Гарчиг: Төвөөс зугтах үлээгч төхөөрөмж дэх соронзон холхивч / өндөр хурдны моторын роторын бодит хэрэглээ, хэмжсэн өгөгдлийн бүрэн тайлбар

Танилцуулга

Аж үйлдвэрийн үйлдвэрлэлд үлээгч нь бохир ус цэвэрлэх, химийн бодис, цемент, цаас зэрэг салбарт эрчим хүчний гол хэрэглэгч юм. Бохир ус цэвэрлэх жишээг авч үзвэл үлээгчийн эрчим хүчний зарцуулалт нь цэвэрлэх байгууламжийн нийт ашиглалтын зардлын 50%-60%-ийг эзэлдэг. Олон жилийн турш энэ салбарт ашиглагдаж байсан үндсэн тоног төхөөрөмж нь Roots үлээгч болон уламжлалт төвөөс зугтах үлээгч юм. Гэсэн хэдий ч эдгээр төхөөрөмжүүд нь урт хөтлөгчтэй гинж, өндөр механик үрэлт, өндөр дуу чимээ зэрэг төрөлхийн асуудлуудтай тул эрчим хүчний үр ашгийг дээшлүүлэхэд маш хязгаарлагдмал зай үлдээдэг.

Үлээгчийн роторыг 'хөвөгч' болгож, механик үрэлтийг бүрмөсөн арилгадаг технологи бий юу? Энэ нь соронзон холхивч / өндөр хурдны моторын технологиор өгсөн хариулт юм. Энэ нийтлэл нь үндсэн технологид анхаарлаа хандуулдаг соронзон холхивч / өндөр хурдны мотор ротор , бодит амьдрал хэрэглүүр болон хэмжсэн мэдээлэл хослуулан, төвөөс зугтах үлээгч нь түүний гүйцэтгэлийг иж бүрэн дүн шинжилгээ хийх.

I. Технологийн шинэчлэл: Роторыг 'Float' болгох

Соронзон холхивчтой төвөөс зугтах үлээгчийн үндсэн дизайны үзэл баримтлалыг нэг өгүүлбэрээр дүгнэж болно:  Механик холхивчийг солихын тулд цахилгаан соронзон хүчийг ашиглан роторыг агаарт түдгэлзүүлсэн үед эргүүлэх боломжийг олгодог.

1.1 Үндсэн бүтэц

Соронзон холхивчтой төвөөс зугтах үлээгч нь дөрвөн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгээс бүрдэнэ  өндөр үр ашигтай төвөөс зугтах сэнс, өндөр хурдны байнгын соронзон синхрон мотор, идэвхтэй соронзон холхивчийн систем, тусгай давтамж хувиргагч гэсэн . Гол шинэчлэл нь соронзон холхивч болон өндөр хурдны моторын нэгдсэн загварт оршдог.

Уламжлалт үлээгч нь ихэвчлэн 'мотор + бүс/арааны хурдыг нэмэгдүүлэх + импеллер' гэсэн олон үе шаттай дамжуулах бүтцийг ашигладаг. Үүнд олон механик холбоо барих цэгүүд багтдаг бөгөөд тус бүр нь эрчим хүчний алдагдлыг илэрхийлдэг. Үүний эсрэгээр, соронзон холхивчтой төвөөс зугтах үлээгч нь үлээгч импеллерийг моторын босоо амны сунгасан төгсгөлд шууд холбож, роторыг идэвхтэй соронзон холхивчийн хянагч дээр босоо байдлаар өлгөдөг.  Хурд нэмэгдүүлэгч эсвэл холбогч шаардлагагүй ; өндөр хурдны мотор нь сэнсийг шууд хөдөлгөдөг.

