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Motori sincroni a magneti permanenti, chiamati PMSM, gestiscono settori come quello minerario, tessile e petrolifero con grande efficienza. Una buona manutenzione garantisce il buon funzionamento di questi motori, consente di risparmiare energia e ne prolunga la durata fino al 20%.
Un PMSM utilizza potenti magneti al NdFeB nel suo rotore, abbinati a uno statore e a un azionamento a frequenza variabile (VFD) per gestire la velocità. Questi motori, come ENNENGLa serie TYB di ENNENG offre un'efficienza superiore del 5-10% e un fattore di potenza di almeno 0.95 rispetto ai normali motori a induzione. Sono ideali per applicazioni come miniere d'oro, industrie tessili e compressori d'aria. Ad esempio, la serie TYPCX di ENNENG è progettata per specifiche esigenze industriali. Offre elevata precisione e risparmio energetico. Le dimensioni ridotte e l'ampio intervallo di velocità rendono i motori PMSM perfetti per applicazioni gravose.
Senza una manutenzione regolare, i PMSM possono presentare problemi come smagnetizzazione, surriscaldamento o rottura dell'isolamento. Questi problemi possono portare a costose sostituzioni. L'attenta produzione di ENNENG, basata su simulazioni CAD avanzate, riduce i difetti. Tuttavia, la manutenzione è comunque fondamentale. Il sovraccarico dovuto a una coppia eccessiva o a una bassa tensione può danneggiare i magneti e l'isolamento. Il test della forza controelettromotrice (CEM), come spiegato in seguito, aiuta a individuare precocemente la smagnetizzazione.
Mantenere un PMSM alla sua corrente nominale previene sovraccarichi e danni. Il sovraccarico si verifica spesso a causa di una coppia di carico eccessiva, bassa tensione o inceppamenti meccanici in utensili come nastri trasportatori o pompe. Per mantenere la corrente nominale, controllare l'apparecchiatura azionata. Assicurarsi che la coppia di carico corrisponda alla capacità del motore. Misurare la tensione di ingresso. Verificare che rimanga entro il 5% del valore nominale. Ispezionare giunti e ingranaggi per eventuali inceppamenti. Assicurarsi che siano allineati e flessibili. Se si rileva un inceppamento, arrestare immediatamente il motore. Risolvere il problema e riavviarlo.
Un PMSM necessita di correnti trifase bilanciate per funzionare in sicurezza. La corrente in una qualsiasi fase non deve differire dalla media delle altre due di oltre il 10%. Utilizzare una pinza amperometrica per misurare la corrente di ciascuna fase mentre il motore è in funzione. Calcolare la media delle correnti delle due fasi più vicine. Confrontare la terza per assicurarsi che rimanga entro il limite del 10%. Se lo squilibrio è eccessivo, verificare la presenza di cablaggi difettosi, problemi al convertitore di frequenza (VFD) o avvolgimenti del motore danneggiati.
Il surriscaldamento può danneggiare l'isolamento e i magneti di un PMSM. Pertanto, è importante controllare regolarmente la temperatura. Utilizzare un termometro a infrarossi per misurare la temperatura dei cuscinetti e dello statore ogni 100 ore di funzionamento. Mantenere i cuscinetti al di sotto di 80 °C e gli avvolgimenti dello statore al di sotto di 120 °C, come raccomandato dalla maggior parte dei produttori. Se le temperature diventano troppo elevate, controllare i cuscinetti per verificare la presenza di crepe, graffi o bassi livelli di olio. Per impieghi ad alta potenza, valutare il raffreddamento a liquido diretto, come l'afflusso d'olio, per controllare il calore.
Vibrazioni e rumori in un PMSM suggeriscono disallineamenti o parti allentate. Questi possono causare sovraccarico e bruciatura. Ogni mese, controllare e tastare bulloni di ancoraggio, coperchi terminali e premistoppa dei cuscinetti per verificare eventuali allentamenti. Utilizzare un analizzatore di vibrazioni per misurare i livelli. Puntare a valori inferiori a 2.8 mm/s, in base agli standard ISO 10816 per i piccoli motori. Ascoltare eventuali rumori stridenti o strani. Questi potrebbero indicare usura dei cuscinetti o squilibrio del rotore. Serrare le parti allentate. Sostituire i componenti rotti prima di riavviare.
