Сгъстеният въздух е една от основните работни среди в промишлеността. Той захранва машини, производствени линии и пневматични инструменти, поради което разходите за неговото производство са от значение за цялото предприятие. Все по-често се използват винтови компресори с PM двигател, особено в инсталации с променлива потребност от въздух.
Сгъстеният въздух е една от основните работни среди в промишлеността. Той захранва машини, производствени линии и пневматични инструменти, поради което разходите за неговото производство са от значение за цялото предприятие. Все по-често се използват винтови компресори с PM двигател, особено в инсталации с променлива потребност от въздух.
PM двигателят може да спомогне за намаляване на енергопотреблението, но сам по себе си не е гаранция за икономии. Резултатът зависи също така от използвания винтов етап, инверторното регулиране, действителния профил на въздухопотреблението, работното налягане, херметичността на инсталацията и правилния избор на устройството.
Какво е PM двигател?
PM е съкращение от Permanent Magnet, т.е. постоянен магнит. В PM двигателя магнитното поле на ротора се генерира от постоянни магнити, а не от индуцирани токове в клетката на ротора, както при типичния асинхронен двигател. Намаляването на загубите в ротора може да подобри ефективността на цялата задвижваща система.
В винтовите компресори PM двигателите обикновено са съчетани с електронна система за управление. Тази конфигурация позволява прецизно регулиране на скоростта и въртящия момент на задвижването, което е от значение особено при работа извън точката на пълно натоварване.
Не всеки PM двигател има еднаква конструкция или еднакви параметри. При сравняване на устройствата е добре да се анализират данните за целия компресор, а не само типа на двигателя, посочен в каталога.
Как работи PM двигателят във винтовия компресор?
В винтовия компресор двигателят задвижва винтовия етап. Два ротора се въртят един спрямо друг, а всмуканият въздух постепенно се затваря в работни пространства с все по-малък обем. В резултат на това налягането му се повишава, а сгъстеният въздух се подава по-нататък към инсталацията, резервоара, изсушителя или системата за обработка.
Двигателят с постоянни магнити (PM) осигурява въртящия момент за винтовия етап. В зависимост от конструкцията на компресора задвижването може да бъде свързано с винтовия етап директно или чрез редуктор. Ако производителят използва директен задвижващ механизъм, част от механичните загуби, свързани с допълнителната трансмисия, могат да бъдат ограничени, но това не е характеристика на всеки компресор с PM двигател.
На практика за потребителя са важни три параметъра: количеството въздух, доставяно при изискваното налягане, консумираната мощност и способността на устройството да работи стабилно при променящо се потребление.
Откъде идва потенциалът за енергоспестяване?
PM двигателят може да се характеризира с висока ефективност в широк диапазон от работни условия. Това означава, че по-голямата част от електрическата енергия може да бъде използвана за задвижване на компресора, а по-малка част се губи под формата на топлина в самия двигател.
Най-голямо значение обаче има начинът на работа на цялата инсталация. В много предприятия потреблението на сгъстен въздух варира през деня: различно е при пускането на производствената линия, различно е по време на паузите и отново различно е при работата на отделни инструменти. Компресор, който може да намалява скоростта си, вместо да работи дълго време в режим на празен ход или при ограничена мощност, може по-добре да съобрази производството на въздух с текущото потребление.
Потенциалните предимства на PM задвижването и регулирането на скоростта включват:
- намаляване на енергийните загуби в задвижването;
- по-добро използване на енергията при частично натоварване;
- по-малък риск от продължителна непродуктивна работа, когато потреблението спада;
- по-стабилно поддържане на зададеното налягане;
- по-лесно приспособяване на производителността към променящия се профил на потреблението.
Икономиите не трябва да се оценяват въз основа на един-единствен параметър или рекламиран процент. Те изискват сравнение на енергопотреблението на цялата система при реални работни условия.
PM двигател и инвертор – кога тази комбинация има смисъл?
Честотният преобразувател, наричан още инвертор, регулира скоростта на въртене на двигателя. При винтовия компресор това позволява промяна на производителността на компресора в зависимост от текущия въздушен дебит.
Комбинацията от PM двигател и инвертор може да бъде особено изгодна, когато:
- потребността от сгъстен въздух се променя значително по време на работната смяна;
- инсталацията има периодични пикове в потреблението, но не изисква постоянно пълна производителност;
- е важно да се поддържа възможно най-стабилно налягане;
- фирмата иска да ограничи продължителната работа на компресора при малко натоварване;
- системата е проверена за течове, загуби на налягане и правилен размер на тръбите.
Не всяка инсталация се нуждае от един компресор с променлива скорост. В по-големите компресорни помещения често ефективно решение е комбинация от устройства: един компресор с регулируема скорост покрива променливата част от потреблението, а агрегатите с постоянна скорост обслужват стабилната част от натоварването. Изборът на такава система трябва да се основава на измерванията на потреблението на въздух.
