Motor Teknologier & VLT Motortyper. www.vlt.dk



Relaterede dokumenter
Synkron reluktansmotor- og frekvensomformerpakke. Optimerede ejerskabsomkostninger

Lenze Global Drive Frekvens konvertere og AC motorer Grundlæggende teori

Synkron reluktansmotor- og frekvensomformerpakke

M4EAU1. Lektion 11-12

Motor styring. frekvensstyring Tema: Bachelor projekt Projektperiode: 7 semester Projektgruppe: Synopsis: Deltagere: Jonas Nielsen

KATSPIL 7.5 kw AC KRØLL CRANES A/S. INF. REF dk SIDE 1/7

8. Jævn- og vekselstrømsmotorer

Harmonisk- Benny Haar Nielsen Applikationsingeniør OEM Industri

SIRIUS-koblingsmateriel IE3ready

OSIRIS KW VINDMØLLE SEPEEG

Ecodesign Vi opfylder de strengeste krav dine

Trium DPV. Vertikale Flertrinspumper

Brugervejledning til 2. generationsværktøj. Januar 2014

Flygt PumpSmart, PS200. Konceptet der er skræddersyet til at drive pumper

SVINGNING. 2 x 5,3 kw AC

V. Å. Gram A/S VENTILATORER for CYKLONFILTER TYPE ACF-T

Producerer eller importerer du elmotorer? Så vær opmærksom: Der er krav fra juni 2011

Snekkegear Elmotorer Tandhjulsgear er Tandhjulsgear Frekvensomformere delspumper Generatorer Snekkegear ere Kølemiddelspumper Generatorer

KOMMISSIONENS FORORDNING (EF)

Automatik. ControlMaster PLUS. Tekniske data. Climatix 600. Xenta 300. Uden styreenhed

LASTSPIL 37 kw AC KRØLL CRANES A/S. INF. REF dk SIDE 1/9

EC-VENTILATORER: ENERGIBESPARENDE, EFFEKTIVE OG EKSTREMT LYDSVAGE

Samfundets elektriske energiforsyning

9. Overflade Letmetalmotorerne, serie MS, MY, ML er overfladebehandlet med RAL 9006 og ventilatorkappen RAL Støbejernsmotorerne er RAL 7031.

OEM STA219 STA719. Termiske motorer. Siemens Building Technologies HVAC Products. til radiatorventiler VD..., VE..., VU... og VPD, VPE...


Brugervenlig og kommunikativ!

Besparelsespotentiale ved effektivitetskrav til små motorer

KVA Vind kw Husstandsvindmølle

SKRUEGENERATOR. Sneglepumper som energi turbine

APPLICATION SHEET Juli

Automatik. ControlMaster PLUS. Tekniske data. Climatix 600. Xenta 300. Uden styreenhed

Tilslutning- og programmeringseksempler

TILSLUTNINGSANVISNING

Lejestrømme Hvad er det? Hvordan identificeres de? Hvordan uskadeliggøres de?

ELCYKLER BESTILLINGSSIDE:

KVA Vind kw Husstandsvindmølle

230V Elektrisk Vibrator Motor NEA

Elmotorer og transmissioner

Indholdsfortegnelse. Fra Q til iq. iq-motor Overblik

EC-VENTILATORER: ENERGIBESPARENDE, EFFEKTIVE OG EKSTREMT LYDSVAGE

Motorteknologier for en højere systemvirkningsgrad

Kursusprogram VLT Drives

Reduktion af elforbrug til motordrift ved anvendelse af PM motorer. PSO-projekt nr Projektrapport

Laboratoriemålinger af asynkronmotorers spændingsafhængighed. Elforsk PSO-projekt nr

Synopsis: Titel: Automobil Permanent Magnet generator med buck/boost konverter

THYBORØN AGGER FÆRGEN OPTION 2. Specifikation for Diesel Hybrid Elektrisk fremdrivningsanlæg

Vejledning til varmevekslerstyring SILVER C RX, RECOnomic str. 100/120, RECOsorptic str

INDHOLD: BESF boxventilator BESF

OSIRIS KW VINDMØLLE SEPEEG

Alle dip 1 7 sættes til On for at opnå stand-alone operation fra PC.

SizeWare. Bruger Manual. JVL Industri Elektronik A/S. Skive. Tandrem. Spindel. JVL Industri Elektronik A/S - Bruger Manual - SizeWare LB GB

Rustfri Elektrisk Vibrator Motor NES

Maskinanlæg, opsætning af frekvensomformer

M4EAU1. Lektion 19-20

Danfoss Frekvensomformere & Softstartere VLT Drives

Magnetiske Stel Forbindelser & Manipulatorer. Magnetisk Kontrol.

