المستخلص: تحليل المشاكل الموجودة في هيكل محرك مروحة برج التبريد الأصلي، وتقديم مزايا محرك الدفع المباشر بالمغناطيس الدائم، وتحليل اختياره والتحكم فيه. يتم تحويل نظام محرك مروحة برج التبريد إلى نظام محرك مباشر بمحرك مغناطيسي دائم، مما يحل مشكلة مشاكل المعدات مثل تسرب الزيت والاهتزازات الكبيرة، وقد تم تقليل الصيانة، وتحسين كفاءة تشغيل المعدات، وتأثير توفير الطاقة بديهي. يمكن لوحدة واحدة توفير حوالي 98,000 كيلووات ساعة من الكهرباء سنويًا، ويكون تأثير الاستخدام جيدًا.

يستخدم نظام تبريد المياه المتداول لتوليد الطاقة الحرارية المهدرة مروحتين لبرج التبريد بقدرة 75 كيلووات لتبريد المياه المتداولة. يعتمد جزء نقل مروحة التبريد هيكل محرك المعدات التقليدية للمحرك + عمود النقل + المخفض. يتم توصيل المحرك وعمود إدخال المخفض بعمود نقل فولاذي.

1. مشاكل في هياكل القيادة التقليدية

(1) تم تركيب مخفض مروحة التبريد داخل برج التبريد. يبلغ طول عمود النقل 4 أمتار. بسبب البيئة شديدة الرطوبة، يتآكل عمود النقل بشدة. يفقد عمود النقل توازنه الديناميكي بسبب التساقط غير المتساوي لطبقة الصدأ، مما يسبب اهتزازًا خطيرًا للمعدات وعمود النقل. ويلزم إزالة الصدأ بشكل منتظم وتحقيق التوازن الديناميكي، وهو أمر مكلف.

(2) مع زيادة وقت تشغيل مخفض مروحة التبريد، يتآكل ختم زيت عمود الإدخال بشكل خطير، مما يتسبب في تسرب الزيت، مما يتطلب تجديد الزيت بشكل منتظم، وتلويث البيئة.

(3) يحتوي المخفض على هيكل مدمج، ويولد الكثير من الحرارة، وله قدرة ضعيفة على تبديد الحرارة، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة المخفض، وقصر عمر أختام الزيت ومواد التشحيم، والحاجة إلى الصيانة المتكررة.

2. هيكل ومزايا محرك المغناطيس الدائم المباشر

(أراضي البوديساتفا) محرك الدفع المباشر ذو المغناطيس الدائم يعتمد تكنولوجيا التحكم في ناقلات التردد المتغير، وتقنية الدفع المباشر ذات السرعة المنخفضة وعزم الدوران العالي، وتكنولوجيا التحكم الذكي. إنه ذو هيكل مبسط ويتميز بخصائص الكفاءة العالية والاستهلاك المنخفض، والسرعة المنخفضة وعزم الدوران العالي، والموثوقية العالية وعدم الحاجة إلى الصيانة، والصلابة العالية والاستجابة السريعة، ولا حاجة للتشحيم. تعمل السرعة المنخفضة والتشغيل السلس والاهتزاز الصغير على تقليل عبء عمل الصيانة والإصلاح اليومي بشكل كبير، مما يوفر تكاليف القوى العاملة والمواد. مناسبة للاستخدام في سيناريوهات مروحة التبريد.

المزايا الرئيسية:

(1) يقوم محرك الدفع المباشر بالمغناطيس الدائم بتشغيل الحمل مباشرة، مما يلغي الحاجة إلى المخفض. إنه ذو هيكل بسيط وموثوق ولا يحتاج إلى صيانة بشكل أساسي.

(2) تتم إزالة المخفض وعمود النقل، وتكون كفاءة نقل النظام 0.93. عند التشغيل تحت التردد المقدر، فإنه يتميز بخصائص عزم دوران ثابتة، والتي تلبي متطلبات بدء التشغيل ذات الحمل الثقيل للمعدات وتجعل تشغيل المعدات أكثر توفيرًا للطاقة.

(3) تشغل المعدات مساحة صغيرة ولا تستهلك زيت التشحيم وقطع غيار المخفض.

(4) يمكن للتحكم في محول التردد تحقيق بداية سلسة، مما يقلل من التأثير على معدات التحميل ويطيل عمر الخدمة.

(5) في ظل ظروف الحمل المنخفض، يمكن تقليل تردد التشغيل بشكل مناسب لتحقيق تأثيرات أفضل في توفير الطاقة.