1.2 Таван зэрэглэлийн эрх чөлөөний идэвхтэй соронзон холхивчийн технологи

Одоогийн үндсэн бүтээгдэхүүнүүд нь таван градусын эрх чөлөөний идэвхтэй соронзон холхивчийн технологийг ашигладаг. Уг систем нь роторын байрлалын өөрчлөлтийг чиглэл бүрт бодит цаг хугацаанд илрүүлэхийн тулд суурилуулсан шилжилтийн мэдрэгчийг ашигладаг. Тооцоолол, олшруулалтад зориулж дохиог хянагч руу илгээдэг бөгөөд энэ нь цахилгаан соронзон хүчний хэмжээг тохируулахын тулд хяналтын гүйдлийг гаргадаг бөгөөд ингэснээр роторыг тогтоосон байрлалд яг тогтворжуулдаг. Ердийн хяналтын давтамж нь хүрч  секундэд 10,000 удаа , роторын байрлалыг динамик, нарийн засах боломжийг олгодог.

тул техникийн гурван том давуу тал бий: 'тэг үрэлт, тэг тос бохирдол, тэг элэгдэл'.  физик холбоо байхгүй  Ротор ба холхивчийн хооронд Энэ нь:

• Тосолгооны тос шаардлагагүй  - нийлүүлсэн агаар нь туйлын цэвэр бөгөөд хоёрдогч бохирдлыг арилгана.

• Механик элэгдэл байхгүй  - төхөөрөмжийн ашиглалтын хугацаа ихээхэн нэмэгддэг.

• Засвар үйлчилгээ нь маш хялбаршуулсан  - зөвхөн шүүлтүүрийг үе үе солих шаардлагатай.

1.3 Өндөр хурдны байнгын соронзон синхрон мотор – Роторын тэжээлийн гол хэсэг

Роторын тогтвортой түдгэлзүүлэлт нь зөвхөн урьдчилсан нөхцөл юм; Мөн импеллерийг өндөр хурдтайгаар эргүүлэхийн тулд хүчирхэг хөтөч хэрэгтэй. Соронзон холхивчтой төвөөс зугтах үлээгч нь  өндөр хурдны байнгын соронзон синхрон мотор (PMSM) ашигладаг  бөгөөд ротор нь гадаргуу дээр суурилуулсан байнгын соронзтой бөгөөд нүүрстөрөгчийн шилэн ханцуйгаар ороож хамгаалагдсан байдаг.

Яагаад карбон файбер ханцуйвчийг ашиглах ёстой вэ? Шалтгаан нь энгийн: ротор нь 20,000 эрг / мин-ээс дээш хурдтайгаар эргэлдэж, байнгын соронзыг асар их төвөөс зугтах хүчинд оруулдаг. Өндөр бат бэх ханцуйны хамгаалалтгүй бол ротор амархан задрах болно. Нүүрстөрөгчийн файбер материал нь бага нягтралтай, маш өндөр бат бэхтэй тул энэхүү эрэлт хэрэгцээтэй хэрэглээнд тохиромжтой. Хосолсон ховор шороон байнгын соронз нь өндөр соронзон орны энергийг хангаж, мотор нь өндөр хурдтай ажиллахад өндөр үр ашигтай ажиллах боломжийг олгодог.

Одоогийн байдлаар ийм өндөр хурдны PMSM-ийн үр ашиг нь  96% эсвэл бүр 97% -иас дээш байгаа  нь уламжлалт асинхрон мотороос хамаагүй дээр юм.

II. Бодит ертөнцийн хэрэглээний хувилбарууд

2.1 Бохир ус цэвэрлэх: Эрчим хүч хэмнэж, хэрэглээг бууруулах гол тулааны талбар

Бохир ус цэвэршүүлэх нь соронзон холхивчтой төвөөс зугтах үлээгчийн хамгийн том хэрэглээний талбар юм, учир нь цэвэрлэх биологийн аэробик үе шат нь тасралтгүй хүнд агааржуулалтыг шаарддаг бөгөөд үлээгч нь бүтэн жилийн турш 24/7 ажилладаг.

Тяньжиний  TEDA шинэ усны эх үүсвэрийн баруун бохир ус цэвэрлэх байгууламжид хуучин Roots үлээгчийг Yisheng Technology компанийн өндөр үр ашигтай, хэмнэлттэй соронзон холхивчтой төвөөс зугтах үлээгчээр сольсон. Хэмжилтийн мэдээллээс харахад шинэчлэгдсэний дараа  эрчим хүчний хэмнэлтийн түвшин 26.5% хүрч, дуу чимээ 85 дБ-аас доош буурсан байна..

