Tóm tắt: Phân tích các vấn đề tồn tại trong cấu trúc truyền động quạt tháp giải nhiệt ban đầu, giới thiệu những ưu điểm của động cơ truyền động trực tiếp nam châm vĩnh cửu, đồng thời phân tích lựa chọn và điều khiển nó. Hệ thống truyền động quạt của tháp giải nhiệt được chuyển thành hệ thống truyền động trực tiếp động cơ nam châm vĩnh cửu, giải quyết các vấn đề về thiết bị như rò rỉ dầu và rung động lớn, giảm bảo trì, cải thiện hiệu quả vận hành thiết bị và hiệu quả tiết kiệm điện được cải thiện. rõ ràng. Một tổ máy có thể tiết kiệm khoảng 98,000 kWh điện mỗi năm, hiệu quả sử dụng tốt.

Hệ thống làm mát nước tuần hoàn phát điện nhiệt thải sử dụng hai quạt tháp giải nhiệt 75 kW để làm mát nước tuần hoàn. Bộ phận truyền động của quạt làm mát áp dụng cấu trúc truyền động thiết bị truyền thống gồm động cơ + trục truyền động + hộp giảm tốc. Trục đầu vào của động cơ và hộp giảm tốc được nối với trục truyền động bằng thép.

1. Các vấn đề về cấu trúc truyền động truyền thống

(1) Bộ giảm tốc của quạt giải nhiệt được lắp đặt bên trong tháp giải nhiệt. Trục truyền dài 4 m. Do môi trường rất ẩm ướt nên trục truyền động bị ăn mòn nghiêm trọng. Trục truyền động mất cân bằng động do lớp rỉ sét bong ra không đều, gây rung động nghiêm trọng cho thiết bị và trục truyền động. Cần phải loại bỏ rỉ sét thường xuyên và cân bằng động, điều này rất tốn kém.

(2) Khi thời gian hoạt động của bộ giảm tốc quạt làm mát tăng lên, phớt dầu trục đầu vào bị mòn nghiêm trọng, gây rò rỉ dầu, cần bổ sung dầu thường xuyên và gây ô nhiễm môi trường.

(3) Bộ giảm tốc có cấu trúc nhỏ gọn, sinh nhiều nhiệt và khả năng tản nhiệt yếu dẫn đến nhiệt độ của bộ giảm tốc cao, tuổi thọ của phớt dầu và chất bôi trơn ngắn và cần phải bảo trì thường xuyên.

2. Cấu trúc và ưu điểm truyền động trực tiếp nam châm vĩnh cửu

Động cơ truyền động trực tiếp nam châm vĩnh cửu áp dụng công nghệ điều khiển vectơ tần số thay đổi, công nghệ truyền động trực tiếp mô-men xoắn tốc độ thấp và mô-men xoắn cao và công nghệ điều khiển thông minh. Nó có cấu trúc đơn giản hóa và có các đặc tính như hiệu suất cao và mức tiêu thụ thấp, tốc độ thấp và mô-men xoắn cao, độ tin cậy cao và không cần bảo trì, độ cứng cao và phản ứng nhanh và không cần bôi trơn. Tốc độ thấp, vận hành êm ái và độ rung nhỏ giúp giảm đáng kể khối lượng công việc bảo trì và sửa chữa hàng ngày, tiết kiệm nhân lực và chi phí vật chất. Thích hợp để sử dụng trong các tình huống quạt làm mát.

Chính lợi thế:

(1) Động cơ truyền động trực tiếp nam châm vĩnh cửu truyền động trực tiếp cho tải, loại bỏ sự cần thiết của bộ giảm tốc. Nó có cấu trúc đơn giản và đáng tin cậy và về cơ bản không cần bảo trì.

(2) Hộp giảm tốc và trục truyền động được loại bỏ, hiệu suất truyền động của hệ thống là 0.93. Khi hoạt động dưới tần số định mức, nó có đặc tính mô-men xoắn không đổi, đáp ứng yêu cầu khởi động tải nặng của thiết bị và giúp thiết bị vận hành tiết kiệm năng lượng hơn.

(3) Thiết bị chiếm không gian nhỏ và không tiêu tốn dầu bôi trơn và phụ tùng giảm tốc.

(4) Điều khiển bộ biến tần có thể đạt được khởi động mềm, giảm tác động lên thiết bị tải và kéo dài tuổi thọ sử dụng của thiết bị.