Slussi 14 DK-8620 Kjellerup. Tel Bio Cleaner BC

Digital tæller Programerbar for MIX magnetisk målebånd

Svejse traktor WELDYCAR

Teknisk information fra VEM motors GmbH

CIRKEL ENERGI Præsenterer Evance Wind Iskra R9000. Temadag om mini- og husstandsmøller

TILSLUTNINGSANVISNING STYREENHED TIL ROTERENDE VARMEVEKSLERE

Lejeløsninger og overvågning med resultat

Elektromotorer IE1/IE2/IE3

Arbejdsområde: Max tryk: 9.000Pa Max luftmængde: 7.800m³/h. Producent. Modelnr./ type. Produktionsår. side

Arbejdsområde: Max. tryk: 1.750Pa Max. luftmængde: 2.260m³/h. Producent. Produktionsår. Modelnr./ type. side

Arbejdsområde: Max tryk: 5.800Pa Max luftmængde: m³/h. Producent. Modelnr./ type. Produktionsår. side

kv AC Station


Rustfri Elektrisk Vibrator Motor NES

Motor til modulerende styring AME 435

INDHOLD: BESF boxventilator BESF

47772, teknologisk opdatering af el-motorer

Gr. 08 Proportionalventiler

Automatik for lineære skydedøre. DynamicRoll - selvreparerende hurtig rulleporte

FREMSTILLING AF VEKSELSPÆNDING. Induktion Generatorprincippet

Laboratoriemålinger af asynkronmotorers spændingsafhængighed. Delrapport til Elforsk PSO-projekt nr

Arbejdsområde: Max tryk: 9.000Pa Max luftmængde: 7.800m³/h. Max støvmængde: 5g/m³, ikke klæbende Max partikelstr.: 5x5x5mm, ikke klæbende.

Retningsventil type VDH 60EC 4/3 Til Cetop 5 flange montage (ISO 4401) og inline montage

Opgavesæt udviklet til kursus Grundlæggende elektronik på mobile maskiner 2. Udviklet i 2015

1.0 Møllens hovedtræk Regler... 3

Produkter för stofthantering

Undersøgelse af generatorkoncepter til vindmøller - direkte drevet generator til gearløs vindmølle

Det handler alt sammen om holdninger

Installationsmanual Trådløs Dørsensor Magnetisk

Sænk spændingen og spar på elektriciteten v. Mogens Johansson, Dansk Energi Analyse A/S, og Claus Hvenegaard, Teknologisk Institut

Arbejdsområde: Max. tryk: 1.750Pa Max. luftmængde: 2.260m³/h. Producent. Produktionsår. Modelnr./ type. side

B W børsteløs motor med gear

Brugervejledning til Værktøj til brug ved systemoptimering. PSO-projekt nr Version 1.11

VLT AutomationDrive FC300. Tilslutning og programmerings eksempler. VLT AutomationDrive FC300

Arbejdsområde: Max tryk: 5.800Pa Max luftmængde: m³/h. Max støvmængde: 5g/m³, ikke klæbende Max partikelstr.: 5x5x5mm, ikke klæbende.

Lagerførte HTJM aksialventilatorer, F300

SCANDRIVE TROMLEMOTORER K U NSTSTOFGEAR

VLT AutomationDrive FC300. PID tilslutning og programmerings eksempler. VLT AutomationDrive FC300

Arbejdsområde: Max. tryk: 2.150Pa Max. luftmængde: 2.100m³/h. Producent. Produktionsår. Modelnr./ type. side


EU direktiv 2004/40/EC (EMF)

Sæt Turbo på energibesparelser. Af Martin Carlsen, Howden Water Technology A/S

Arbejdsområde: Max tryk: 3.100Pa Max luftmængde: m³/h. Producent. Produktionsår. Modelnr./type

Transkript:

Motor Teknologier & VLT Motortyper www.vlt.dk

Agenda Nye motor typer Hvorfor? Hvorfor er synkron motorer blevet så populære? Motor teknik Kort om PM motoren Kort om SynRm motoren Sammenligning af motortyper Valg af motor og frekvensomformer Krystalkuglen Hvad bringer fremtiden? Confidential property of Danfoss 26 June, 2014 2