Шаанси муж дахь хагас гүний бохир ус цэвэрлэх байгууламжаас бүр ч илүү төлөөлөл болсон. Тус үйлдвэр нь гурван YG75, гурван YG100 Yisheng соронзон холхивч бүхий үлээгчийг ашиглан өдөрт 20,000 тонн бохир ус цэвэршүүлдэг. Агааржуулалтын нарийн хяналтыг хийснээр үйлдвэр нь  лагийн чийгийн агууламжийг 60% -иас бага, бохир ус зайлуулахгүй, 100% сэргээсэн усыг дахин ашиглах боломжтой болсон . Төсөл нь 'Фэйсюан үүл' IoT хяналтын платформыг ашиглан чичиргээ, температур, гүйдэл зэрэг үйл ажиллагааны үндсэн параметрүүдийг бодит цаг хугацаанд нь цуглуулж, хяналтын ажлын ачааллыг 50% бууруулж байна.

2.2 Химийн үйлдвэр: Тасралтгүй ажиллах нөхцөлийг шаарддаг

Химийн үйлдвэрлэлийн агаарын хангамжийн шаардлага нь ихэвчлэн илүү хатуу байдаг - зөвхөн өндөр урсгалын хурд, өндөр даралт төдийгүй тасралтгүй ажиллагааны найдвартай байдалд маш өндөр шаардлага тавьдаг.

Жишээлбэл, Шаньдун мужийн дугуйны үйлдвэрийн нүүрстөрөгчийн хар цехийн анхны шаталтын агаар үлээгч нь 900 кВт-ын олон шатлалт төвөөс зугтах сэнс байв. Үүнийг Yisheng YG700 соронзон холхивчтой үлээгчээр сольсны дараа сэнс нь  100 кПа даралтаар 400 м⊃3;/мин нарийвчлалтай гаралтыг өгч , тасралтгүй ажиллах 10 кВ-ын өндөр хүчдэлийн цахилгаан түгээх системтэй нийцдэг. Үйл явцын шаардлагыг бүрэн хангахын зэрэгцээ ажиллах хүч 700 кВт хүртэл буурсан.

Химийн өөр нэг компанийн бохир усны агааржуулалтыг сайжруулах төслийн хүрээнд нэг соронзон холхивчтой үлээгч нь  38.2%-ийн эрчим хүч хэмнэж , жилд 975,000 кВт.цаг цахилгаан хэмнэж, CO₂ ялгаруулалтыг 556.9 тонноор бууруулсан байна.  ижил нөхцөлд ажиллахад 2021-2024 оны хооронд өөр нэг химийн компани хүхэргүйжүүлэх исэлдэлтийн процесст зориулж дөрвөн соронзон холхивчтой үлээгчийг дараалан суурилуулж, жилд дунджаар 1.67 сая кВт.цаг эрчим хүч хэмнэж, 1.203 сая юанийн зардал хэмнэж,  эрчим хүчний хэмнэлтийн дундаж хэмжээ 30%-иас давсан байна..

2.3 Цементийн үйлдвэр: Тоосжилт ихтэй орчинд тогтвортой гүйцэтгэл

Цементийн үйлдвэрүүд нь тоосны түвшин өндөр, үйл ажиллагааны хэлбэлзэл ихтэй байдаг нь үлээгчийн хувьд хүнд сорилт болдог. Шаньдун муж дахь цементийн үйлдвэр соронзон холхивчтой төвөөс зугтах үлээгчийг сайжруулсны дараа  агаарын урсгал 17%-иар нэмэгдсэн ч эрчим хүчээ 16,67%-иар хэмнэж , жил бүр бараг 259,200 кВт цаг хэмнэж, газар дээрх дуу чимээг мэдэгдэхүйц бууруулсан байна.