(5) Trong điều kiện tải thấp, tần số hoạt động có thể được giảm một cách thích hợp để đạt được hiệu quả tiết kiệm năng lượng tốt hơn.

3. Lựa chọn động cơ truyền động trực tiếp nam châm vĩnh cửu

3.1 So sánh hệ số công suất và hiệu suất vận hành tải

Trước khi chuyển đổi, công suất của quạt tháp giải nhiệt là 75 kW, dòng điện định mức là 160 A, dòng điện hoạt động tối đa khoảng 76 A và tốc độ tải khoảng 56%. Hình 1 so sánh hiệu suất và hệ số công suất của động cơ không đồng bộ và động cơ nam châm vĩnh cửu dưới các tải làm việc khác nhau.

Động cơ truyền động trực tiếp nam châm vĩnh cửu có cùng tốc độ cánh quạt với quạt tháp giải nhiệt, n0=n=155 vòng/phút (n là tốc độ quạt), công suất trục yêu cầu P=1.732UIcosφη1η2η3=1.732×0.38×76×0.855× 0.86× 0.95×0.96≈33.5 (kW), mô men xoắn yêu cầu T=9 550P/n0=9 550×33.5 `155= 2 064 (N·m).

Mô hình thực tế sau khi sửa đổi được thể hiện trên Hình 2.

3.2 Nhược điểm của động cơ nam châm vĩnh cửu

Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu thường chọn vật liệu nam châm vĩnh cửu đất hiếm (boron sắt neodymium) làm nam châm vĩnh cửu. Hiện nay, vật liệu đất hiếm tương đối đắt tiền và chi phí đầu tư ban đầu cao. Khi nhiệt độ của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu đất hiếm quá cao, nó có thể bị khử từ không thể đảo ngược dưới tác động của phản ứng phần ứng gây ra bởi dòng điện tác động hoặc trong quá trình rung cơ học nghiêm trọng, khiến hiệu suất của động cơ bị suy giảm hoặc thậm chí không thể sử dụng được. Vì vậy, trong môi trường sử dụng cần chú ý xây dựng kế hoạch làm mát động cơ và các biện pháp chống rung.

4. Phân tích hiệu quả sau khi chuyển đổi

Sau khi động cơ quạt tháp giải nhiệt sử dụng hai động cơ truyền động trực tiếp nam châm vĩnh cửu 55 kW, trong cùng điều kiện vận hành, dòng điện mỗi giờ của một động cơ nam châm vĩnh cửu giảm trung bình khoảng 35 A vào mùa thu và mùa đông và điện áp đo được trong quá trình vận hành là khoảng 340 V. Lấy U= 340 V, cosφ=0.97, η=0.95 thì công suất là P=1.732UIcosφη=1.732×0.34×35×0.97×0.95=18.9 (kW) và dự kiến ​​sẽ tiết kiệm được 18.9 kWh mỗi giờ. Dòng điện trung bình mỗi giờ giảm khoảng 28 A vào mùa xuân và mùa hè, điện áp thực tế đo được trong quá trình vận hành là khoảng 370 V. Lấy U=370 V, cosφ=0.97, η=0.95 thì công suất là: P=1.732UIcosφη=1.732 ×0.37×28×0.97× 0.95=16.5 (kW), dự kiến ​​sẽ tiết kiệm được 16.5 kWh mỗi giờ. Theo so sánh dữ liệu đo đồng hồ năng lượng trước và sau khi chuyển đổi, một động cơ có thể tiết kiệm 17 kWh mỗi giờ vào mùa thu đông và một động cơ có thể tiết kiệm 15 kWh mỗi giờ vào mùa xuân và mùa hè. Tính toán dựa trên tỷ lệ vận hành hàng năm là 70%, một động cơ có thể tiết kiệm 17 kWh mỗi giờ vào mùa thu đông. Tiết kiệm điện khoảng 98,000 kWh.

5. Phần kết luận

Sau khi hệ thống truyền động quạt của tháp giải nhiệt được chuyển thành hệ thống truyền động trực tiếp động cơ nam châm vĩnh cửu, các vấn đề rò rỉ dầu và độ rung lớn của thiết bị đã được giải quyết, hiệu suất vận hành của thiết bị được cải thiện và hiệu quả tiết kiệm điện là rõ ràng, tiết kiệm năng lượng. khoảng 15~17 kWh mỗi giờ và tỷ lệ tiết kiệm điện 40%, đồng thời giảm thiểu việc bảo trì, cải thiện tốc độ vận hành hệ thống và kéo dài tuổi thọ của thiết bị.