Hvorfor pludselig så populær? Teknologiskift mod synkron motorer Teknologiskift Frekvensomformere er i dag en std. hyldevare PM & SynRM motorer er fysisk mindre og lettere PM motorer har et større moment/inerti forhold Holdningsskift Indkøbsprisen på PM & SynRM er nede i et niveau, som vi kender fra induktionsmotoren PM & SynRM har større virkningsgad (Lav TCO) Fokus på optimering & energieffektivisering (Konkurrence parameter) Nye & kommende energistandarder IEC 60034-30-1 03/2014 IEC 60034-30-2 (VFD driven) ikke released EN50598 tidligst 2015 Confidential property of Danfoss 26 June, 2014 3

Hvorfor pludselig så populær? Lovgivning om minimum effektivitet International MEPS (Minimum Efficiency Performance Standards acc. IEC 60034-30) IE1: Applied IE2: Applied IE3: 2015/2017 IE2: Applied IE3: 2015/2017 IE2: Applied IE2: Expected IE2: Applied IE3: Applied IE2: Applied IE3: Applied IE2: Applied IE3: 2014 IE2: Applied IE3: 2013 IE2: Applied IE2: Applied Only a selection of valid MEPS are shown. No claim to the completeness and up-to-dateness Asynkronmotorer bliver underlagt obligatorisk krav om minimum effektivitetsklasser i mange lande OEM og slutbrugere efterspørger løsninger som overholder disse standarder Confidential property of Danfoss 26 June, 2014 4

Hvorfor pludselig så populær? Nuværende og kommende energistandarder for EU Confidential property of Danfoss 26 June, 2014 5

Hvorfor pludselig så populær? Nuværende og kommende energistandarder for EU IEC 60034-30 specifikt for Danmark Fra 16.06.2011 0,75 375 kw IE2 Fra 01.01.2015 7,5 375 kw IE2 + VLT eller IE3 Fra 01.01.2017 0,75 375 kw IE2 + VLT eller IE3 Enkelte undtagelser - motorer i helt specifikke applikationer er undtaget! Confidential property of Danfoss 26 June, 2014 6

Motorteknik PM Motor = + Confidential property of Danfoss 26 June, 2014 7

PM motorteknik Kendt teknologi PM materiale har været kendt siden middelalderen PM motor maskinen blev opfundet ca. 1940 Den var baseret på magnetmaterialet Alnico PD 002, Rare-earth permanent magnets VACODYM/VACOMAX, VACUUMSCHMELZE, 2007. I 1970 erne blev der fundet nye magnet materialer som i dag kategoriseres som Sjældne jordarter Baseret på Lanthanider Stærkt forbedret flux-tætheder Dyrere magneter Confidential property of Danfoss 26 June, 2014 8

PM motorteknik PM motor famillien PM maskiner Med kommutator Uden kommutator PMDC Permanent Magnet DC PMAC Permanent Magnet AC Trapezformet BackEMF Sinusformet BackEMF BLDC Brushless DC Også kendt som EC motor eller ECM PMSM PM Synkron Motor SPMSM or SPM Surface mounted magnets IPMSM or IPM Interior mounted magnets Ofte bare kaldet PM motorer Confidential property of Danfoss 26 June, 2014 9

Motorteknik PM Motor Asynkron Motor (ASM) R 1 I1 X 1 X 2 I 2 R 2 I U 1 U q X h R Fe 1 - s R s 2 Synkron motor, der kræves en VSD (VLT) for at starte, styre og køre en PM motor Magneter i rotoren motoreffektiviteten øges Høj effektivitet ved dellast & delhastighed Stort start moment til rådighed Permanent Magnet Motor (PM) U 1 R 1 X 1 I1 U p ~ Nyt i forhold til asynkron motoren Intet slip Multipolet maskiner (Høj VSD frekvens) BackEMF Saliency (Ld/Lq Induktans) Confidential property of Danfoss 26 June, 2014 10

Overflade monteret magneter (Non-salient magnetic field Lq=Ld) Magneter PM motorteknik Salient / Non-Salient motorer Salient og Non-salient er typisk de termer der bliver brugt til at beskrive opbygningen af en PM motor Rotor Stator Magneter Indstøbte monteret magneter (Salient magnetic field Lq>Ld) Resulterende magnetfelt I en PM motor er magneterne en del af luftgabet. Deres placering i motoren har derfor betydning for magnetfeltets karakteristik: Overflade monteret non-salient field Instøbte monteret salient field Salient motorer er lettest at producere. De har bedre performance i feltsvækningsområdet, men er til gengæld svære at Styre. Fortrukket i highspeed applikationer Rotor Stator Resulterende magnetfelt Non-Salient motorer er nemmest at styre og er fortrukket til VLT open-loop drift Confidential property of Danfoss 26 June, 2014 11