III. Эмхэтгэсэн хэмжсэн өгөгдөл: Соронзон холхивчийн үлээгч үнэхээр хэр хэмнэлттэй вэ?

Соронзон холхивчтой төвөөс зугтах үлээгчийн бодит гүйцэтгэлийг нүдээр харуулахын тулд бид янз бүрийн салбарын хэмжсэн өгөгдлийг цуглуулсан.

Хүснэгт: Соронзон холхивчийн төвөөс зугтах үлээгчийн хэрэглээний хэмжсэн өгөгдөл.

Энэхүү хураангуй хүснэгт нь тодорхой загварыг харуулж байна:  Соронзон холхивчтой төвөөс зугтах үлээгч нь янз бүрийн үйлдвэрүүд болон үйл ажиллагааны нөхцөлд ерөнхийдөө 20% -30% ба түүнээс дээш эрчим хүчний хэмнэлттэй байдаг ба хувь хүний ​​оновчтой тохиолдлууд 38% -иас дээш байдаг.

Эрчим хүчний хэмнэлт нь ашиг тусын зөвхөн нэг хэсэг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Соронзон холхивчийн төхөөрөмж нь  засвар үйлчилгээний зардлыг ихээхэн хэмжээгээр бууруулдаг . Жишээлбэл, дугуйны үйлдвэрийн нүүрстөрөгчийн хар цехэд засвар үйлчилгээний зардал 80% буурч, зөвхөн шүүлтүүрийг үе үе солих шаардлагатай болдог. Загварын ашиглалтын хугацаа нь мөн мэдэгдэхүйц уртассан - уламжлалт Roots үлээгч нь ихэвчлэн 1-2 жил тутамд их засвар хийх шаардлагатай байдаг бол соронзон холхивчтой үлээгч нь хүртэл ашиглалтын хугацаатай байдаг. 20 жил .

IV. Хэмжсэн өгөгдлийн гүнзгий дүн шинжилгээ

4.1 Эрчим хүч хэмнэлтийн үр нөлөөг задлах нь: Олон талын үр ашгийн өсөлт

Соронзон холхивчтой төвөөс зугтах үлээгчийн эрчим хүч хэмнэлтийн үр нөлөө нь нэг хүчин зүйлээс биш, харин олон технологийн хуримтлалаас үүсдэг.

(1) Шууд хөтлөгчтэй бүтэц нь дамжуулалтын алдагдлыг арилгадаг.  Уламжлалт Roots үлээгч нь араа эсвэл туузан дамжуулагч дээр тулгуурладаг бөгөөд механик дамжуулалтын алхам бүр нь 3-5% эрчим хүчний алдагдалд ордог. Соронзон холхивчтой үлээгч нь мотороос импеллер рүү шууд хөтлөгчийг ашигладаг бөгөөд цахилгаан дамжуулах үр ашгийг 100% -д хүрдэг бөгөөд энэ нь уламжлалт араагаар удирддаг нэг үе шаттай төвөөс зугтах үлээгчтэй харьцуулахад ойролцоогоор 12% хэмнэнэ.

(2) Моторын үр ашиг ихээхэн сайжирсан.  Өндөр хурдны PMSM нь 96% -97% -ийн үр ашигт хүрч чаддаг бол уламжлалт моторууд хэсэгчилсэн ачаалалд ихэвчлэн 90% -иас доош унадаг. Хөдөлгүүр нь өөрөө үр ашгийн 7-10 нэгжийг 'худалдаг'. Жишээлбэл, Нанжингийн CIGU технологийн тоног төхөөрөмж нь 18,000-40,000 эрг/мин хурд, 40-150 кВт-ын чадлын хязгаарт системийн үр ашгийг тогтвортой байлгадаг.

(3) Соронзон холхивч нь маш бага эрчим хүч зарцуулдаг.  Идэвхтэй соронзон холхивчийн эрчим хүчний хэрэглээ нь ихэвчлэн 1 кВт-аас бага байдаг бол механик холхивч болон тос тосолгооны систем нь ихэвчлэн түүнээс хэд дахин их зарцуулдаг. CRRC Yongji Electric-ийн туршилтын мэдээллээс харахад түүний соронзон холхивч нь 22,000 эрг / мин хурдтай тогтвортой ажиллаж, холхивчийн эрчим хүчний зарцуулалтыг маш бага түвшинд байлгадаг.

