الکتروموتور ریپالسیونی

الکتروموتور ریپالسیونی یک طراحی خاص از یک موتور ناهمزمان تک فاز است که در آن را برای تنظیم سرعت و گشتاور برس ها می توان موقعیت تنظیم کرد. [1] در استاتور یک سیم پیچ تک فاز توزیع شده چیده شده است، آرمیچر مانند یک ماشین DC طراحی شده است . [2] مدار روتور در سراسر برس ها اتصال کوتاه دارد، و برس ها را می توان به صورت مکانیکی بین موقعیت های اتصال کوتاه و مدار باز چرخاند تا سرعت و گشتاور را تنظیم کند. [3] از موتورهای دافعه، در میان موارد دیگر، زمانی که به گشتاورهای راه اندازی بالا و بدون ضربه نیاز است، استفاده می شود. از آنها استفاده می شد به عنوان مثال ب در لوکوموتیوهای الکتریکی اولیه [4] مانند E 3301 فرانسوی . [5] با توجه به ساختار مکانیکی پیچیده برس های قابل تنظیم، آنها به طور فزاینده ای با ماشین های سه فاز ناهمزمان قوی و مقرون به صرفه جایگزین می شوند . [6]
موتور دافعه

فهرست مطالب

1 مبانی
2 مروری تاریخی
3 نوع موتور دافعه
4 Aufbau
5 حالت عمل
6 رفتار عملیاتی
6.1 موقعیت خنثی
6.2 موقعیت اتصال کوتاه
6.3 موقعیت عملیاتی
6.4 برمسونگ
6.5 ساختار داخلی (شماتیک)
7 مزایا و معایب
8 حوزه کاربردی
9 استاندارد و مقررات
10 ادبیات
11 اثبات فردی
12 پیوند وب

مبانی

نماد هنجار موتور دافعه

موتور دافعه به دلیل رفتار عملیاتی خود نام خود را گرفت. Repulsion از لاتین و از اصطلاح repulsus گرفته شده است که به معنای چیزی شبیه به عقب راندن است . [7] [8] برای سال‌های متمادی، موتورهای دافعه تنها موتورهای تک فاز AC بودند که به‌عنوان درایوهای با قدرت بالا استفاده می‌شدند . ب در لکوموتیوهای برقی مناسب بودند. [9] در اواخر قرن نوزدهم در مورد برق رسانی تعدادی از مشکلات غیرقابل حل راه آهن وجود داشت: [10] اگرچه سرعت موتورهای DC را می توان به خوبی کنترل کرد، ولتاژ DC نمی توانست به طور اقتصادی در فواصل طولانی منتقل شود. [11] موتورهای سه فاز قوی و قابل اعتماد بودند، اما سرعت آنها قابل تنظیم نبود. علاوه بر این، طراحی پانتوگراف ها بسیار دشوار و گران بود. موتورهای تک فاز AC هنوز بازده بسیار ضعیفی داشتند و همچنین مشکلاتی با اعوجاج میدان در قطب های اصلی وجود داشت. برای حل همه این مشکلات بسیار مناسب است. به نظر می رسید که موتور دافعه [9] با این حال، هزینه بالا یک نقطه ضعف بود که مانع از تعمیم این ماشین‌ها شد. [12] در قرن 20، موتورهای سری تک فاز از نظر فنی بهبود یافتند و موتور دافعه به ندرت در قطارهای الکتریکی نصب شد . موتور سری تک فاز به معنای واقعی کلمه جایگزین آن به عنوان موتور راه آهن شد . [9] در طول قرن 20، این نیز به طور متوالی با ماشین هایی با موتورهای سه فاز جایگزین شد. [13]

مروری تاریخی

موتور دافعه 10 قطبی Déri تاریخی لوکوموتیو الکتریکی Midi E 3301

در سال 1887، الیلو تامپسون پیش ساز موتور دافعه را اختراع کرد. [4] حدود پنج سال بعد، E. Arnold اولین موتور دافعه را در سال 1892 طراحی کرد، که، با این حال، نمی توانست به طور مداوم کار کند ( آتش برس بسیار قوی ). ساخت در سال 1894، Maschinenfabrik Oerlikon یک موتور دافعه با یک دستگاه اتصال کوتاه و یک دستگاه بلند کردن برس ترکیبی . سه سال بعد، موتور توسعه یافته توسط Maschinenfabrik Oerlikon توسط Wagner Elektro Mfg فروخته شد. شرکت با موفقیت زیادی در ایالات متحده تولید می شود . در سال بعد (1898)، میکسا دری از موتور دافعه معروف به “موتور واگنر” استفاده کرد و یک موتور القایی ساخت که به عنوان یک موتور دافعه شروع به کار کرد . وینی در سال 1904، مهندسان ، گابریل وینتر و فردریش آیشبرگ در برلین در شرکت AEG ، ترکیبی از یک موتور دافعه با یک موتور سری ، موتور Winter-Eichberg را توسعه دادند که در راه آهن دره Stubai استفاده می شد . سال بعد، Miksa Déri یک موتور دافعه با دو مجموعه برس ساخت Déri Motor ، و آن را به دنیای حرفه ای معرفی کرد. در سال 1913، راه آهن Rhaetian هشت لوکوموتیو ( RhB Ge 2/4 و Ge 4/6 301) مجهز به موتورهای دافعه را وارد کار کرد که دو مورد از آنها هنوز تا حد زیادی در شرایط اولیه خود هستند. [14]

انواع موتورهای دافعه

قبلاً تعداد زیادی از موتورهای جابجایی برای جریان متناوب تک فاز توسعه داده شده است. [4] از تعداد زیاد این پیشرفت ها ، دو نوع موتور دافعه خود را ثابت کرده و در عمل تثبیت شده اند. [15] موتورهای دافعه با یک مجموعه برس و موتورهای دافعه با مجموعه دوبل برس (موتور Déri) وجود دارد. [16] موتورهای Deri امکان تنظیم سرعت دقیق تری را دارند ، [17] همچنین بازده کمی بالاتر از موتورهای دافعه با مجموعه ای ساده از برس ها دارند. [3] [18] با این حال، هزینه های تعمیر و نگهداری برای موتور Deri به دلیل سایش بیشتر کلکتورها و افزایش سایش برس های کربنی تقریباً دو برابر بیشتر از موتور دافعه با مجموعه ای از برس های ساده است . موتورهای déri بزرگتر را می توان با یک مجموعه برس ساده به موتورهای دافعه تبدیل کرد، این معمولاً با موتورهای déri کوچکتر امکان پذیر نیست.