3. اختيار محرك الدفع المباشر ذو المغناطيس الدائم

3.1 عامل قوة عملية التحميل ومقارنة الكفاءة

قبل التحويل كانت قوة مروحة برج التبريد 75 كيلو وات، والتيار المقنن 160 أمبير، والحد الأقصى لتيار التشغيل حوالي 76 أمبير، ومعدل التحميل حوالي 56٪. يظهر الشكل 1 مقارنة كفاءة وعامل الطاقة للمحركات غير المتزامنة والمحركات ذات المغناطيس الدائم تحت أحمال تشغيل مختلفة.

يتمتع محرك الدفع المباشر بالمغناطيس الدائم بنفس سرعة المكره مثل مروحة برج التبريد، n0=n=155 r/min (n هي سرعة المروحة)، وقدرة العمود المطلوبة P=1.732UIcosφη1η2η3=1.732×0.38×76×0.855× 0.86× 0.95×0.96≈33.5 (كيلوواط)، عزم الدوران المطلوب T=9P/n550=0×9÷550= 33.5 (نيوتن·م).

يظهر النموذج الفعلي بعد التعديل في الشكل 2.

3.2 عيوب المحركات ذات المغناطيس الدائم

المحركات المتزامنة ذات المغناطيس الدائم بشكل عام، اختر مواد المغناطيس الدائم الأرضية النادرة (بورون حديد النيوديميوم) كمغناطيس دائم. في الوقت الحالي، تعد المواد الأرضية النادرة باهظة الثمن نسبيًا وتكلفة الاستثمار الأولي مرتفعة. عندما تكون درجة حرارة المحرك المتزامن ذو المغناطيس الدائم الأرضي النادر مرتفعة جدًا، فقد يخضع لإزالة مغناطيسية لا رجعة فيها تحت تأثير تفاعل عضو الإنتاج الناتج عن تيار التأثير، أو أثناء الاهتزاز الميكانيكي الشديد، مما يتسبب في تدهور أداء المحرك أو حتى يصبح غير قابل للاستخدام. لذلك، في بيئة الاستخدام، ينبغي الاهتمام بصياغة خطط وإجراءات تبريد المحرك لمنع الاهتزاز.

4. تحليل التأثير بعد التحول

بعد أن يستخدم محرك مروحة برج التبريد اثنين من محركات الدفع المباشر ذات المغناطيس الدائم بقدرة 55 كيلووات، في ظل نفس ظروف التشغيل، ينخفض ​​التيار في الساعة لمحرك مغناطيسي دائم واحد بحوالي 35 أمبير في الخريف والشتاء في المتوسط، والجهد المقاس أثناء التشغيل حوالي 340 فولت. خذ U= 340 فولت، cosφ=0.97، η=0.95، ثم الطاقة هي P=1.732UIcosφη=1.732×0.34×35×0.97×0.95=18.9 (كيلوواط)، ومن المتوقع توفير 18.9 كيلوواط ساعة في الساعة. يبلغ متوسط ​​انخفاض التيار في الساعة حوالي 28 أمبير في فصلي الربيع والصيف، ويبلغ الجهد الفعلي المُقاس أثناء التشغيل حوالي 370 فولت. بأخذ U=370 فولت، cosφ=0.97، η=0.95، تكون الطاقة: P=1.732UIcosφη=1.732 ×0.37×28×0.97×0.95=16.5 (كيلوواط)، ومن المتوقع توفير 16.5 كيلوواط ساعة في الساعة. وفقًا لمقارنة بيانات قياس عداد الطاقة قبل التحويل وبعده، يمكن لمحرك واحد توفير 17 كيلووات ساعة في الساعة في الخريف والشتاء، ويمكن لمحرك واحد توفير 15 كيلووات ساعة في الساعة في الربيع والصيف. تم حسابه على أساس معدل تشغيل سنوي يبلغ 70%، ويمكن لمحرك واحد توفير 17 كيلووات ساعة في الساعة في الخريف والشتاء. توفير الكهرباء حوالي 98,000 كيلووات ساعة.

5. اختتام

بعد تحويل نظام محرك مروحة برج التبريد إلى نظام محرك مباشر بمحرك مغناطيسي دائم، تم حل مشاكل تسرب الزيت والاهتزاز الكبير للمعدات، وتم تحسين كفاءة تشغيل المعدات، وكان تأثير توفير الطاقة واضحًا، مما أدى إلى توفير الطاقة حوالي 15 إلى 17 كيلووات ساعة في الساعة، ومعدل توفير الطاقة 40%، مع تقليل الصيانة وتحسين معدل تشغيل النظام وإطالة عمر خدمة المعدات.