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    永磁變頻空壓機可靠性及能效分析

    2022-01-05 10:05:21

    永磁變頻空壓機近兩年來在空壓機行業成為節能先鋒的代名詞,以至有些空壓機廠家以“不用錢買的空壓機”作廣告宣傳詞來吸收用戶的眼球。

    當然,永磁電機節能相對意義來講,用同樣的控制辦法肯定比傳統的異步電機高。正在節能的要點是80%的空壓機處于變量負載狀態,依據用氣量的幾用變頻調速來自動滿足用戶的需求,減少無用功的損耗。但還有20%的場所是滿壓滿負載,這種場所采用變頻控制異步電機比直接啟動還要耗能,由于變頻器自身是IGBT以開關方式控制頻率的上下,它自身有額定功率2~3%需損耗的。油冷永磁變頻

    所以,這種狀況采用變頻控制即便采用永磁電機節能效果也不會很明顯。而目前國度規范考核空壓機的能效等級還是以滿壓滿負載時的比功率來執行的,只要高精度的螺桿機頭配高效的電機及空壓機合理的規劃設計才干到達1級能效的比功率。所以很多采用變頻控制的螺桿機很難到達1級能效等級(即便是一體機也沒有一家公司能承諾)。

    因而,空壓機節能評價應該因工況而定,而且考核根據尚未齊全,至少在變量工況考核概念較淺,很少企業有制定《變頻(變量)空壓機技術條件》的規范來定性變頻(永磁)空壓極的能效程度。而目前市場上永磁空壓機有兩種方式選擇,一種是比擬熱銷的一體機式,一種是分體直連式。下面引見下它們的利與弊。

    空壓機一體的利與弊

     螺桿空壓機與電機的構造原理是將螺桿機頭的陽轉子的軸伸出機頭跟電機的轉子構成同軸銜接。然后電機的定子與機殼固定在螺桿機頭的殼體上,構成電機與機頭的一體化。經過轉子上的自帶風葉經電機繞組與機殼的通風槽冷卻定子。


    永磁變頻空壓機


    這種構造在很多機電設備場所是一種創新和開展的趨向,比方空調緊縮機、電梯曳引機、電動葫蘆等,所以遭到很多用戶的好評與喜愛??諌簷C螺桿一體機由于體積小、構造簡單、系統效率高、價錢較低等優點在市場上開端盛行。但從電機專業角度看此設計弊端很多,潛在風險較大。主要問題如下:

    1、電機溫渡過高:由于油冷機頭特性工作溫度要抵達65~80度之間,所以電機與機頭直聯軸的溫度傳送給電機永磁轉子,機體溫度傳送給電機機殼,這樣實踐電機工作環境溫度到達了65度左右。普通電機設計合理溫升zui高為80K,那么zui高電機繞組溫度可能在145度,按38UH的磁鋼退磁(開發式可逆退磁)實考證明,80度時退磁率為2%;100度5%;120度為7%;150度為12%。

    闡明溫度越高磁通越低,而磁鋼的磁通量與電機效率相關,也就是電機溫度越高效率越低,反電動勢越小,變頻器給定電壓越低。電機電流越大,繞組溫升越高電阻越大,定子銅損耗越大。效率再次降落,所以一體機在滿壓大流量時實踐效率達不到設計值。舉詳細例闡明一體機效率的降落:

    假定一體機工作環境溫度為70度,分體機電機環境溫度為30度,并且假定兩種狀況下電機實踐運轉時的溫升均為50度,電機有相同的電磁設計計劃,電機的負載相同。一體機的工作溫度為120度,分體機為80度。則前者工作時的電阻將比后者高出約12.7%,銅損耗亦高出約12.7%;

    分體機的工作溫度為假定電機按直軸電流為零的控制方式;120度與80度時磁鋼退磁率分別為7%和2%。為此,電機拖動相同的負載時前者的定子電流將比后者高出約5.38%,為此電機的銅損耗將高出11.0%。螺旋桿空壓機

    合計銅損耗一體機將比分體機高出約25.1%。以永磁同步電機中銅損耗占三分之一計,普通一體機設計效率為94%左右,在120度工作時效率約降落為93.5%左右,(TYB系列在97%左右)所以相對效率相差3.5%。

    另外,永磁電機zui怕的是退磁,而退磁是磁鋼決議的,磁鋼zui怕的是溫度高,在長時間高溫下頑固性退磁(不可逆)風險越大,常規設計值在15年退磁率是不大于3%。由于我國釹鐵硼技術是近幾年開展起來的,對長期高溫下的壽命無從考證,在電機行業磁鋼退磁而失效的案例很多,油田、紡機等等。

    2、防護等級IP23:由于溫度關系所以只能設計成開式電機,空壓機很多運用場所比擬差,風塵、潮氣、鹽霧等腐蝕性氣體招致其運用壽命低。

    3、機體故障率高:由于一體機轉子直接裝置在螺桿轉子上,螺桿電機轉子側的軸承要接受力比原來大2倍以上的負荷,所以電機側的軸承及油封比原來壽命降低2倍以上。

    4、維修保養費事:由于永磁電機轉子是永磁體,在機頭維修保養時一定要先拆電機才干拆機頭,而永磁轉子具有強大的吸收力,取出需專用工具,且人員請求專業性很強,不然很容易形成事故。

    5、約束制造商的選擇:由于螺桿機頭的質量好壞、比功率的大小及機頭的選型多存在很大的差別,所以機頭是空壓機的中心,選擇優質的機頭及高效的電機才能到達優良的比功率及牢靠性,所以任何一家品牌空壓機制造商都以選擇優質零部件來打造自己的產品,這樣才會表現制造商的質量程度,提高產品牢靠性打造企業品牌。永磁變頻空壓機

    以上五大優勢使得螺桿一體機存在很大的潛在風險,須待改良。所以傳統機頭與單電機直聯才是zui牢靠的計劃,但需求有牢靠的永磁電機。


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