіштер мен ұнтақтағыштар сияқты айнымалы жүктемелі жабдықтар үшін тұрақты магнитті двигательдің энергиялық артықшылығы практикада тағы да көп болады. Нақты жұмыс істеу режимін ескере отырып — яғни жартылай жүктемедегі сағаттар, жұмысқа қосылу циклдары және тоқтату кезеңдерін қоса алғанда — тұрақты магнитті двигатель өңделген әрбір тонна материалға кететін жалпы энергия шығыны бойынша индукциялық двигательге қарағанда 7%–10% артық нәтиже көрсетеді. Бұл — көптеген ұнтақтау және көтеру жұмыстарының циклында жартылай жүктемедегі кезеңдер басым болғандықтан, тұрақты магнитті двигатель осы кезеңдерде жоғары ПӘК-ке ие болады.
Қайтарым мерзімі мен ұзақ мерзімді шығындарға әсері
Тұрақты магнитті двигательдің бастапқы сатып алу құны эквивалентті индукциялық двигательге қарағанда жоғары болады, бұл капиталдық ресурстары шектеулі кен орындарында жиі кездесетін шағым болып табылады. Алайда, энергия үнемдеу нәтижесінде жылдық электр энергиясының құнындағы азайтуға айналған кезде тұрақты магнитті двигательдердің көпшілігі жоғары пайдаланылатын кен орындарында екіден төрт жыл ішінде өз құнын қайтарып береді. Осы мерзімнен кейін тұрақты магнитті двигатель қызмет көрсету мерзімінің қалған бөлігінде энергия үнемдеуді жалғастырады; бұл мерзім дұрыс қолдану мен жөндеу шарттарында әдетте он жылдан асады. Толық өмірлік цикл бойынша тұрақты магнитті двигательдің иелікке алу жалпы құны индукциялық двигательдің құнына қарағанда әрқашан төмен болады.
Қолдану Кен қондырғыларына сай
Тұрақты магнитті двигатель ең көп пайда әкелетін жерлер
Тұрақты магнитті двигатель әсіресе төмен немесе айнымалы жылдамдықта жоғары момент қажет ететін кен қазу қолданыстарына өте жақсы сәйкес келеді, ал бұл — индукциялық двигателдердің ең әлсіз жұмыс істеу режимі. Тұрақты магнитті двигатель индукциялық двигателдердің іске қосылу кезіндегі ток шығынына ұқсас ток шығынынсыз нөл немесе нөлге жақын жылдамдықта номиналды моментті беруге қабілетті. Бұл тұрақты магнитті двигательді бақыланатын төмен жылдамдықтағы моменттің процестің тұрақтылығы үшін маңызды болған жерлерде — көтергіш жетектері, жүктеме астындағы конвейерлерді іске қосу және сусыздалған қоспалардың сорғыштарында — идеалды етеді. Жоғары іске қосу токтарын жою электр энергиясын қоректендіруші инфрақұрылымға түсетін кернеуді де азайтады, ол әріпен электр инфрақұрылымының құнын төмендетеді.
Тұрақты магнитті двигатель мен айнымалы жиілікті жетектеу құрылғысының біріктірілуі қазіргі таңда өндірістік техниканың ең энергия тиімді жетектеу жинақтарының бірін құрайды. Айнымалы жиілікті жетектеу құрылғысы тұрақты магнитті двигательді процеске қажетті дәл жылдамдықта жұмыс істеуге мүмкіндік береді, олай болса клапандардың, сұйықтықтың қосылуының немесе тұрақты жылдамдықта жұмыс істеудің энергия шығынын болдырмауға көмектеседі. Бұл комбинация өндірістік операцияда үлкен желдету желпуішіне немесе су насосына қолданылған кезде тұрақты магнитті двигатель мен айнымалы жылдамдықты басқару құрылғысы тұрақты жылдамдықта жұмыс істейтін индукциялық двигатель мен механикалық ағыс басқаруымен салыстырғанда энергия тұтынуын 20%-дан 40%-ға дейін азайтады.
Орнату мен Интеграцияны қарастыру
Тұрақты магнитті двигательді қазіргі бар шахта жабдығына енгізу үшін оның электрлік сипаттамалары мен жетек жүйесі арасындағы сәйкестікті тексеру қажет. Тұрақты магнитті двигательдің тиімді жұмыс істеуі үшін әдетте векторлық басқару немесе тікелей моментті басқару принципі бойынша жұмыс істейтін айнымалы жиілікті жетек қажет. Стандартты индукциялық двигательдерге арналған жетектер тұрақты магнитті двигательдерге арналған жетектермен бағдарламалық немесе аппараттық түзетулерсіз әрқашан ауыстырылмайды. Тұрақты магнитті двигательді қайта жабдықтау жобасын жоспарлаған инженерлік топтар жобаның басында жетектің сәйкестігін тексеруі керек, осылайша іске қосу кезіндегі кешігулерден аман қалып, тұрақты магнитті двигательдің бірінші күннен бастап белгіленген пайдалы әрекет коэффициенті ауқымында жұмыс істеуін қамтамасыз етуге болады.
Жиі қойылатын сұрақтар
Тұрақты магнитті двигатель индукциялық двигательге қарағанда қанша пайызға тиімдірек?
Тұрақты магнитті двигатель әдетте толық жүктемеде 95%–97% ПӘК-ке ие болады, ал оған сәйкес қуатты айнымалы токты индукциялық двигательде бұл көрсеткіш 90%–94% құрайды. Жекелеген жүктемелерде айырым одан әрі кеңейеді, себебі тұрақты магнитті двигатель номиналды жүктеменің 50%-дан төменгі деңгейлерінде де жоғары ПӘК-ті сақтайды, ал индукциялық двигательдің ПӘК-і осы аралықта тез төмендейді.
Тұрақты магнитті двигательді барлық қазбалық жабдыққа орнатуға бола ма?
Иә, тұрақты магнитті двигательді көбінесе барлық қазбалық машиналарға орнатуға болады, бірақ бұл процесті жүзеге асыру үшін механикалық және электрлік сыйысу бағасын ұқыпты түрде жүргізу қажет. Қозғалтқыш жүйесі тұрақты магнитті двигательдің басқару алгоритмдерін қолдай алуы тиіс, сонымен қатар орнату арқылы қосылу интерфейсі бастапқы двигательдің рамасының өлшемдеріне сәйкес келуі тиіс. Дұрыс инженерлік есептеулер негізінде тұрақты магнитті двигательді орнату – трансмиссия құрылғыларының толық ауыстырылмай-ақ энергиялық тиімділікті арттырудың дәлелденген тәсілі.
Тұрақты магнитті двигательдің қызмет көрсетуі индукциялық двигательге қарағанда көп пе?
Тұрақты магнитті двигательдің ротор орамдары, щеткалары және қызмет көрсетуге арналған сырғымалы сақиналары болмағандықтан, оның қалыпты қызмет көрсетуі индукциялық двигательге қарағанда аз болады. Ротордағы мыс шығындарының болмауы да тұрақты магнитті двигательдің төмен жұмыс температурасында жұмыс істеуін қамтамасыз етеді, бұл жағдайда жұлдызшалардың тозуы азаяды және изоляцияның қызмет ету мерзімі ұзақаяды. Қиындықтарға толы қазбалар ортасында бұл төмен қызмет көрсету жүктемесі энергия үнемдеумен қатар маңызды операциялық артықшылық болып табылады.