PM motorteknik Styring af PM motor Med rotor positions feedbacksensorer Højere præcision Bedre performance Større udgift pga. encoder/sensorer EC motorer bruger ofte Hall sensors Hall sensor i EC motor Sensorless Nogle frekvensomformerfabrikanter benytter alm. U/F styring VVC+ algoritmen beregner rotorens position. Under en vis hastighed bliver motoren styret med en konstant strøm I nogle styringstyper er der overgang fra en styring til en anden f.eks. i Flux-mode. Med VVC+ er der til gengæld ingen overgang. Confidential property of Danfoss 26 June, 2014 12

PM motorteknik Direct on Line (DOL) PM motorer DOL Motorer kan startes direkte på nettet uden brug af frekvensomformer. Permanent magnet DOL design har separate hjælpeviklinger for at overvinde PM motorens høje inerti. Aluminum cage Flux barrier Rotor på en DOL motor Reduceret effektivitet sammenlignet med en Ren PM motor Ekstra driftsikkerhed, da motor kan startes uden frekvensomformer. Begrænset størrelser tilgængelig (Eks. WEG): 1000 RPM: 0,37 5,5 kw 1500 RPM: 0,55 7,5 kw Confidential property of Danfoss 26 June, 2014 13

Motorteknik Synkron Reluktans Motor Std. ABB Asynkron motor ABB - Reluktance motor (SynRM) Confidential property of Danfoss 26 June, 2014 14

Motorteknik Synkron Reluktans Motor Switched Reluktans motor Gammel 1838 Switched reluktans motor (SRM) Synkron motor Ingen magneter & ingen kommutator Moment rippel Dårlig effektivitet Stor akustisk støj Overdimensionering af effektelektronik Synkron Reluktans motor Ny 1923 Synkron Reluktansmotor (SynRM) Design fra KSB (Reel) og ABB Høj effektivitet tæt på PM motor Acceptabelt støj niveau level Mange fordele som ved PM Confidential property of Danfoss 26 June, 2014 15

Motorteknik Reluktans Motor Koncept a) Objekt med anisotropisk geometri b) Objekt med isotropisk geometri Confidential property of Danfoss 26 June, 2014 16

Motorteknik Reluktans Rotor Design a) Simpel salient pole rotor b) Aksialt Lamineret Anisotropisk (ALA) rotor c) Tværgående (Transversalt) Lamineret Anisotropisk (TLA) rotor Confidential property of Danfoss 26 June, 2014 17

SynRM compared to Induction motor (IM) Motorteknik Synkron Reluktans Motor SynRM er en synkron motor, den har intet slip Kræver derfor VLT SynRM produktionsomkostninger er sammenligneligt med ASM Asynkron stator genbruges i SynRM designet (4 Poler) Reduceret tab i SynRM rotoren betyder, at: SynRM kan producere 20-40% højere moment end ASM ved samme motorstørrelse Motorakslen på SynRM er kold SynRM har højere virkningsgrad end ASM SynRM har stor/større overlasts kapacitet (Op til 3x nominal last) Cos(fi) for SynRM er ikke god: Typisk ASM: 0.8 Typisk SynRm: 0.7 Confidential property of Danfoss 26 June, 2014 18

Motorteknik Sammenligning af motortyper Confidential property of Danfoss 26 June, 2014 39

Motorteknik Sammenligning af motortyper Confidential property of Danfoss 26 June, 2014 40

Motorteknik Sammenligning af motortyper Asynkron Motor PM (Non-Salient) PM (Salient) SynRM Enkel design + + - + Enkel fabrikation + - + + Enkel at styre ++ + - - Virkningsgrad + ++ +++ ++ Felt svækkelse cap. ++ - + + Moment densitet - + ++ ++ Magnetisk robust ++ - + ++ Mekanisk robust ++ - + +++ Direkte tilslutning ++ - - - Vægt / Størrelse - ++ ++ ++ Service ++ - - ++ Confidential property of Danfoss 26 June, 2014 41

