Účinnosť elektrického motora v azimutovom trasu je kritickým faktorom, ktorý významne ovplyvňuje celkový výkon a prevádzkové náklady morských ciev. Ako popredný dodávateľ elektrických motorových azimutových tokov chápeme dôležitosť toho, ako sa účinnosť motora líši v závislosti od rôznych prevádzkových podmienok. V tomto blogu sa ponoríme do kľúčových faktorov, ktoré ovplyvňujú účinnosť motorickej efektívnosti a ako sa menia v rôznych scenároch.
Pochopenie elektrických motorov azimut
Thrusters Electric Motor Azimuth sú pokročilé pohonné systémy, ktoré ponúkajú pre lode vysokú manévrovateľnosť. Pozostávajú z elektrického motora, ktorý poháňa vrtule, a celá jednotka sa môže otáčať o 360 stupňov okolo vertikálnej osi. To umožňuje presnú kontrolu smeru ťahu, ktorý je nevyhnutný pre úlohy, ako je dokovanie, dynamické polohovanie a navigácia v obmedzených vodách.
Účinnosť elektrického motora v azimutovom toku je definovaná ako pomer užitočného mechanického výkonu k elektrickému vstupu energie. Vyššia účinnosť znamená, že menej energie sa stráca ako teplo, čo vedie k nižším prevádzkovým nákladom a zníženému vplyvu na životné prostredie.
Faktory ovplyvňujúce motorovú účinnosť
Zaťaženie
Jedným z najdôležitejších faktorov ovplyvňujúcich účinnosť motora je zaťaženie motora. V azimutovom trasu sa zaťaženie môže líšiť v závislosti od rýchlosti plavidla, morských podmienok a požadovaného ťahu. Keď motor pracuje pri menovitom zaťažení, zvyčajne dosahuje svoju maximálnu účinnosť. Avšak, keď sa zaťaženie znižuje, účinnosť klesá.
Pri nízkom zaťažení sa fixné straty v motore, ako sú straty jadra a straty trenia, stávajú väčším podielom celkového vstupu energie. Tieto straty zostávajú relatívne konštantné bez ohľadu na zaťaženie, takže keď sa zaťaženie znižuje, pomer užitočného výkonu k celkovému vstupu energie, čo vedie k nižšej účinnosti.
Napríklad, ak plavidlo plavuje pri nízkej rýchlosti, azimutský tras môže fungovať za zlomok svojho menovité zaťaženie. V tomto prípade bude účinnosť motora nižšia v porovnaní s prípadom, keď plavidlo pracuje v plnej rýchlosti a motor je bližšie k menovitému zaťaženiu.
Kolísanie rýchlosti
Rýchlosť elektrického motora má tiež významný vplyv na jeho účinnosť. Väčšina elektrických motorov je navrhnutá tak, aby pracovala pri špecifickej rýchlosti, známej ako hodnotená rýchlosť, kde dosahuje optimálnu účinnosť. Keď motor pracuje pri rýchlostiach nad alebo pod menovadlá, jeho účinnosť sa môže znížiť.
Pri vysokých rýchlostiach môžu zvýšené straty voči vetra a straty vírivého prúdu v motore znížiť účinnosť. Straty vetra sa vyskytujú v dôsledku trenia medzi rotujúcimi časťami motora a okolitým vzduchom, zatiaľ čo straty vírivého prúdu sú spôsobené indukovanými prúdmi vo vodičoch motora. Tieto straty sa zvyšujú s štvorcom rýchlosti, takže so zvyšovaním rýchlosti sa účinnosť znižuje.
Naopak, pri nízkych rýchlostiach môže motor vyskytnúť problémy, ako je zlá výroba krútiaceho momentu a zvýšený sklz, čo môže tiež viesť k nižšej účinnosti. Sklz je rozdiel medzi synchrónnou rýchlosťou motora a jeho skutočnou rýchlosťou a zvyšuje sa so zvyšujúcim sa zaťažením motora alebo sa rýchlosť znižuje.
Teplota
Teplota je ďalším dôležitým faktorom, ktorý ovplyvňuje účinnosť motora. Keď sa teplota motora zvyšuje, zvyšuje sa aj odpor vinutia motora. To vedie k vyšším stratám medi, ktoré sú úmerné k štvorcovi prúdu pretekajúceho vinutiami.
Okrem toho môžu vysoké teploty ovplyvniť aj magnetické vlastnosti jadra motora, čo vedie k zvýšeným stratám jadra. Tieto straty môžu ďalej znížiť účinnosť motora. Na udržanie optimálnej účinnosti je nevyhnutné zabezpečiť správne chladenie motora, aby sa teplota udržala v odporúčanom rozsahu.
Kvalita energie
Kvalita elektrickej energie dodávanej motoru môže tiež ovplyvniť jeho účinnosť. Kolísanie napätia, harmonické a nevyvážené sily môžu spôsobiť ďalšie straty v motore, čím sa zníži jeho účinnosť.
Kolísanie napätia môže spôsobiť, že motor nakreslí viac prúdu, ako je potrebné, čo vedie k zvýšeniu strát medi. Harmonické, ktoré sú nežiaduce frekvencie napájania, môžu spôsobiť ďalšie straty vo vinutí a jadre motora. Nevyvážený výkon, kde napätie v troch fázach trojfázového motora nie sú rovnaké, môže tiež viesť k zvýšeniu strát a zníženej účinnosti.
Zmeny účinnosti za rôznych prevádzkových podmienok
Dokovanie a manévrovanie
Počas operácií dokovania a manévrovania je potrebný azimutový tras, aby poskytol vysokú úroveň ťahu pri nízkych rýchlostiach. To znamená, že motor pracuje pri relatívne vysokom zaťažení, ale nízka rýchlosť. Ako už bolo uvedené, prevádzka pri nízkych rýchlostiach môže znížiť účinnosť motora v dôsledku zvýšeného sklzu a iných strát.
