Разработка специальных электродвигателей PINNXUN для промышленного оборудования: опыт 17 проектов

Компания Shanghai Pinnxun Electric Motor Co., Ltd. (бренд PINNXUN) входит в концерн Elom Motor Group Co., Ltd. — крупного китайского производителя электродвигателей и взрывозащищённого оборудования.

В рамках многолетнего сотрудничества с PINNXUN мной был разработан ряд специальных электродвигателей для компрессорного, дробильного, насосного и конвейерного оборудования. Каждый из 17 проектов создавался по индивидуальному техническому заданию (ТЗ), которое разрабатывал я совместно с инженерами PINNXUN.

Ни один двигатель не был «типовым» из каталога. Под каждый проект мы пересчитывали параметры, согласовывали чертежи, уточняли условия эксплуатации (наличие взрывоопасной среды, способ охлаждения, диапазон регулирования частоты вращения, климатическое исполнение).

Все двигатели спроектированы для работы с преобразователями частоты (ПЧ), поэтому в конструкцию заложены токоизолированные подшипники (защита от токов ШИМ и снижение нагрева), усиленная изоляция обмоток (класс F/H) и, при необходимости, принудительное охлаждение (IC416, IC611, IC37) для стабильной работы на низких частотах (вплоть до 0 Гц).

Общая таблица проектов

Низковольтные двигатели (400-690 В)

Проекты №1, №7, №11, №12. Компактные решения для насосов, компрессоров и конвейеров. Двигатель Y2-400-2 710 кВт имеет высоту оси 400 мм — обычно такую мощность реализуют при высоте оси 450 мм. Это достигнуто за счёт применения высококачественных магнитных материалов и оптимизированной конструкции, что делает его сопоставимым с продукцией мировых лидеров.

Высоковольтные двигатели с принудительным охлаждением (IC416/IC611/IC37)

Проекты №2, №4, №5, №6, №8, №13, №14. Принудительное охлаждение позволяет двигателям работать на нулевой и сверхнизких частотах без перегрева — критично для частотно-регулируемого привода. В этих проектах применены токоизолированные подшипники, датчики температуры PT100 и нагреватели для работы в холодном климате.

Высоковольтные двигатели с естественным охлаждением (IC411)

Проекты №3, №9, №10, №15, №16. Решения для взрывоопасных зон (ExdIIBT4, ExdI) с ограниченным диапазоном регулирования (30-50 Гц). В проекте №10 (1250 кВт, 10000 В) применены подшипники скольжения, что обеспечивает низкий уровень шума и вибрации.

Синхронный двигатель тихоходный

Проект №17: TDMK800-36/2600 800 кВт, 6000 В, 166.7 об/мин. Синхронный двигатель с подшипниками скольжения, способ охлаждения IC01 (естественное). Масса — 14000 кг. Применяется для тихоходных механизмов (мельницы, дробилки, конвейеры).

Общие технические решения

Токоизолированные подшипники

При работе двигателя от преобразователя частоты на валу возникают высокочастотные токи, вызванные широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Эти токи проходят через подшипники, вызывая электроэрозию — точечные кратеры на дорожках качения и телах качения, что приводит к преждевременному выходу подшипников, повышенному шуму, вибрации и дополнительному нагреву подшипникового узла.

Токоизолированная обойма (керамическое покрытие или изоляционные втулки): разрывает электрическую цепь, предотвращает прохождение токов через подшипник, снижает нагрев подшипникового узла, увеличивает ресурс подшипников в 3-5 раз. Это обязательное решение для всех двигателей, работающих от ПЧ в продолжительном режиме (S1).

Принудительное охлаждение (работа от 0 Гц)

Для работы на нулевой и сверхнизких частотах собственный вентилятор на валу не создаёт достаточного воздушного потока. Без независимого вентилятора двигатель перегревается. Во всех проектах, где требуется работа от 0 Гц, применены способы охлаждения IC416, IC611 или IC37 — с отдельным вентилятором, работающим независимо от скорости вращения вала.

Усиленная изоляция и диапазон регулирования

Обмотки двигателей рассчитаны на перенапряжения, возникающие при работе от ПЧ. Класс изоляции F (155°C) или H (180°C) обеспечивает запас термической и электрической прочности. Для двигателей с принудительным охлаждением диапазон регулирования составляет 0-50 Гц; для двигателей IC411 — 30-50 Гц.

Датчики температуры и нагреватели

Во всех высоковольтных проектах установлены датчики температуры подшипников (2×PT100) и статора (6×PT100), а также нагреватели (220 В) для работы при отрицательных температурах (до -30...-40°C).