ساختار

موتور دافعه مانند هر موتور الکتریکی، از پایه ( استاتور ) و رانر ( روتور ) تشکیل شده است. از استاتور به عنوان آرمیچر اولیه و روتور به عنوان آرمیچر ثانویه نیز یاد می شود. استاتور موتور دافعه شبیه استاتور موتور القایی تک فاز است. [20] در هسته استاتور یک سیم پیچ تک فاز در شیارهای عمدتاً به طور مساوی توزیع شده وجود دارد. دو سوم شکاف ها توسط سیم پیچ کاری (U – V) اشغال شده است که به عنوان سیم پیچ اصلی نیز شناخته می شود. یک سوم باقیمانده شکاف ها یا آزاد می مانند یا فقط تا حدی زخم می شوند.

سیم پیچ روتور مانند سیم پیچ DC ساخته شده است. بنابراین روتور بسیار شبیه به آرمیچر DC است. سیم پیچ روتور به یک کموتاتور (کموتاتور) متصل است. کربنی که روی کموتاتور می‌مالند برس‌های متصل نیستند و به برق ، اتصال کوتاه دارند. این پل برس به گونه ای ساخته شده است که بتوان آن را جابجا کرد. بنابراین، برس های کربن را می توان با هم تنظیم کرد. از آنجایی که مدار آرمیچر مستقل است، جریان در سیم پیچ آرمیچر نمی تواند مستقیماً از بیرون تامین شود.

جریان کموتاسیون با موتورهای دافعه دشوارتر از موتورهای جریان مستقیم است. به همین دلیل، ولتاژ لاملا، یعنی ولتاژ بین دو لایه مجاور، کمتر انتخاب می شود. به همین دلیل تعداد لاملاها افزایش می یابد. این به نوبه خود منجر به بزرگ شدن کموتاتور می شود.

در مورد موتور دافعه با مجموعه ای ساده از برس ها، موتورهای دو قطبی و چهار قطبی وجود دارد. در موتور دافعه دو قطبی با مجموعه برس ساده، برس های روی پل برس قابل تنظیم 180 درجه جابجا می شوند. [3] همچنین می توان از آنها برای کنترل سرعت موتورهای کوچکتر استفاده کرد. [12] برای انجام این کار، از نظر تئوری می توان آنها را 90 درجه به سمت راست یا چپ منطقه خنثی جابجا کرد. در موتور دافعه چهار قطبی با یک مجموعه برس ساده، برس های روی پل برس قابل تنظیم 90 درجه جابجا می شوند و بنابراین از نظر تئوری می توان 45 درجه (راست/چپ) از موقعیت شروع ( منطقه خنثی) جابجا شد.

موتور مشتق دو قطبی

دریموتور چهار قطبی

در موتورهای بزرگتر، دستگاه تنظیم برس به سوئیچ متصل می شود که سیم پیچ کار را به برق متصل می کند. کلید به طور مکانیکی به پل برس متصل می شود به گونه ای که شبکه برق تنها زمانی روشن می شود که پل برس به موقعیتی رسیده باشد که در آن موتور بتواند گشتاور راه اندازی کافی ایجاد کند. از کلکتور در برابر آتش بیش از حد برس این برای محافظت ضروری است. به منظور از بین بردن آتش سوزی برس در حین کار، موتورهای بزرگتر دارای یک دستگاه بالابر برس با یک دستگاه اتصال کوتاه یکپارچه هستند . در اینجا، پس از راه اندازی موتور، برس ها بلند می شوند و سیم پیچ های روتور اتصال کوتاه می کنند. دیگر نمی توان در این موقعیت با این حال، سرعت را تغییر داد .

در مورد موتور Déri، دو مجموعه برس اتصال کوتاه روی کموتاتور وجود دارد که هر کدام از یک برس ثابت و یک برس متحرک تشکیل شده است. دو برس ثابت طوری چیده شده اند که رو به محور تحریک باشند. برس های متحرک را می توان به صورت جداگانه تنظیم کرد تا شرایط کاری مشابه ( تغییر جهت چرخش و تنظیم سرعت) مانند موتور دافعه با مجموعه ای ساده از برس ها به دست آید. با توجه به دو برس قابل تنظیم جداگانه، زاویه جابجایی نظری دو برابر بیشتر از یک موتور دافعه ساده است. این تنظیم سرعت دقیق تری می دهد.

روتور و استاتور در موتورهای دافعه به صورت گالوانیکی به یکدیگر متصل نیستند. [3]

چگونه کار می کند

اگر سیم پیچ شبکه به یک ولتاژ AC وصل شود، جریانی از سیم پیچ می گذرد و یک میدان مغناطیسی متناوب ایجاد می شود. این میدان متناوب استاتور به روتور نفوذ می کند و ولتاژی را در سیم پیچ های روتور القا می کند. [18] از طریق پل برس بسته می شود مدار و جریان روتور جریان می یابد . [22]

مقدار جریان روتور و موقعیت میدان روتور به موقعیت پل برس بستگی دارد. [23] در اصل ، کوپلینگ القایی ( کوپلینگ ترانسفورماتور ) بین استاتور و روتور در موتورهای دافعه مانند سایر موتورهای القایی کار می کند. [15] بنابراین، موتورهای دافعه ممکن است فقط به ولتاژ AC متصل شوند . [19]

رفتار عملیاتی

در موتور دافعه، سه تنظیمات مختلف برس از نظر عملکرد، وضعیت بیکار ، موقعیت اتصال کوتاه و وضعیت اجرا وجود دارد . [23]

