Руководство по синхронным и высокомоментным двигателям для дробилок

Почему дробильному и измельчительному оборудованию нужны специальные двигатели

Синхронные двигатели для дробилок и двигатели-пульверизаторы с высоким крутящим моментом существуют для решения одной и той же основной проблемы: стандартные асинхронные двигатели борются с ударной нагрузкой, циклическими требованиями крутящего момента и условиями запуска, которые оборудование для дробления и измельчения создает в системе привода. Щековая дробилка или молотковая мельница не вытягивают постоянную, предсказуемую нагрузку — крутящий момент резко возрастает каждый раз, когда кусок камня, руды или материала застревает или ломается под действием дробления, и двигатель должен поглощать этот скачок, не останавливаясь и не отключаясь от сети.

Синхронные двигатели обычно используются для крупных дробилок непрерывного действия. — гираторные и конусные дробилки в горнодобывающей промышленности и агрегатных операциях — где их фиксированная синхронная скорость и способность корректировать коэффициент мощности обеспечивают реальный прирост эффективности в масштабе. Высокомоментные пульверизаторные двигатели, часто асинхронные с усиленной конструкцией ротора. , выбираются для мельниц и измельчителей, где пусковой момент и устойчивая перегрузочная способность при циклической нагрузке имеют большее значение, чем преимущества по коэффициенту мощности, которые обеспечивают синхронные двигатели.

Пусковой крутящий момент: характеристики, которые недооценивают

Дробилки и измельчители часто запускаются под нагрузкой — когда материал уже находится в дробильной камере, а не в пустом состоянии при запуске — что требует значительно более высокого пускового крутящего момента, чем обеспечивает двигатель общего назначения той же мощности.

Типичные диапазоны пусковых моментов в зависимости от конструкции двигателя и их пригодности для дробильного оборудования.

Указание только мощности в лошадиных силах без проверки пускового крутящего момента в соответствии с фактическими требованиями оборудования к запуску под нагрузкой является одной из наиболее распространенных и дорогостоящих ошибок при выборе двигателя в этой категории оборудования: двигатель с недооцененной мощностью может работать нормально при испытании с небольшой нагрузкой, но неоднократно останавливаться или отключаться, как только материал фактически проходит через дробилку.

Почему синхронные двигатели имеют смысл в больших масштабах

Синхронные двигатели работают с фиксированной скоростью, привязанной к частоте электропитания, а не от скорости асинхронного двигателя, зависящей от скольжения, и это дает два преимущества, которые наиболее важны для крупных установок непрерывного режима работы:

• Коррекция коэффициента мощности - перевозбужденный синхронный двигатель может подавать опережающую реактивную мощность в электросистему электростанции, компенсируя отстающий коэффициент мощности от других индукционных нагрузок и снижая штрафы за коэффициент мощности сети.
• Более высокий КПД при большой мощности — синхронные двигатели обычно имеют более высокий КПД, чем сопоставимые асинхронные двигатели при мощности примерно 1000 л.с., где обычно работают большие гираторные и конусные дробилки.

Ниже этого масштаба добавленная стоимость и сложность систем возбуждения синхронного двигателя и пускового оборудования часто перевешивают преимущества эффективности и коэффициента мощности, поэтому в небольших и средних дробильных и измельчительных установках чаще вместо этого используются индукционные конструкции с высоким крутящим моментом.

Конструкция ротора и подшипника обеспечивает устойчивость к ударным нагрузкам

Помимо номинального крутящего момента, механическая конструкция двигателя дробилки или пульверизатора отличается от конструкций общего назначения тем, что напрямую влияет на срок службы при повторяющихся ударных нагрузках:

1. Усиленные стержни ротора и концевые кольца предназначены для того, чтобы выдерживать термические и механические нагрузки при повторяющихся сильноточных запусках и скачках крутящего момента без растрескивания или ослабления с течением времени.
2. Подшипники для тяжелых условий эксплуатации, размер которых часто превышает номинальную мощность двигателя, предназначены для поглощения радиальной ударной нагрузки, передаваемой обратно через приводную муфту в результате дробящего действия.
3. Прочная конструкция вала и муфты учитывает крутильную ударную нагрузку, уникальную для дробильного оборудования, поскольку вал, рассчитанный только на установившийся крутящий момент, может устать и выйти из строя при повторяющихся ударных нагрузках задолго до своего номинального срока службы.

Двигатель, рассчитанный на правильную мощность и крутящий момент, но изготовленный в соответствии с общим промышленным стандартом, а не стандартом для дробилки/измельчителя, часто показывает преждевременный выход из строя подшипника или ротора, особенно потому, что механическая конструкция изначально не была спроектирована для ударных нагрузок.

Вопросы, которые необходимо подтвердить перед выбором двигателя

Несколько деталей применения определяют, подходит ли синхронный двигатель или асинхронный двигатель с высоким крутящим моментом, и ошибиться на этапе спецификации гораздо дороже, чем исправить их заранее:

• Каков фактический требуемый пусковой момент при нагрузке в зависимости от того, запускается ли оборудование пустым или под материальной нагрузкой?
• В какой диапазон мощности попадает установка, поскольку этот порог во многом определяет, оправдывают ли преимущества синхронного двигателя дополнительную сложность системы?
• Какой метод запуска доступен на объекте — полное напряжение, пониженное напряжение или устройство плавного пуска — поскольку это влияет как на выбор двигателя, так и на электрическую инфраструктуру, необходимую для его поддержки?

Проработка этих вопросов, имея на руках данные о рабочем цикле производителя оборудования, а не полагаясь на общий поиск мощности двигателя, является наиболее надежным способом избежать занижения спецификации двигателя для ударных нагрузок, которые фактически производит дробильное и измельчающее оборудование.