PM двигател и традиционен асинхронен двигател
| Критерий | PM двигател | Индукционен двигател |
|---|---|---|
| Генериране на роторното поле | Постоянни магнити | Електромагнитна индукция в ротора |
| Загуби в ротора | Могат да бъдат по-ниски | Налице са загуби, свързани с токовете в ротора |
| Работа с променлива скорост | Често се използва със специално предназначено управление | Възможна е с инвертор, в зависимост от двигателя и приложението |
| Ефективност при частично натоварване | Може да бъде изгодно при подходящо подбрана система | Зависи от конструкцията на двигателя и системата за управление |
| Най-важното при покупката | Ефективност на целия компресор и съответствие с профила на потреблението | Ефективност на целия компресор и съответствие с профила на потреблението |
Индукционният двигател продължава да бъде доказано решение в много промишлени компресори. Изборът между него и PM трябва да се основава на анализ на цялото устройство и преди всичко на това как всъщност работи инсталацията за сгъстен въздух.
Как да изберем винтов компресор с PM двигател?
Изборът трябва да започне с определяне на нуждите на инсталацията, а не само от мощността на двигателя. Целесъобразно е да се съберат данни за действителното потребление на въздух, необходимото налягане, броя на потребителите, времето на работа и качеството на въздуха, изисквано от процеса.
1. Измерете или оценете потребността от въздух
Вземете предвид дебита на всички потребители, техния коефициент на едновременност и колебанията в потреблението през деня. При по-големи инсталации най-надеждна картина се получава чрез измерване на дебита и налягането през представителен период на работа.
2. Сравнявайте ефективната производителност при изискваното налягане
Не сравнявайте устройствата единствено въз основа на работния обем или мощността на двигателя. Проверете производителността, осигурявана при конкретно работно налягане, както и консумираната мощност в съответните работни точки.
3. Оценете профила на натоварването
Ако инсталацията работи почти постоянно на едно и също ниво, компресорът с постоянни обороти може да е подходящият избор. Ако потреблението на мощност се променя значително, задвижването с инвертор (PM) може да използва енергията по-ефективно – при условие, че е правилно подбрано.
4. Проверете инсталацията, а не само компресора
Течове, прекалено високо зададено налягане, запушени филтри, неподходящи диаметри на тръбите и липса на обработка на въздуха могат да увеличат разходите, независимо от типа на двигателя. Дори най-добрият компресор няма да компенсира проблемите в инсталацията.
5. Вземете предвид сервизното обслужване и условията на работа
Проверете графика за обслужване, наличността на консумативи, изискванията за вентилация на компресорното помещение, нивото на шума, посочено от производителя, както и възможностите за мониторинг на работата на устройството.
Цена на покупка и обща стойност на експлоатацията
Винтовият компресор с PM двигател и инверторно регулиране може да има по-висока покупна цена от по-опростен модел. При вземането на решение е добре да се сравни общата стойност на експлоатацията, която включва електроенергия, сервизно обслужване, консумативи, престои, качеството на сгъстения въздух и прогнозираното време на работа.
Икономическата ефективност зависи от броя на работните часове, цената на електроенергията, колебанията в потреблението, както и от това дали устройството е подбрано правилно. Възвръщаемостта на инвестицията трябва да се изчисли за конкретната инсталация, въз основа на измервания и предположения, които могат да бъдат проверени.
Често задавани въпроси (FAQ)
Какво означава PM в двигателя на компресора?
PM означава Permanent Magnet, т.е. постоянен магнит. В PM двигателя роторът използва постоянни магнити за създаване на магнитно поле.
Винаги ли винтовият компресор с PM двигател консумира по-малко енергия?
Не винаги. Той може да бъде много ефективен, особено в комбинация с инвертор и при променлив въздушен дебит, но реалното потребление зависи от целия компресор и инсталацията.
Подходящ ли е PM двигателят за непрекъсната работа?
Това зависи от конструкцията на конкретния компресор, неговия работен цикъл и експлоатационните условия. Трябва да се спазват техническите данни и препоръките на производителя.
Винтовият компресор по-добър ли е от буталния?
Няма единен отговор за всички приложения. Буталните компресори често се справят добре при периодична работа, докато винтовите компресори се използват широко там, където е необходимо стабилно захранване и по-дълго време на работа.
Как да изберем мощността на двигателя на компресора?
Мощността е резултат от необходимия дебит, налягането, технологията на компресиране и ефективността на устройството. Първо определете нуждите на инсталацията от сгъстен въздух, а след това сравнете цялостните решения при изискваната работна точка.
Обобщение
PM двигателят в винтовия компресор използва постоянни магнити и може да намали загубите в задвижването. Най-голям потенциал за икономии обаче се постига, когато целият компресор е правилно подбран, а регулирането на скоростта съответства на реалния профил на потреблението на сгъстен въздух.
Преди покупката е добре да се оценят ефективната производителност, консумираната мощност, работните условия, херметичността на инсталацията и изискванията за качеството на въздуха. Само такъв подход позволява да се сравнят реалните експлоатационни разходи и да се избере подходящото решение за предприятието.