موقعیت بیکار

بیکار

در اینجا پل برس اتصال کوتاه در منطقه خنثی است. [19] خط اتصال برس ها عمود بر محور میدان استاتور است. [18] اگرچه میدان مغناطیسی به سیم پیچ روتور نفوذ می کند، اما هیچ ولتاژی در حالت بیکار القا نمی شود و بنابراین جریان روتور جریان نمی یابد، زیرا اگر محور آن بر یک میدان مغناطیسی متناوب عمود باشد، هیچ ولتاژی در سیم پیچ القا نمی شود . [19] به این موقعیت بیکار، موقعیت شروع نیز می گویند. [18] فقط یک جریان بدون بار کوچک توسط سیم پیچ استاتور از شبکه اصلی کشیده می شود. [19] بنابراین در موقعیت دور آرام، موتور دافعه مانند موتور استارت تک فاز عمل می کند . [3] در موقعیت شروع موتور Deri، برس های متحرک مستقیماً در کنار برس های ثابت پل برس مربوطه قرار دارند (A در کنار A1 یا B در کنار B1). [18]

موقعیت اتصال کوتاه

اگر برس ها را از حالت بیکار خارج کنید، به ناحیه اتصال کوتاه (موقعیت اتصال کوتاه) می رسید. موقعیت اتصال کوتاه با موتور دو قطبی با مجموعه برس دوتایی با چرخش برس 180 درجه و با موتور چهار قطبی با مجموعه تک برس با چرخش برس 90 درجه انجام می شود. [19] سپس برس ها در جهت میدان استاتور قرار می گیرند.

در موقعیت کوتاه، موتور دافعه مانند یک ترانسفورماتور کوتاه عمل می کند . [3] بسیار زیادی در روتور جریان دارد اکنون جریان . نیروی ایجاد شده توسط میدان استاتور و میدان روتور در جهت شفت عمل می کند. [19] عملکرد موتور متوقف می شود و موتور با وجود جریان بالای روتور هیچ گشتاوری را ارائه نمی دهد، روتور ثابت می ماند. اگر روتور برای مدت طولانی تری در ناحیه اتصال کوتاه بماند، موتور به دلیل جریان های زیاد روتور آسیب می بیند. توقف مکانیکی از این اتفاق در حین کار جلوگیری می کند. علاوه بر این، برای جلوگیری از جریان های راه اندازی زیاد ، از راه اندازی موتور از موقعیت اتصال کوتاه خودداری می شود. [3]

موقعیت عملیاتی

موقعیت عملیاتی در چرخش جهت عقربه های ساعت

موقعیت عملکرد در چرخش خلاف جهت عقربه های ساعت

اگر برس ها از موقعیت اتصال کوتاه یا از موقعیت شروع به راست یا چپ در موقعیت عملیاتی چرخانده شوند، میدان روتور و میدان استاتور موقعیت های متفاوتی دارند. [19] ولتاژی در سیم پیچ های روتور القا می شود که معمولاً بین 10 تا 15 ولت است . حداکثر ولتاژ 60 ولت است. [3] جریان روتور از طریق پل برس در مدار روتور جریان می‌یابد و میدان مغناطیسی روتور ایجاد می‌کند. [18] از آنجایی که دو میدان تلاش می کنند جهت یکسانی را در نظر بگیرند، بسته به نحوه تنظیم برس ها، دونده به سمت راست یا چپ می چرخد. [19]

هنگامی که پل برس از موقعیت راه اندازی خارج می شود، جریان های روتور طبق قانون موتور جابجا می شوند. [23] جابجایی پل برس به چپ باعث می شود روتور به سمت راست بچرخد. [17] برای تغییر جهت چرخش به چپ، پل برس باید در جهت مخالف چرخانده شود. [23] محور مغناطیسی روتور در موتورهای دافعه متفاوت از محور مغناطیسی در موتورهای ناهمزمان رفتار می کند، در فضا ثابت می ماند. [18] محور مغناطیسی را فقط می توان با حرکت دادن برس ها تغییر داد. [3]

با چرخش روتور، دو طرف سیم پیچ سیم پیچ روتور، میدان مغناطیسی روتور را قطع می کند . [18] این برش خطوط میدان مغناطیسی استاتور ولتاژی در روتور ایجاد می کند که جریان روتور را خنثی می کند. [19] در نتیجه، هم جریان روتور و هم جریان استاتور کاهش می یابد. [18] با کاهش جریان، گشتاور کاهش می یابد. [22] هنگامی که موتور در حالت دور آرام است، با کاهش گشتاور، سرعت افزایش می یابد. [18] از سوی دیگر، سرعت روتور تحت بار کاهش می یابد. [22] بنابراین اندازه گشتاور و جهت آن به موقعیت برس ها بستگی دارد. [18] هنگامی که برس ها در موقعیت عملیاتی هستند، میدان روتور و میدان استاتور نسبت به یکدیگر در موقعیت مطلوبی قرار دارند. [3] علاوه بر این، هر دو زمینه بسیار قوی هستند. [18] بنابراین، موتور دافعه دارای گشتاور بیرون کشی زیادی در موقعیت عملیاتی است. [19]
ویژگی های عملیاتی با موقعیت برس ثابت

این رفتار عملیاتی به عنوان یک کاراکتر اتصال سری نامیده می شود ، این یک رفتار عملیاتی معمولی برای همه موتورهای کموتاتور تک فاز است. [3]

در موتورهای دافعه، ضریب قدرت به شدت به سرعت بستگی دارد. [15] در سرعت ساب سنکرون، ضریب توان بهتر خواهد بود. [23] با سرعت بیش از حد همزمان بدتر می شود. [18] ضریب توان توسط جریان های اتصال کوتاه که زمانی اتفاق می افتد که برس های کربنی سیم پیچ های روتور را پل می کنند، تغییر می کند. [15] از آنجایی که جرقه بیش از حد بین برس ها و کلکتور (جرقه زدن برس) در سرعت های بیش از حد سنکرون اتفاق می افتد، باید تا آنجا که ممکن است در حین کار از سرعت های بیش سنکرون بالاتر اجتناب شود. [18]