(4) Гурван хэмжээст урсгалын сэнсний аэродинамик оновчлол.  Өндөр хурдны төвөөс зугтах импеллер нь гурван хэмжээст (3D) урсгалын дизайны онолыг ашигладаг. Параметрийн оновчлолын дараа импеллер нь ажиллах цэг дээрээ 85% хүртэл үр ашигтай ажиллах боломжтой бөгөөд уламжлалт импеллерээс хамаагүй өргөн өндөр үр ашигтай ажиллах боломжтой. Энэхүү загвар нь агаарын урсгалын янз бүрийн нөхцөлд өндөр үр ашигтай ажилладаг тул бохир ус цэвэрлэх зэрэг хэлбэлзэлтэй ачаалалтай хэрэглээнд онцгой тохиромжтой. CRRC-ийн бүтээгдэхүүнүүд өргөн хүрээний өндөр үр ашигтай ажиллахын тулд ийм 3D урсгалтай өндөр үр ашигтай импеллер ашигладаг.

Эдгээр хүчин зүйлсийн хослол нь уламжлалт сэнстэй харьцуулахад системийн нийт үр ашгийг 85%-иар нэмэгдүүлж, эрчим хүчний хэмнэлтийн иж бүрэн хэмжээ нь 20%-30%-ийн хооронд тогтвортой байна.

4.2 Үйл ажиллагааны тогтвортой байдлын өгөгдөл

Аж үйлдвэрийн тоног төхөөрөмжийн хувьд эрчим хүчний хэмнэлт 'тогтвортой' эсэх нь адилхан чухал юм. Найдвартай байдлыг харуулсан үндсэн үзүүлэлтүүд энд байна.

• Чичиргээний хяналт:  Соронзон холхивчийн чичиргээний түвшин нь уламжлалт холхивчийн чичиргээний хэмжээнээс бага байна. Хэвийн үйл ажиллагааны үед чичиргээний хүчийг 0.5 мм/с дотор хянах боломжтой. Энэхүү систем нь өөрийгөө тэнцвэржүүлэх технологи, идэвхтэй чичиргээ багасгах загварыг ашигладаг тул биеийн чичиргээ маш бага байдаг.

• Ухаалаг хяналт:  Энэхүү төхөөрөмж нь агаарын урсгал, даралт, холхивчийн температур, ороомгийн температур, роторын тойрог зам зэрэг олон арван параметрүүдийг бодит цаг хугацаанд хянадаг ухаалаг хяналтын системээр тоноглогдсон. Энэ нь олон үйлдлийн горим (тогтмол урсгал, тогтмол хурд, тогтмол даралт) болон олон хяналтын аргуудыг (орон нутгийн, төвийн удирдлага, утасгүй) дэмждэг.

•  Хэт их хүчдэлээс урьдчилан сэргийлэх:  Соронзон холхивчийн үлээгч нь хэт их хүчдэлийг урьдчилан таамаглах, хүчдэлээс хамгаалах функцээр тоноглогдсон. Хэт бага оролтын даралт эсвэл хурдны огцом уналт зэрэг тогтворгүй нөхцөлд систем автоматаар тохируулж, төхөөрөмжийн аюулгүй байдлыг үр дүнтэй хамгаална. Аномали илэрсэн үед систем нь автоматаар сэрэмжлүүлж, хурд болон агаарын урсгалыг тохируулж, хүчдэлийн бүсэд орохоос сэргийлдэг.

• Цахилгааны доголдлоос хамгаалах:  Тоног төхөөрөмж нь туслах холхивч, өөрөө ажилладаг цахилгааны гэмтэлийн нөөц системээр тоноглогдсон. Гэнэтийн цахилгаан тасалдсан тохиолдолд роторыг түдгэлзүүлсэн хэвээр байлгаж, хурдны бууралтаас болж холхивчийг гэмтээхээс сэргийлнэ.