Motorteknik Sammenligning af motortyper PM motor 0.55KW MW (WEG, Lafert, ABB, Siemens, Domel, Yaskawa, Leroy Somer m.fl) Typiske applikationer Pumper/Faner/Industri Permanent Magneter Servo performance Stor dynamik Højeste virkningsgrad (dellast/-hastighed) Mange fabrikanter SynRm ABB 11-350KW (Formentlig også mindre KW) KSB 0.55 45KW (900KW custom) Typiske applikationer Pumper/Faner Ingen Permanente Magneter Robust Få fabrikanter Confidential property of Danfoss 26 June, 2014 42

Motorteknik Hvilket drev, motor & applikation? VFD understøttelse af SynRM/ PM Mulighed for opgradering af VSD til at understøtte SynRm/ PM Udvidet motordata til SynRM/PM styring Dimensionering af SynRm/ PM motor til applikation Dimensionering af VSD til SynRm/ PM motor Service af SynRm/ PM motorer? Andre Issues..? Aynkron SPM SynRm Spænding Strøm Strøm Strøm Omdr. Omdr. Omdr. Frekvens Frekvens Moment Moment Poler Rs B.EMF Rs X1 Rs Ld Xh Ld Ld_sat Ld_SatPoint Lq_sat Old AMA New AMA Confidential property of Danfoss 26 June, 2014 43

Motorteknik Hvilket drev, motor & applikation? SynRm Cos(fi) betyder at drev måske skal overdimensioneres VLT udgangsstrøm > SynRM motor nominel Strøm Confidential property of Danfoss 26 June, 2014 44

Motorteknik Hvilket drev, motor & applikation? PM Cos(fi) betyder at drev måske skal overdimensioneres VLT indgangsstrøm > PM motor nominel Strøm Confidential property of Danfoss 26 June, 2014 45

10 Nm 9 Nm Motorteknik Hvilket drev, motor & applikation? Induktionsmotoren (IM) vælges efter hastighed og effekt 8 Nm 7 Nm PM Motoren vælges efter hastighed og moment 6 Nm 5 Nm 4 Nm Ved at kende to af de tre følgende variabler, kan den tredje udregnes 3 Nm P = Effekt [kw] 2 Nm T = Moment [Nm] 1 Nm n = Hastighed [OMDR] 0 Nm 0 RPM 250 RPM 500 RPM 750 RPM 1000 RPM 1250 RPM 1500 RPM P T n 9550 n P 9550 T T P 9550 n Confidential property of Danfoss 26 June, 2014 46

300 Hz 250 Hz 200 Hz 150 Hz 100 Hz 50 Hz 14 poles 12 poles 10 poles 8 poles 6 poles 4 poles Motorteknik Hvilket drev, motor & applikation? Asynkronmotorer er lavet til fast net frekvens og har derfor disse typiske hastigheder: 1500 RPM = 4 polet motor @ 50 Hz 1800 RPM = 4 polet motor @ 60 Hz PM motorer har typisk et større antal poler end IM. Ved at tilpasse mærkefrekvensen får man de typiske IM hastigheder (1500/1800RPM) 1500 RPM = e.g. 6 pole motor @ 75 Hz 1800 RPM = e.g. 8 pole motor @ 120 Hz 0 Hz 0 RPM 500 RPM 1000 RPM 1500 RPM 2000 RPM 2500 RPM 3000 RPM 3500 RPM 4000 RPM 4500 RPM Ved at kende to af de tre følgende variabler, kan den tredje udregnes n = hastighed [RPM] p f 60 n n f 60 p f n p 60 F = Frekvens [Hz] p = polpar Confidential property of Danfoss 26 June, 2014 47

Motorteknik Hvilket drev, motor & applikation? SynRm motorer er typiske 2,4 eller 6 polet motorer SynRM kræver ligesom PM motoren en VFD for at køre den, derfor kan man finde SynRm motorer som kører ikke std. hastigheder F.eks. En ABB motor der nominelt kører 2100 RPM Eller en ABB motor der nominelt kører 3000 RPM ved 4 poler @ 100 Hz Antal pol-par har betydning for Saliency ratio som har direkte betydning for Cos(fi) af motoren Confidential property of Danfoss 26 June, 2014 48

Motorteknik Krystalkuglen PMa Motor Teknik SynRm Pma (Ferrite) Højere Salience Ratio Bedre Power Factor Fanless SynRm Højere virkningsgrad Synkron Reluktans Motor - Permanent Magnet Assisted VLT IPM Support AMA for IPM SynRm PMa Support Udvidelse af funktionalitet til andre drev familier (FC-102/FC-202) Confidential property of Danfoss 26 June, 2014 49

Confidential property of Danfoss 26 June, 2014 51