با موتور Déri فقط یک بریج برس معمولاً تنظیم می شود و پل براش دیگر در منطقه خنثی باقی می ماند. این مسیر دوگانه کلکتور منجر به تنظیم بسیار بهتر منحنی تحریک میدان به شکل سینوسی بهینه می شود . این امر باعث افزایش راندمان موتورهای Déri می شود. [3]
شیرین کاری

با موتور دافعه می توان با تنظیم مناسب برس ها به ترمز دلخواه دست یافت. [18] اگر موتور در هنگام کار در جهت مخالف رانده شود، به عنوان یک ترمز برای ماشین محرک عمل می کند. [15] بسته به سیم کشی، موتور یا به عنوان یک ترمز جریان معکوس یا به عنوان یک ترمز احیا کننده کار می کند . [18] ترمز احیا کننده نیز در سرعت های پایین امکان پذیر است. [15] در نتیجه، موتور به عنوان یک ژنراتور عمل می کند و انرژی را به شبکه تغذیه می کند . [1]
ساختار داخلی (شماتیک)

هنگامی که برس ها در یک زاویه قرار دارند، روتور موتور دافعه سعی می کند به موقعیتی که کمترین القای متقابل را دارد، یعنی وضعیت بیکار، برگردد. [18] پس از یک زاویه پیچش کافی، کموتاتور نقطه اتصال کوتاه را جابجا می کند، بنابراین روتور به طور مداوم می چرخد. [19]
سمت چپ: وضعیت بیکار
سمت راست: موقعیت عملیاتی
جوانب مثبت و منفی

مزایای

گشتاور سفت شدن بالا [2]
شروع صاف
کنترل سرعت ساده و معکوس جهت
تلاش کم سیم کشی [15]
قدرتمند
امکان کنترل سرعت با درجه بندی دقیق، به عنوان مثال B. در الکتروموتور ریپالسیونی Déri [17]

معایب

جریان راه اندازی 3 تا 4 برابر بیشتر از الکتروموتور ریپالسیونی سری تک فاز
افت شدید سرعت تحت بار [1]
تمایل در بیکاری به فرار دارد [2]
راندمان پایین [15]
قوی بار جریان راکتیو در شبکه
فرسودگی برس های کربن و کلکتور (محصول تعمیر و نگهداری)
آتش برس قوی [4]
در هنگام بارگذاری بیش از حد متوقف می شود [1]

حوزه های کاربردی

الکتروموتور ریپالسیونی را می توان در هر جایی که نیاز به یک استارت صاف اما قدرتمند است استفاده کرد. [24] استفاده در محدوده توان کوچک و متوسط ​​کاملا منطقی است. موتور دافعه از جمله در کارخانه‌های ریسندگی ، ماشین‌های چاپ ، ماشین‌های نساجی تولید ، سیستم‌های جرثقیل ، ماشین‌های آسیاب ، عسل‌گیرها و در فناوری اتوماسیون استفاده می‌شود . [3] موتور دافعه به دلیل رفتار عملیاتی خود برای عملکرد ماشین ابزار مناسب نیست . [2] حتی در بخش با عملکرد بالا، موتور به دلیل معایب آن، به ویژه نیازهای تعمیر و نگهداری بالا، نمی‌توانست خود را نشان دهد. [3]
استانداردها و مقررات

EN 60 034 قسمت 1 مقررات عمومی برای ماشین های الکتریکی دوار
EN 60 034 قسمت 8 تعیین‌های اتصال و جهت چرخش برای ماشین‌های الکتریکی
DIN IEC 34 قسمت 7 طرح های الکتریکی دوار ماشین های

سوئیچ دارای پایه نصب شده بیش از 13 گیگاوات از ماشین آهنربای دائمی کلاس مگاوات و بسته های مبدل قدرت است. مناطق تمرکز اصلی راه حل های باد، دریایی و صنعتی ویژه هستند.

از سال 2006، The Switch فروش خالص 39.8 میلیون یورو در سال 2015 را گزارش کرد . این شرکت حدود 200 نفر را استخدام می کند. دفتر مرکزی سوئیچ در هلسینکی فنلاند است. در جولای 2014 شرکت ژاپنی Yaskawa با The Switch ادغام و تصاحب شد و اکنون مالک انحصاری این شرکت شد. اکنون The Switch ، اکنون یک Yaskawa شرکت است. این استراتژی ادغام و اکتساب به The Switch یک پایه محکم برای ادامه پیشرفت جهان با قطارهای محرک الکتریکی می دهد. Yaskawa Electric Corporation ارائه‌دهنده پیشرو در جهان فناوری‌های اصلی متمرکز بر کنترل حرکت، اتوماسیون روباتیک و مهندسی سیستم است.

از زمانی که در سال 1915 تأسیس شد، یاسکاوا الکتریک کاربردهای الکتروموتور ریپالسیونی ، پیشرفت اتوماسیون صنعتی، ایجاد مکاترونیک و رباتیک پیشرفته را ارائه کرده است. یاسکاوا امروزه بیش از 10000 نفر را در سراسر جهان در بخش های اصلی خود استخدام می کند. این شرکت فروش خالص 3.3 میلیارد یورو را در سال 2015 گزارش کرد .

سوئیچ درایوهای دریایی را به دنیا می برد

Switch به تازگی محدوده محصولات نیروی دریایی Wartsila مبتنی بر نروژ را برای کاربردهای کلاس مگاوات خریداری کرده است، زیرا این واحد تجاری با استراتژی بلندمدت خود The Switch برای ارائه راه حل های انرژی زیست محیطی برای دریایی مطابقت دارد.