V. Ирээдүйн төлөв

Соронзон холхивч / өндөр хурдны моторын роторын технологийн дэвшил нь төвөөс зугтах үлээгчийг 'механик дамжуулалтын эрин'-ээс 'цахилгаан соронзон шууд хөтлөгч эрин' рүү шилжүүлсэн. Салбарын мэдээллээр дэлхийн үйлдвэрлэлийн соронзон холхивч үлээгчийн зах зээлийн орлого ойролцоогоор байжээ 

2032 он гэхэд 1.292 тэрбум болж, жилийн нийлмэл өсөлтийн хурд (CAGR) ойролцоогоор 16.2% байна. Хятадын зах зээл ч өндөр өсөлттэй байгаа. Соронзон холхивчтой төвөөс зугтах үлээгч нь эрчим хүч их хэрэглэдэг хэд хэдэн салбарт өргөн цар хүрээтэй хэрэглээнд нэвтэрч, 'Үндэсний үйлдвэр, мэдээллийн технологийн талбарт эрчим хүч хэмнэх, нүүрстөрөгчийг бууруулах технологи, тоног төхөөрөмжийн зөвлөмжийн каталог (2025 оны хэвлэл)'-д орсон.

CRRC Yongji Electric зэрэг дотоодын аж ахуйн нэгжүүд өндөр хурдны соронзон холхивчийн роторын дизайн, карбон файбер ханцуйны хэрэглээ, идэвхтэй соронзон холхивчийн интеграцчилал зэрэг гол технологид нээлт хийсэн. Тэдний бүтээгдэхүүн нь 22,000 эрг / мин хүртэл хурдтай, моторын үр ашиг 96% -иас дээш байдаг. Yisheng Technology, Tianrui Heavy Industry, Nanjing CIGU Technology зэрэг компаниуд мөн өөрсдийн салбарт соронзон холхивчийн үлээгчийг инженерийн суурилуулалтыг тасралтгүй сурталчилж байна.

'Хос нүүрстөрөгч' стратеги ахих тусам соронзон холхивч / өндөр хурдны моторын технологи нь бохир ус цэвэршүүлэх, химийн бодис, цементийн уламжлалт бэхэлгээнээс утааны хийг хүхэргүйжүүлэх, биологийн исгэх, эрдэс хөвүүлэн баяжуулах зэрэг өргөн хүрээний үйлдвэрлэлийн хувилбарууд болон өргөжин тэлж, үйлдвэрлэлийн эрчим хүч хэмнэх, нүүрстөрөгчийг бууруулах чухал хүч болох төлөвтэй байна.

Дүгнэлт

Соронзон холхивч / өндөр хурдны моторын роторыг төвөөс зугтах үлээгч төхөөрөмжид ашиглах нь үнэ цэнийг хэд хэдэн хэмжсэн мэдээллээр нотолсон - 20% -38% эрчим хүч хэмнэж, засвар үйлчилгээний зардлыг 80% бууруулж, 20 хүртэлх жилийн дизайн хийх хугацаа, 80 дБ-ээс доош дуу чимээний түвшин. Эдгээр тоонуудын цаана 'тэг үрэлт, тэг тос, тэг элэгдэл' техникийн үзэл баримтлал амжилттай хэрэгжиж байгаа юм.

Тоног төхөөрөмжөө шинэчлэх, эрчим хүч хэмнэх шинэчлэлт хийхийг эрэлхийлж буй аж үйлдвэрийн аж ахуйн нэгжүүдийн хувьд соронзон холхивчтой төвөөс зугтах үлээгч нь зөвхөн эрчим хүчний хэмнэлттэй машин биш юм; Энэ нь амьдралын мөчлөгийн нийт ашиглалтын зардлыг бууруулдаг системийн шийдэл юм. Эрчим хүчний өртөг нэмэгдэж байгаа өнөөгийн эрин үед түүнийг нөхөх хугацаа улам бүр богиносч байгаа нь Нинбо Ванхуа төслийн 3.4 жилээс Нинбо Мицубиши Химийн төслийн 1.9 жил болж байна. Бодит тохиолдлуудад үндэслэн эдийн засгийг тооцоолох нь зүйтэй.