Un'area pulita previene cortocircuiti e danni all'isolamento in un PMSM. Mantenere lo spazio entro 3 metri dalla presa d'aria del motore libero da polvere, acqua e detriti. Controllare l'ambiente circostante settimanalmente, soprattutto in luoghi polverosi come le miniere di carbone. Utilizzare filtri dell'aria o involucri per una maggiore protezione. Pulire l'alloggiamento del motore con un panno asciutto per rimuovere la polvere senza danneggiare l'isolamento. Controllare la resistenza di isolamento mensilmente con un megaohmetro. Puntare a oltre 1 MΩ a 500 V CC.
Sistemi di controllo come il Controllo a Orientamento di Campo (FOC) e il Controllo Diretto di Coppia (DTC) migliorano l'efficienza e le prestazioni attive di un PMSM. Verificare che il VFD corrisponda alle specifiche del motore, come nel caso dei PMSM con VFD integrato di ENNENG. Eseguire test di controllo ad anello aperto per verificare le connessioni hardware. Regolare i parametri del FOC, come i guadagni PI, per migliorare la coppia e l'efficienza. Consultare il team tecnico di ENNENG, se necessario. Per operazioni ad alta velocità, monitorare le prestazioni durante l'indebolimento di campo. Questo mantiene le temperature al sicuro.
La smagnetizzazione compromette le prestazioni di un PMSM. Un rilevamento tempestivo è fondamentale. Per verificarla, scollegare il motore dal carico, come avviene con una testa di macchina. Far funzionare il motore alla sua frequenza nominale utilizzando un VFD in condizioni di assenza di carico. Misurare la tensione di uscita, o forza controelettromotrice (FEM), con un multimetro. Confrontarla con il valore di targa del motore. Se la FEM è inferiore di oltre 50 V, il motore è smagnetizzato. Contattare ENNENG per soluzioni di sostituzione personalizzate. La loro serie TYB, nota per l'elevata efficienza, si basa su questi controlli per mantenere le prestazioni.
Prevenire la smagnetizzazione in un PMSM significa evitare sovraccarichi e temperature elevate. Monitorare regolarmente la coppia e la corrente di carico. Questo previene sovraccarichi prolungati. Garantire un adeguato raffreddamento per mantenere le temperature al di sotto di 150 °C, il limite critico per i magneti NdFeB. Utilizzare inverter con impostazioni di protezione da sovraccarico adatte alle specifiche del motore. Pianificare la manutenzione annuale per mantenere il motore in perfette condizioni.
I motori PMSM personalizzati di ENNENG, come le serie TYPCX e FTYP, semplificano la manutenzione e migliorano le prestazioni. Progettati per settori come quello tessile e dei compressori d'aria, questi motori soddisfano esigenze specifiche. Questo riduce le problematiche di manutenzione. La simulazione CAD avanzata e la lavorazione precisa riducono i difetti, semplificando la manutenzione.
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Un PMSM dura solitamente dai 10 ai 20 anni con la dovuta manutenzione. Fattori come le condizioni operative, il raffreddamento e la gestione del carico ne influenzano la durata. I PMSM di ENNENG, dotati di potenti magneti al NdFeB e design robusti, durano più a lungo se sottoposti a manutenzione regolare.
Esistono numerose strategie di controllo per gli azionamenti PMSM. Tra queste, il controllo a orientamento di campo (FOC), il controllo diretto del flusso (DFC) e il controllo diretto della coppia (DTC). Rispetto a FOC e DFC, il DTC offre una migliore risposta in coppia. È considerato un algoritmo di controllo più adatto per i PMSM.
Sia le tecniche di controllo scalare che quelle vettoriali sono fondamentali per il funzionamento efficace dei motori sincroni. Il controllo scalare è semplice ed economico. Tuttavia, il controllo vettoriale garantisce precisione e prestazioni attive.