فنلاند، 1 نوامبر 2016 – The Switch، متخصص فناوری ترن های پیشرفته، روز دوشنبه، 31 اکتبر، قرارداد خرید محصولات درایوهای نیروی دریایی نروژ Wartsila را برای کاربردهای کلاس مگاوات بسته است . با حمایت Yaskawa، این اکتساب یک پلت فرم محکم برای عملیات برای تمرکز بر توسعه شایستگی های اصلی خود با هم فراهم می کند. هدف اصلی خرید The Switch استفاده از هم افزایی هایی است که این دو سازمان می توانند برای یکدیگر به ارمغان بیاورند، از جمله ارائه بسته های ماشینی و درایو قوی تر، محدوده محصول گسترده تر و دسترسی گسترده تر به بازار بین المللی. در این معامله، کارخانه تولید درایوهای برق و مرکز آزمایشی پیشرفته در استورد، نروژ، و همچنین یک مرکز تحقیق و توسعه در تروندهایم گنجانده شده است.

هدف سوییچ این است که یک بازیگر اصلی در کسب و کار Marine Drive باشد . سوئیچ در حال حاضر موقعیت خوبی در سطح جهانی در دریا دارد. و اکنون با این اکتساب، آنها محصولات بیشتری برای فروش به مشتریان خود خواهند داشت و دانش بیشتری برای استفاده از آنها در راه حل های پیشرفته برای حمل و نقل سبز، که روند روشن در صنعت است، خواهند داشت. از طریق Yaskawa، The Switch همچنین می تواند دسترسی مشتریان بیشتری را به این محصولات برتر اثبات شده در بازار جهانی فراهم کند.

هزارمین نقطه عطف درایو قدرت به دست آمد

Switch Marine Drives Norway AS با جشن مونتاژ درایو شماره سریال 1000 خود شروع به کار کرد و اکنون برای تجارت در جهان باز شده است.

اطلاعات بیشتر درباره The Switch Marine Drives Norway AS

واحد عملیاتی جدید برای سوئیچ دارای تجربه زیادی در ارائه درایوها برای کاربردهای دریایی و نفت و گاز است. این تجارت در ابتدا 15 سال پیش با تمرکز بر مهندسی تحقیق و توسعه آغاز شد و متعلق به Aker Elektro بود. در سال 2005 توسط Wartsila Norway AS خریداری شد. کسب و کار Drives در حال حاضر حدود 20 نفر را استخدام می کند که اکثریت آنها مهندسان تحقیق و توسعه و پروژه هستند. محدوده محصول درایوهای ولتاژ پایین 690 ولت از 500 کیلووات تا 5.5 مگاوات تک موتور و 10 مگاوات دو الکتروموتور ریپالسیونی و درایوهای ولتاژ بالا 6600 ولت از 5 مگاوات تا 24 مگاوات گسترش می یابد.

فناوری مغناطیس دائمی

ماشین‌های آهنربای دائمی سوئیچ (PM) و مبدل‌های فرکانس زمانی که صحبت از دستیابی به بالاترین بازده انرژی، کاهش هزینه عملیات و رعایت قوانین زیست‌محیطی آینده و مقررات ایمنی به میان می‌آید، بازی را تغییر می‌دهند.

دستگاه PM را می توان به عنوان ژنراتور یا الکتروموتور ریپالسیونی استفاده کرد.

چرا محلول آهنربای دائمی؟

وسیع ترین محدوده موجود

• مجموعه محصولات Switch از ماشین های سنکرون PM بدون جاروبک، گسترده ترین در بازار است. سوئیچ قطارهای درایو از 1 مگاوات تا 10 مگاوات را با سرعت کم، متوسط ​​و بالا ارائه می دهد. از ماشین ها می توان به عنوان ژنراتور یا الکتروموتور ریپالسیونی استفاده کرد.
• ماشین آلات سوئیچ PM مطابق با استانداردهای انجمن های طبقه بندی پیشرو در جهان است. آنها برای اطمینان از بالاترین قابلیت اطمینان شناورها و مطابقت با استانداردهای سختگیرانه بین المللی ایمنی و محیط زیست، آزمایش، تأیید و گواهی شده اند.

برتری های مبدل فرکانس الکتروموتور ریپالسیونی

برای بهترین بهره وری بهینه شده است

مبدل فرکانس سوئیچ مبتنی بر ترانزیستورهای دوقطبی گیت عایق (IGBT) با فناوری کنترل بردار پیشرفته است. برای کار با ماشین های PM برای بهترین بازده کلی سیستم بهینه شده است. مبدل های سوئیچ طراحی مدولار و سبکی را ارائه می دهند که امکان استفاده کارآمد از فضای داخل کشتی را فراهم می کند.

کنترل سرعت جلویی فعال

با فناوری درایو فرکانس فعال جلویی (AFE)، مبدل سوئیچ حالت‌های Power Take In (PTI) و Power Take Out (PTO) را فعال می‌کند، در حالی که به ژنراتور شفت اجازه می‌دهد با سرعت متغیر کار کند. این فناوری استفاده از دستگاه PM را قادر می سازد تا به عنوان الکتروموتور ریپالسیونی یا ژنراتور مطابق با نیاز برنامه کار کند.

خنک کننده مایع و مدیریت حرارتی

مبدل فرکانس سوئیچ با خنک کننده مایع و مدیریت حرارتی استثنایی طراحی شده است. این منجر به اندازه فشرده تر مبدل می شود که مکان یابی آن را در فضای محدود کشتی آسان می کند.

قابلیت اطمینان در سخت ترین شرایط

مبدل فرکانس دارای یک پنل مقاوم در کلاس IP54 است. این برای استفاده در محیط های خشن، مانند محیط های آزاد طراحی شده است. همچنین برای نصب و نگهداری به راحتی قابل دسترسی است.

ژنراتورهای شفت الکتروموتور ریپالسیونی

قطارهای درایو تغییر دهنده بازی برای تولید انرژی کارآمد

نسل بعدی قطارهای درایو مبتنی بر فناوری آهنربای دائمی (PM) از سوییچ، به خودی خود تغییردهنده بازی هستند، وقتی صحبت از رسیدن به بالاترین بازده انرژی و کاهش هزینه‌های عملیاتی می‌شود. علاوه بر این، آنها به رعایت قوانین زیست محیطی آینده کمک می کنند. راه حل هایی از این دست، کشتی ها را قادر می سازد تا در دریای رقابت شدید، شناور بمانند و سود ببرند.

