Объяснение механизмов переменного тока на постоянном магните

Объяснение механизмов переменного тока на постоянном магните

Эта статья написана в качестве некоторого практического руководства по синхронным механизмам переменного тока на постоянном магните (АСРМ), которым заменяют традиционные устройства переменного и постоянного тока в лифтостроительной отрасли. Основная часть статьи базируется на докладе представителей компании Kinetek, сделанном на Международной выставке лифтов и эскалаторов 2010 года, которая проходила 3-5 февраля в Мумбае.

Взгляд в прошлое

Если вспомнить времена около 1900 года, то тогда рабочими лошадками лифтостроительной отрасли были огромные механизмы постоянного тока. Механизмы постоянного тока выпускались как в редукторном, так и безредукторном варианте. Их недостаток -большие размеры и относительная сложность — отрицательно сказывался на управлении и обслуживании. Примерно в 1930 году началось широкое использование односкоростных механизмов переменного тока для небольших пассажирских лифтов. Эти механизмы отличались меньшими размерами, меньшей сложностью, долговечностью и удобством в обслуживании. Двигатель-генераторные агрегаты, появившиеся на рынке в районе 1940 года, обеспечивали грузоподъемность на уровне механизмов постоянного тока, не обладая их недостатками в части управления.

Двигатели подъемных механизмов постоянного тока получили второе дыхание с появлением кремниевых триодных тиристоров в 70-х годах прошлого столетия. Приводы на кремниевых триодных тиристорах обеспечили превосходное управление двигателями постоянного тока, не требуя генератора. Они даже позволили модернизировать двигатель-генераторные агрегаты путем простого удаления генератора из схемы. Однако приводы на кремниевых триодных тиристорах были подвержены влиянию шумов и с трудом приближались к чистой синусоиде. В 1990-х годах достигнут значительный прогресс в разработке инверторных приводов переменного тока, что позволило шире использовать двигатели и механизмы переменного тока за счет расширенного диапазона нагрузки и плавного управления на широком диапазоне скоростей. Однако тяжелые кабины и высокие скорости по-прежнему обеспечивали рынок для механизмов постоянного тока.

Механизмы переменного тока на постоянном магните (АСРМ) появились около 1995 года и до настоящего времени нередко считаются наилучшим выбором для большинства систем лифтов. Механизмы АСРМ меньше по весу и размерам, чем механизмы постоянного тока, обеспечивают плавное изменение мощности в широком диапазоне, чрезвычайно долговечны и удобны в обслуживании. Они примерно на 35% более эффективны с точки зрения потребления энергии по сравнению с асинхронными механизмами переменного тока.

Технология АСРМ

В механизмах АСРМ отсутствует редуктор (который необходим при использовании асинхронных двигателей переменного тока для поднятия больших нагрузок), соответственно, нет присущих ему вибраций, шума, малого КПД и утечек смазки. Безредукторные механизмы АСРМ позволяют перемещать более тяжелые грузы с более высокой скоростью — до 7 м/с при соотношении 1:1 и до 3,5 м/с при соотношении 2:1. Механизмы АСРМ обеспечивают более высокий пусковой крутящий момент без необходимости в редукторе. Совместимость

Приводы большинства крупных производителей могут работать с механизмами АСРМ. Более сложные приводы могут «изучить» характеристики механизма, чтобы установить критические параметры, не требуя ввода данных пользователем. Такой процесс изучения предназначен для того, чтобы гарантировать наилучшие рабочие характеристики привода/механизма. Один из примеров изделий с использованием этой технологии — новая интегрированная система управления Fusion™ компании Kinetek, которая объединяет в одном устройстве привод лифта и логические схемы управления. Это устройство обладает расширенной возможностью обучения и в отношении систем АСРМ, и в отношении асинхронных двигателей переменного тока.

Конструкция

Постоянные магниты, на которых основана технология АСРМ, являются редкоземельными магнитами из оксида железа, брома и оксидов таких металлов, как гематит и магнетит. Эти материалы измельчаются в тонкий порошок, полученный порошковый шликер формуется при очень высоком давлении, нагревается, спекается, шлифуется, полируется и, наконец, намагничивается. Магниты из этих материалов известны как «керамические» магниты и могут быть из феррита, неодима, ниобия в пластике и т.п.

Керамические постоянные магниты не электропроводны, экономически эффективны, их можно легко и быстро достать, и они могут создавать исключительно мощное постоянное магнитное поле. Эти магниты находят применение в двигателях постоянного тока, бесщеточных двигателях постоянного тока, синхронных двигателях, водяных насосах, громкоговорителях, муфтах, водяных счетчиках и традиционных магнитных сцеплениях.

Магниты, используемые в механизмах переменного тока на постоянном магните для лифтов

В безредукторных синхронных механизмах переменного тока, устанавливаемых в лифтах, используются керамические магниты из неодима. Эти магниты делают из комбинации неодима, железа и бора; появились они в конце 1970-х годов. В числе характеристик неодимовых магнитов — хорошая мощность относительно их размера, способность поднимать груз, превосходящий их собственную массу в 1 300 раз, и относительно высокие производственные издержки (которые компенсируются удобством использования и мощностью). Намагничивание неодимовых магнитов является постоянным и не ослабевает с течением времени.

История

Двигатели переменного тока на постоянном магните прошли эксплуатационные испытания в лифтостроительной отрасли. Впервые они появились в серии EcoSpaceTM компании KONE в 1992 году, затем их использовала в системах Gen2® компания Otis, а теперь в серии компании Kinetek, двигатели АСРМ зарекомендовали себя как исключительно долговечные, надежные и энергосберегающие устройства. Очень важно, что механизмы АСРМ обеспечивают высокое качество движения в широком диапазоне значений ускорения, контрактных скоростей и требований по нагрузке.

О компании Kinetek

Компания Kinetek — частная американская компания-производитель, в которой работают более 2 500 человек, в том числе свыше 300 дипломированных инженеров на 28 предприятиях в разных странах мира. В компании 13 проектных центров, она обеспечивает широкий ассортимент технологий и характеристик продукции. Компания Kinetek обслуживает мировые рынки, поставляя двигатели, механизмы в сборе, приводы, контроллеры, модульные комплекты плат контроллера, аварийные источники питания, обеспечивающие бесперебойное энергоснабжение, и многое другое.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
SQL - 67 | 1,932 сек. | 12.85 МБ