Okrem toho môžu časté zmeny smeru ťahu počas dokovania a manévrovania tiež spôsobiť ďalšie straty v motore. Motor musí rýchlo zrýchliť a spomaliť, čo vyžaduje ďalšiu energiu a môže viesť k zvýšenému opotrebeniu motora.
Plavba
Keď plavidlo plavuje konštantnou rýchlosťou, azimutový tkanec pracuje za stabilnejších podmienok. Motor zvyčajne pracuje pri relatívne konštantnom zaťažení a rýchlosti, čo mu umožňuje dosiahnuť vyššiu účinnosť v porovnaní s operáciami dokovania a manévrovania.
Morské podmienky však môžu počas plavby stále ovplyvniť účinnosť motora. Napríklad, ak plavidlo plaví proti silným vetrom alebo prúdom, môže potrebovať azimutový tras, ktorý môže poskytnúť väčší ťah, čo môže zvýšiť zaťaženie motora a potenciálne znížiť jeho účinnosť.
Dynamické umiestnenie
Dynamické umiestnenie je technika, ktorá sa používa na udržanie cievy v pevnej polohe alebo sledujte predbežnú cestu bez použitia kotiev. V dynamických polohovacích systémoch azimutový tras neustále upravuje ťah a smer, aby pôsobil proti vonkajším silám pôsobiacim na plavidlo.
Vyžaduje si to, aby motor pracoval pri variabilnom zaťažení a rýchlostiach, čo môže výrazne ovplyvniť jeho účinnosť. Časté zmeny zaťaženia a rýchlosti môžu spôsobiť, že motor pracuje mimo svojho optimálneho prevádzkového bodu, čo vedie k nižšej účinnosti.
Stratégie na zlepšenie motorickej efektívnosti
Správna veľkosť
Jedným z najúčinnejších spôsobov, ako zlepšiť účinnosť motora, je správne veľkosť motora pre aplikáciu. Motor, ktorý je príliš veľký na požadované zaťaženie, bude fungovať po väčšinu času pri nízkom zaťažení, čo bude mať za následok nižšiu účinnosť. Na druhej strane bude preťažený motor, ktorý je príliš malý, môže tiež znížiť účinnosť a viesť k predčasnému zlyhaniu motora.
Presným výpočtom požadovaného zaťaženia a rýchlosti pre azimutový tkanter si môžeme vybrať motor, ktorý je primerane dimenzovaný tak, aby pracoval pri menovitom zaťažení a rýchlosti, čo maximalizuje jeho účinnosť.
Variabilné frekvenčné jednotky (VFD)
Variabilné frekvenčné jednotky sú elektronické zariadenia, ktoré môžu regulovať rýchlosť a krútiaci moment elektrického motora zmenou frekvencie a napätia elektrického napájania dodávaného do motora. Použitím VFD sa motor môže prevádzkovať pri rôznych rýchlostiach a zaťaženiach pri zachovaní vysokej účinnosti.
VFD umožňuje motora pracovať pri optimálnej rýchlosti pre požadované zaťaženie, čím sa znižuje straty spojené s variáciami rýchlosti a zaťaženia. Môže tiež poskytnúť mäkké, štartovacie a mäkké - zastavovacie schopnosti, ktoré môžu znížiť mechanické namáhanie motora a zlepšiť jeho celkovú účinnosť.
Pravidelná údržba
Pravidelná údržba je nevyhnutná na zabezpečenie optimálneho výkonu a účinnosti elektrického motora v azimutom. Zahŕňa to kontrolu izolačného odporu motora, mazanie ložísk a čistenie chladiaceho systému motora.
Udržiavaním motora v dobrom stave môžeme znížiť straty spôsobené trením, opotrebením a prehriatím, ktoré môžu zlepšiť efektívnosť motora a predĺžiť jeho životnosť.
Záver
Účinnosť elektrického motora v azimutovom toku je ovplyvnená niekoľkými faktormi vrátane zmeny zaťaženia, zmeny rýchlosti, teploty a kvality výkonu. Pochopenie toho, ako tieto faktory ovplyvňujú účinnosť motora za rôznych prevádzkových podmienok, je rozhodujúce pre optimalizáciu výkonu azimutu a zníženie prevádzkových nákladov.
Ako dodávateľ elektrických motorových azimutových tokov sme zaviazaní poskytovať našim zákazníkom produkty s vysokým kvalitou, ktoré ponúkajú vynikajúcu účinnosť a spoľahlivosť. NášRMRS schválenie paluby namontované na azimut,Morský dobre namontovaný azimutaElektrický motor s CRP azimut azimutomsú navrhnuté tak, aby vyhovovali rôznym potrebám morského priemyslu a poskytovali optimálny výkon za rôznych prevádzkových podmienok.
Ak máte záujem dozvedieť sa viac o našich elektrických motorových azimutových tokoch alebo by ste chceli diskutovať o vašich konkrétnych požiadavkách, kontaktujte nás kvôli konzultácii. Náš tím odborníkov je pripravený vám pomôcť pri výbere správneho produktu pre vašu aplikáciu a pomáha vám dosiahnuť najlepšiu možnú motorickú efektívnosť.
Odkazy
- Chapman, SJ (2012). Základy elektrických strojov. McGraw - Hill Education.
- Fitzgerald, AE, Kingsley, C., & Umans, SD (2003). Elektrické stroje. McGraw - Hill Education.
- Krause, PC, Wasynczuk, O., & Sudhoff, SD (2013). Analýza elektrických strojov a hnacích systémov. Wiley.