ماشین های آهنربای دائم – نیروی ویژه ای برای ژنراتورهای شفت

ژنراتور شفت در 30 سال گذشته با موفقیت در کشتی ها استفاده شده است. مزیت اصلی افزودن ژنراتور شفت، تولید نیروی الکتریکی با موتورهای اصلی است که مصرف سوخت کمتری دارند و با روغن سوخت سنگین ارزان‌تر کار می‌کنند، در نتیجه استفاده از ژنراتورهای کمکی به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد. اما نکته منفی این است که ماشین‌های محرکه فقط با سرعت ثابت کار می‌کنند.

جایگزین دیگر کار بدون ژنراتور شفت بوده است. در این مورد، کشتی ها همچنان از عملکرد سرعت متغیر الکتروموتور ریپالسیونی اصلی بهره می برند در حالی که ژنراتورهای کمکی در کشتی برق تولید می کنند. نکته منفی این است که اپراتور کشتی حق بیمه را در هزینه سوخت بالاتر و همچنین هزینه های تعمیر و نگهداری ژنراتور کمکی پرداخت می کند.

اکنون کشتی‌های تجاری می‌توانند با استفاده از یک راه‌حل تغییردهنده بازی که کنترل پیشرفته را با ماشین سوئیچ PM و فناوری مبدل فرکانس ترکیب می‌کند، بهترین‌ها را از هر دو دنیا دریافت کنند. این به کشتی‌ها امکان می‌دهد برق را با کارایی بهتر برای کل شبکه کشتی تولید کنند، با خاموش نگه داشتن ژنراتورهای کمکی هزینه‌های کمتری را کاهش دهند – و به الکتروموتور ریپالسیونی اصلی اجازه می‌دهد با سرعت متغیر کار کنند و برق تولید کنند. در مجموع، صرفه جویی عملیاتی عمده را برای کشتی های دارای 4 زمانه، اما به ویژه موتورهای 2 زمانه، نشان می دهد.

نسل بعدی، قطارهای محرک الکتریکی که منجر به بهره‌وری انرژی استثنایی و هزینه‌های عملیاتی کمتر می‌شوند، از الکتروموتور ریپالسیونی PM و مبدل فرکانس به عنوان اجزای اصلی ساخته می‌شوند. کنترل کننده به عنوان مغز برای بهره وری انرژی عمل می کند و شبکه را بدون توجه به شرایط خارجی مانند امواج، سرعت و سایر عوامل تاثیرگذار پایدار نگه می دارد.

اگرچه فناوری PM یک تازه وارد در صنعت حمل و نقل است، اما با انعطاف پذیری طراحی بی نظیر خود به موفقیت بی سابقه ای در بسیاری از صنایع دیگر رسیده است. به لطف چگالی توان بالاتر، ماشین های PM می توانند فشرده تر، وزن سبک تر و اندازه کوچکتر باشند.

فناوری PM برای چگالی توان بی نظیر

فناوری PM در صنایع متعددی برای ارائه کارایی انرژی، چگالی توان بالا، انعطاف‌پذیری طراحی و قابلیت اطمینان عملیاتی ثابت شده است. اکنون همین مزایا برای کاربردهای دریایی متعدد در دسترس است.

بهره وری انرژی الکتروموتور ریپالسیونی

یک دستگاه PM عملکرد بازده بالایی را در کل محدوده عملیاتی ارائه می دهد و به طور قابل توجهی مصرف سوخت را کاهش می دهد. یک ماشین PM معمولاً 2-4٪ در بار کامل و 10٪ در بارهای جزئی در مقایسه با ماشین های القایی کارآمدتر است. این راندمان ناشی از عدم تلفات جریان در روتور، عدم وجود محرک و کاهش تلفات سیم پیچ است.

چگالی توان بالا

یک ماشین PM سنکرون حاوی آهنرباهای نئودیمیم-آهن-بور (NdFeB) است، موادی با چگالی شار بسیار بالا، که آنها را برای ژنراتورهای سرعت متغیر در کل محدوده سرعت ایده آل می کند. میدان مغناطیسی با تلفات روتور تقریباً صفر ایجاد می شود.

انعطاف پذیری طراحی الکتروموتور ریپالسیونی

به لطف بهبود چگالی بالا، اندازه و وزن دستگاه PM را می توان به میزان قابل توجهی کاهش داد. این منجر به انعطاف پذیری بیشتر با فضای محدود موجود در پیکربندی کشتی می شود.

قابلیت اطمینان عملیاتی

ماشین آلات PM قابلیت اطمینان و دوام بالای خود را در شرایط عملیاتی بسیار سخت در بسیاری از کاربردهای صنعتی ثابت کرده اند. آنها عملکرد عالی را با مقاومت در برابر خوردگی و تحمل دما ارائه می دهند.

فرصت کاملاً جدید برای کشتی های تجاری

ترکیبی از فناوری سوئیچ PM و مبدل فرکانس، فرصت‌های کاملاً جدیدی را برای سیستم‌های پیشرانه هیبریدی، به ویژه در بخش حمل و نقل تجاری بزرگ، که در آن الکتروموتور ریپالسیونی اصلی 2 زمانه ترجیح داده می‌شوند، باز می‌کند.

کشتی‌های تجاری اقیانوس‌پیما عمدتاً توسط ملخ‌هایی با زمین ثابت حرکت می‌کنند که مستقیماً از موتورهای اصلی با سرعت آهسته و دو زمانه هدایت می‌شوند. الکتروموتور ریپالسیونی اصلی 2 زمانه علاوه بر قابل اعتماد بودن، می تواند مصرف سوخت را حداقل 20 گرم در کیلووات ساعت در مقایسه با موتور اصلی 4 زمانه سرعت متوسط ​​حفظ کند.

