Hướng dẫn sử dụng động cơ máy nghiền đồng bộ và mô-men xoắn cao

Tại sao thiết bị nghiền và nghiền lại cần động cơ chuyên dụng

Động cơ đồng bộ làm nhiệm vụ máy nghiền và động cơ máy nghiền mô-men xoắn cao đều tồn tại để giải quyết cùng một vấn đề cơ bản: động cơ cảm ứng tiêu chuẩn gặp khó khăn với tải va đập, nhu cầu mô-men xoắn tuần hoàn và các điều kiện khởi động mà thiết bị nghiền và nghiền bột đặt vào hệ thống truyền động. Máy nghiền hàm hoặc máy nghiền búa không tạo ra tải ổn định, có thể dự đoán được — mô-men xoắn tăng đột ngột mỗi khi một mảnh đá, quặng hoặc vật liệu bị kẹt hoặc vỡ dưới tác động nghiền và động cơ phải hấp thụ tải trọng đó mà không bị dừng hoặc vấp ngoại tuyến.

Động cơ đồng bộ thường được chỉ định cho máy nghiền lớn, hoạt động liên tục — máy nghiền con quay và máy nghiền hình nón trong các hoạt động khai thác và tổng hợp — trong đó tốc độ đồng bộ cố định và khả năng hiệu chỉnh hệ số công suất của chúng mang lại hiệu quả thực tế trên quy mô lớn. Động cơ máy nghiền mô-men xoắn cao, thường có thiết kế cảm ứng với cấu trúc cánh quạt gia cố , được chọn cho các máy nghiền và máy nghiền trong đó mômen khởi động và khả năng quá tải duy trì dưới tác động của tải tuần hoàn lớn hơn lợi ích về hệ số công suất mà động cơ đồng bộ mang lại.

Mô-men xoắn khởi động: Thông số kỹ thuật bị đánh giá thấp

Máy nghiền và máy nghiền thường được khởi động dưới tải - với vật liệu đã có sẵn trong buồng nghiền chứ không phải ở trạng thái khởi động trống - đòi hỏi mô-men xoắn khởi động cao hơn đáng kể so với động cơ đa năng có cùng mã lực mang lại.

Phạm vi mô-men xoắn khởi động điển hình theo thiết kế động cơ và sự phù hợp của chúng đối với thiết bị nghiền.

Chỉ định bằng mã lực mà không kiểm tra mô-men xoắn khởi động so với yêu cầu khởi động có tải thực tế của thiết bị là một trong những lỗi lựa chọn động cơ phổ biến và tốn kém nhất trong danh mục thiết bị này — một động cơ được đánh giá thấp có thể chạy tốt trong thử nghiệm tải nhẹ nhưng bị chết máy hoặc ngắt quãng liên tục khi vật liệu thực sự được nạp qua máy nghiền.

Tại sao động cơ đồng bộ lại có ý nghĩa ở quy mô lớn hơn

Động cơ đồng bộ chạy ở tốc độ cố định được khóa theo tần số nguồn điện, thay vì tốc độ phụ thuộc vào độ trượt của động cơ cảm ứng và điều này mang lại hai ưu điểm quan trọng nhất khi lắp đặt quy mô lớn, hoạt động liên tục:

• Hiệu chỉnh hệ số công suất - một động cơ đồng bộ quá kích thích có thể cung cấp công suất phản kháng chính cho hệ thống điện của nhà máy, bù đắp hệ số công suất trễ khỏi các tải cảm ứng khác và giảm thiệt hại về hệ số công suất tiện ích
• Hiệu suất cao hơn ở mã lực lớn - động cơ đồng bộ thường duy trì hiệu suất cao hơn so với động cơ cảm ứng tương đương ở công suất trên khoảng 1.000 HP, đây là nơi mà các máy nghiền hình nón và con quay lớn thường hoạt động

Dưới quy mô đó, chi phí tăng thêm và độ phức tạp của hệ thống kích thích động cơ đồng bộ và thiết bị khởi động thường lớn hơn lợi ích về hiệu suất và hệ số công suất, đó là lý do tại sao các ứng dụng nghiền và nghiền nhỏ và vừa thường sử dụng thiết kế cảm ứng mô-men xoắn cao thay thế.

Cấu trúc rôto và ổ trục cho độ bền tải sốc

Ngoài định mức mô-men xoắn, cấu trúc cơ học của động cơ hoạt động của máy nghiền hoặc máy nghiền bột khác với các thiết kế có mục đích chung theo những cách ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ sử dụng khi tải va đập lặp đi lặp lại:

1. Các thanh rô-to và vòng cuối được gia cố được thiết kế để xử lý ứng suất nhiệt và cơ học khi khởi động với dòng điện cao lặp đi lặp lại và các xung mô-men xoắn mà không bị nứt hoặc lỏng ra theo thời gian.
2. Vòng bi hạng nặng, thường có kích thước quá lớn so với công suất mã lực của động cơ, được thiết kế để hấp thụ tải sốc hướng tâm truyền trở lại qua khớp nối truyền động từ tác động nghiền.
3. Thiết kế trục và khớp nối chắc chắn tạo ra tải sốc xoắn đặc trưng cho thiết bị nghiền, vì trục có kích thước chỉ dành cho mô-men xoắn ở trạng thái ổn định có thể bị mỏi và hỏng dưới tác động tải lặp đi lặp lại trước tuổi thọ định mức của nó.

Một động cơ được định mức cho mã lực và mô-men xoắn chính xác nhưng được chế tạo theo tiêu chuẩn hoạt động công nghiệp chung, thay vì tiêu chuẩn hoạt động của máy nghiền/máy nghiền, thường có biểu hiện hỏng ổ trục hoặc rôto sớm, đặc biệt do kết cấu cơ khí không được thiết kế để chịu tải va đập ngay từ đầu.

Các câu hỏi cần xác nhận trước khi chỉ định động cơ

Một số chi tiết ứng dụng xác định xem động cơ cảm ứng đồng bộ hoặc mô-men xoắn cao có phù hợp hay không và việc sửa sai ở giai đoạn thông số kỹ thuật sẽ tốn kém hơn nhiều so với việc sửa chúng ngay từ đầu:

• Yêu cầu mô-men xoắn khởi động có tải thực tế là bao nhiêu, dựa trên việc thiết bị khởi động khi không có tải hay đang tải vật liệu?
• Việc lắp đặt rơi vào phạm vi mã lực nào, vì ngưỡng đó quyết định phần lớn liệu lợi ích của động cơ đồng bộ có phù hợp với độ phức tạp của hệ thống được bổ sung hay không?
• Phương pháp khởi động nào có sẵn tại cơ sở — điện áp đầy đủ, điện áp giảm hoặc khởi động mềm — vì điều này ảnh hưởng đến cả việc lựa chọn động cơ và cơ sở hạ tầng điện cần thiết để hỗ trợ nó?

Giải quyết những câu hỏi này với dữ liệu chu trình nhiệm vụ của nhà sản xuất thiết bị trong tay, thay vì dựa vào tra cứu chung về mã lực trên động cơ, là cách đáng tin cậy nhất để tránh xác định sai động cơ đối với tải trọng sốc mà thiết bị nghiền và nghiền thành bột thực sự tạo ra.