То тип насосов являются разнообразными, такими как химический насос, погружной насос, насос для очистки сточных вод, СПА-насос, насос с длинным валом, насос для защиты от коррозии...и т.д. В большинстве коммерческих насосов используется асинхронный двигатель типа IE3. Но все больше и больше насосов типа IE4 и Двигатели IE5 PMSM используются в этих насосах.
Отраслевые характеристики двигателя
|
Приложение |
Диапазон мощности |
Скорость вращения (ОБ/мин) |
Класс эффективности |
Особые требования |
|
Муниципальное водоснабжение |
15-500кВт |
1,200-3,600 |
IE4/IE5 |
Устойчивый к коррозии |
|
Циркуляция воздуха в системах кондиционирования |
5-150 кВт |
1,450-2,900 |
IE3 |
Низкий уровень шума ( |
|
Промышленный процесс |
30-1000кВт |
900-3,600 |
IE4 |
Взрывозащищенный |
|
Сточные воды |
7,5-300 кВт |
980-1,750 |
IE3/IE4 |
Устойчивая к засорению конструкция |
|
Нефть и газ |
50-2,500кВт |
1,500-3,600 |
API 541 |
Сертифицированная опасная зона |
A. Индукция с высокой эффективностью (IE3)
Лучше всего подходит для: Стандартных центробежных насосов
Преимущества: Более низкие первоначальные затраты, надежная конструкция.
Ограничения: эффективность на 3-5% ниже, чем у IE4
B. Синхронное сопротивление (IE4)
Лучше всего подходит для: Систем с переменным расходом
Преимущества: Отсутствие постоянных магнитов, КПД более 96%
Ограничения: Требуется ЧРП
C. Постоянный магнит (IE5)
Лучше всего подходит для: высокоэффективных применений
Преимущества: КПД более 97%, компактный размер
Ограничения: Более высокая стоимость, использование редкоземельных материалов
D. Погружные двигатели
Лучше всего подходит для применения в глубоких скважинах
Преимущества: Водяное охлаждение, компактность
Ограничения: Ограниченная ремонтопригодность
Конструкция вала: закаленная сталь 4140, динамическая балансировка
• Подшипниковые системы:
♦ С масляной смазкой мощностью >200 кВт
♦ Со смазкой для небольших агрегатов
• Пределы вибрации:
• Пусковой момент: 150-200% FLT
• Ток заблокированного ротора:
Класс изоляции: F (155°C) с подъемом в (130°C)
• Методы охлаждения:
♦ TEFC (IP55) для большинства применений
&диаметр; Охлаждение с водяной рубашкой мощностью >150 кВт
теплообменники типа "воздух-воздух" для грязных сред
• Контроль температуры: RTDs в обмотках
• Интеграция с VFD:
♦ Бесконтактное векторное управление (регулирование скорости на 0,5%)
♦ Алгоритмы, зависящие от насоса (PID, спящий режим)
• Защитные функции:
♦ Обнаружение потери фазы
♦ Контроль замыканий на землю
♦ Датчики температуры подшипников
• Стандартные параметры:
♦ Вибрация (скорость и ускорение)
&диаметры; Температура намотки
♦ Текущий анализ сигнатур
• Коммуникационные протоколы:
♦ Modbus RTU (стандартный)
♦ PROFINET (промышленный)
♦ BACnet (автоматизация зданий)
&рарр; Выбор двигателя: IE4 экономит 1,5-3% по сравнению с IE3
&рарр; Установка ЧРП: экономия энергии на 20-50%
&рарр; Коррекция коэффициента мощности: Поддерживать уровень >0,95 ПФ
&рарр; Соответствие системы: Двигатель подходящего размера для загрузки
Пример окупаемости:
75 кВт IE4 против IE3 по цене 0,12 доллара США за кВт-ч, 8000 часов в год:
Годовая экономия = 75 &умноженная на; (1/0.958 - 1/0.965) &умноженная на; 8000 &умноженная на; 0,12 = $2,734
|
Компонент |
Осмотр |
Замена |
|
Подшипники |
6 месяцев |
3-5 лет |
|
Обмотки |
Ежегодный |
10-15 лет |
|
Охлаждающий вентилятор |
6 месяцев |
5-7 лет |
|
Уплотнение вала |
Квартальный |
1-3 года |
&бык; Общие проблемы:
выход из строя подшипников (51% отказов)
проблемы с обмоткой статора (22%)
проблемы с ротором (15%)
&бык; Решения:
♦ Мониторинг состояния
&диаметр; Правильная смазка
♦ Защита от дисбаланса напряжения
(1). Определите гидравлические требования
Скорость потока (м³/ч)
Напор (м)
Свойства жидкости
(2). Рассчитайте мощность насоса
P(кВт) = (Q &умножить; H &умножить; SG) / (367 &умножить; η_насос)
(3). Выберите размер двигателя
Увеличьте запас прочности на 10-15%
Учитывайте потребности в пусковом моменте
(4). Выберите технологию
Исходя из требований к рабочему циклу и эффективности
(5). Укажите защиту
Защита окружающей среды (степень защиты IP)
Электрические (класс защиты)
Отраслевые инновации
⇒ Интегрированные моторно-насосные агрегаты: Соединение не требуется
Рабочие колеса, изготовленные с использованием присадок: Оптимизированная гидравлика
⇒ Прогнозируемое техническое обслуживание с использованием искусственного интеллекта: анализ вибрации
Высокотемпературные сверхпроводники: прототипы с эффективностью 99%
Первоначальная стоимость: 40-50%
Потребление энергии: 45-55%
Поддержка: 5-10%
Удаление: 1-2%
Сравнение затрат на жизненный цикл (10 лет, двигатель мощностью 100 кВт):
IE3: 220 000 долларов | IE4:195 000 долларов | IE5:185 000 долларов
Глобальные сертификационные требования
• IEC 60034-30: Классы эффективности
• API 541/547: Стандарты в области нефти и газа
• IEEE 841: Суровые условия эксплуатации
• Стандарты ATEX/IECEx: Опасные зоны
• NEMA MG-1: Северная Америка
Заключительная рекомендация:
Для большинства коммерческих применений, укажите двигатели IE4 PMSM встроенные ЧРП обеспечивают оптимальную эффективность и надежность. Реализуйте мониторинг состояния, чтобы максимально увеличить время безотказной работы и продлить срок службы двигателя.
Нужна помощь с выбором конкретного размера двигателя или конструкции системы? Предоставьте свою характеристику насоса и рабочие параметры для получения индивидуального решения.