از آنجایی که یک کشتی تجاری در بیشتر زمان کار خود مسافت های طولانی را در اعماق دریا می پیماید، مصرف سوخت مهم ترین عامل بعد از ایمنی و قابلیت اطمینان است. الکتروموتور ریپالسیونی اصلی دو زمانه با سرعت های آهسته معادل سرعت پروانه مورد نیاز کار می کند. بنابراین، این نوع موتور مستقیماً از طریق یک شفت میانی به پروانه متصل می شود و نیازی به دنده اضافی برای مطابقت با دورهای مورد نیاز ندارد. این منجر به یک سیستم محرکه ساده تر با اجزای کمتر می شود.

به طور سنتی، افزودن یک ژنراتور شفت به این سیستم نیاز به تجهیزات ویژه ای مانند چرخ دنده های تونلی با شفت PTO افزایش یافته برای درایو ژنراتور داشت. این ترتیبات به سیستم پیچیدگی می بخشد و نسبتاً پرهزینه است. یک ژنراتور شفت PM با محرک مستقیم با درایو فرکانس متغیر، مزایای یک سیستم پیشرانه هیبریدی را برای پیشرانه موتور اصلی دو زمانه ارائه می دهد.

در ژنراتور محور مستقیم PM، روتور بر روی شفت میانی سیستم پیشرانه نصب می شود. جرم و اینرسی بسیار کم است و بنابراین تأثیر بر محاسبات ارتعاش پیچشی سیستم پیشرانه (TVC) حداقل باقی می ماند. هیچ بلبرینگ اضافی مورد نیاز نیست، بنابراین طراحی سیستم شفت پروانه بی خطر باقی می ماند.

تا 50000 یورو در ماه صرفه جویی در مصرف سوخت

از مزایای این کشتی های تجاری بزرگ می توان به بهره وری انرژی و هزینه های عملیاتی کمتر اشاره کرد. اول، قطار محرکه جدید تولید برق را با الکتروموتور ریپالسیونی اصلی امکان پذیر می کند که بازده انرژی بسیار بیشتری را نسبت به ژنراتور کمکی فراهم می کند. دوم، می تواند از نفت کوره سنگین یا گاز طبیعی مایع (LNG) به عنوان سوخت استفاده کند که منابع سوخت بسیار ارزان تری نسبت به روغن دیزل دریایی مورد استفاده توسط ژنراتورهای کمکی هستند.

و در نهایت، از منظر الکتریکی، راه حلی از سوییچ را می توان ابعاد داد تا به کشتی ها اجازه دهد در حالت ترکیبی از گام، زاویه و سرعت قابل کنترل کار کنند. این تضمین می کند که کشتی ها می توانند به کارآمدترین روش با بهترین فناوری موجود کار کنند.

از نظر اعداد واقعی، کشتی های تجاری می توانند تا 50 درصد در مصرف انرژی با کاهش سرعت خود به میزان 4 گره، صرفه جویی کنند. به کار انداختن کشتی با سرعت کمتر نیز نیاز به نگهداری کمتری دارد. علاوه بر این، با افزودن آخرین فناوری، صاحب کشتی می‌تواند تا 50000 یورو در ماه در هزینه‌های سوخت صرفه‌جویی کند که ممکن است تا 7 درصد سود بیشتری در سال به همراه داشته باشد.

پیشرانه الکتریکی الکتروموتور ریپالسیونی

در پیشرانه الکتریکی، The Switch به کشتی‌های دریانوردی ویژه مانند کشتی‌ها، خطوط کروز، یدک‌کش‌ها و یخ‌شکن‌ها فرصتی برای استفاده از هزینه‌های عملیاتی کمتر با بهینه‌سازی مصرف سوخت الکتروموتور ریپالسیونی دیزل ارائه می‌دهد.

قطارهای درایو تغییر دهنده بازی برای تولید انرژی کارآمد

با افزایش فشار هزینه و سخت‌تر شدن مقررات زیست‌محیطی، نیاز به رویکردی جدید و هوشمندانه‌تر آشکارتر می‌شود. این امر به ویژه در مورد کشتی های خدمات چند منظوره که عمدتاً در شرایط بار جزئی کار می کنند صادق است. نتایج نشان می‌دهد که به‌جای دستکاری فناوری‌های معمولی، مانند الکتروموتور ریپالسیونی القایی، برای ابداع راه‌حل بهتر، راه بسیار بهتری برای صرفه‌جویی در هزینه‌های عملیاتی وجود دارد.

استفاده از الکتروموتور ریپالسیونی و ژنراتورهای آهنربای دائم (PM) به عنوان عناصر کلیدی در قطارهای محرک پیشرفته به مالکان کشتی اجازه می دهد تا از یک سیستم پیشرانه انعطاف پذیرتر، مدولار، کارآمدتر و سبک تر استفاده کنند.

اگرچه فناوری PM در کاربردهای دریایی جدید است، اما در واقع سال‌هاست که در صنایع دیگر مانند انرژی باد، که بالاترین بهره‌وری انرژی و کمترین هزینه‌های عملیاتی را تضمین می‌کند، تغییر دهنده بازی بوده است. به عنوان یک امتیاز، این فناوری به کشتی‌های مقاوم در برابر آینده حتی در مورد سخت‌ترین قوانین زیست‌محیطی کمک می‌کند.

به عملکرد دائمی در دریا بروید

برای پیشرانه الکتریکی، راه‌حل‌های مبتنی بر فناوری PM برای کشتی‌های دریانوردی، مانند کشتی‌ها، خطوط کروز، یدک‌کش‌ها، دریایی، کشتی‌های تحقیقاتی، یخ‌شکن‌ها و غیره ایده‌آل هستند. این فناوری کشتی‌ها را قادر می‌سازد تا هزینه‌های عملیاتی خود را با بهینه‌سازی مصرف سوخت از طریق راندمان، قابلیت اطمینان و انعطاف‌پذیری طراحی، کاهش دهند.

راندمان سیستم بالاتر الکتروموتور ریپالسیونی

یک ماشین PM سنکرون حاوی آهنرباهای نئودیمیم-آهن-بور (NdFeB) است که موادی با چگالی شار بسیار بالا هستند. این آنها را برای الکتروموتور ریپالسیونی با سرعت متغیر و ژنراتورها در کل محدوده سرعت ایده آل می کند. میدان مغناطیسی با تلفات روتور تقریباً صفر ایجاد می شود.

قدرت بیشتر

یک دستگاه PM عملکرد بازده بالایی را در کل محدوده عملیاتی ارائه می دهد و به طور قابل توجهی مصرف سوخت را کاهش می دهد. ماشین PM معمولاً در مقایسه با ماشین‌های القایی در بار کامل 2 تا 4 درصد و در بار جزئی 10 درصد کارآمدتر است. این راندمان ناشی از عدم تلفات جریان در روتور، عدم وجود محرک و کاهش تلفات سیم پیچ است.

موتورهای محرکه PM و اینورترهای آنها به طور موثر انرژی موجود را به نیروی رانش تبدیل می کنند. اگرچه موتورهای القایی استاندارد می توانند در یک باند باریک در اطراف منطقه کاری نامی خود به راندمان خوبی برسند، موتورهای PM طوری طراحی شده اند که راندمان بالاتری را در محدوده سرعت و گشتاور بسیار وسیع تری ارائه دهند. این برای کاهش مصرف کل سوخت بسیار مهم است.

مصرف سوخت کمتر الکتروموتور ریپالسیونی

در مطالعه اخیر دو قطار پیشرانه دیزلی-الکتریکی 1250 کیلوواتی، موتورهای PM به صرفه جویی سالانه سوخت بیش از 3 درصد با همان پیشرانه Z-drive دست یافتند. موتورهای PM همچنین استفاده از رانشگر L-drive را ممکن می‌سازند که به دلیل قابلیت انباشته کردن، باعث صرفه‌جویی بیشتر در مصرف سوخت می‌شود.

کنترل سرعت بهتر و قابل تنظیم

یک مبدل فرکانس کنترل دقیق و قابل تنظیم سرعت مورد نیاز برای موقعیت یابی پویا و چرخه های بار در کشتی های دریایی و ویژه را ارائه می دهد. چگالی انرژی بالای فناوری PM و در نتیجه اینرسی روتور کمتر زمانی مفید است که کشتی به مانورپذیری بالا و سیستم رانش کلاس DP نیاز دارد. این منجر به راندمان سوخت بهینه و سطوح پایین اگزوز می شود.

تقاضای نیرو با ضربان بالا نیز خطری جدی برای طول عمر الکتروموتور ریپالسیونی یک کشتی محسوب می شود. توانایی ارائه به ترکیبی از انفجارهای کوتاه مدت با توان کامل و تقاضای طولانی تر کم مصرف بسیار فرسوده است.

برای کنترل چرخه های بار با نوسان زیاد، تضمین عمر طولانی تر الکتروموتور ریپالسیونی ، کاهش مصرف سوخت و رسیدن به مقادیر کمتر اگزوز، کنترل سرعت قابل تنظیم ایده آل است. این امر از کارکرد کم یا بدون بار ژنراتورها جلوگیری می‌کند، که استرس حرارتی موتور را به حداقل می‌رساند، مصرف سوخت را کاهش می‌دهد و چرخه‌های استارت/استاپ ناخواسته الکتروموتور ریپالسیونی را حذف می‌کند.

قابلیت اطمینان الکتروموتور ریپالسیونی

ماشین آلات PM قابلیت اطمینان و دوام بالای خود را در شرایط عملیاتی بسیار سخت در بسیاری از کاربردهای صنعتی ثابت کرده اند. به عنوان مثال، آنها حتی در توربین های بادی که در محیطی بسیار خشن تر از بازار چالش برانگیز دریایی کار می کنند، استفاده شده اند.

خرابی کمتر، تعمیر و نگهداری کمتر

در سیستم های محرکه مستقیم، مانند سایر ماشین های سنکرون، نیازی به گیربکس یا حلقه های لغزنده و برس های همراه نیست. بنابراین، ماشین خط پیشرانه PM خرابی کمتری را تجربه می کند و به طور قابل توجهی به تعمیر و نگهداری کمتری نیاز دارد.

ماژولار، طراحی انعطاف پذیر

محلول‌های PM جمع و جور هستند و وزن و حجم کمتری نسبت به قطارهای درایو معمولی دارند. آن‌ها انعطاف‌پذیری بی‌نظیر و ردپای کوچک‌تری را برای انواع پیکربندی‌ها ارائه می‌کنند، به‌ویژه زمانی که فضا یک عامل حیاتی است. علاوه بر این، راه‌حل‌های PM با الزامات ردپای محیطی کم مطابقت دارند.

با استفاده از یک ژنراتور PM به عنوان بخشی از یک ژنراتور، می توان به کاهش وزن قابل توجهی دست یافت و طول کل ژنراتور را کاهش داد. در سمت پیشرانه، استفاده از یک ماشین PM به عنوان یک موتور محرکه همراه با یک اینورتر می تواند منجر به کاهش وزن و کاهش طول تابلو شود.

در مجموع، این به طور اساسی یک اتاق ماشین معمولی بسته بندی شده را به یک فضای آسان برای ماشین ها، خدمه و پرسنل تعمیر و نگهداری تبدیل می کند.

مبدل های فرکانس الکتروموتور ریپالسیونی

مبدل های فرکانس سوئیچ برای کار با ماشین های PM برای بهترین بازده کلی سیستم بهینه شده اند. برق تولید شده با سوسو زدن کم، انتشار نویز الکتریکی کاهش یافته و THD کمتر از 1.5 درصد کیفیت بهتری دارد. علاوه بر این، قطارهای درایو PM همیشه رفتار اتصال به شبکه برتر را حتی در محیط های توزیع شده نشان داده اند.

مبدل فرکانس دارای یک کابینت مقاوم در کلاس IP54 است که برای مقاومت در برابر محیط های خشن دریا کلاس بالاتری است. برای نصب و نگهداری به راحتی می توان به آن دسترسی داشت.