کاربردهای موتور الکتریکی در حفاری های الکتریکی: راه حل های با عملکرد بالا برای ماشین آلات ساختمانی

با توجه به هدف جهانی خنثی‌سازی کربن و کاهش اتکا به سوخت‌های فسیلی، بیل‌های مکانیکی برقی گزینه بهتری نسبت به دیزلی‌های سنتی هستند. بیل‌های مکانیکی برقی با یک موتور الکتریکی ساخته می‌شوند که از نظر مناسب بودن، راندمان، قابلیت اطمینان و عملکرد کلی، جزء اصلی است. دو موتور الکتریکی اصلی برای بیل‌های مکانیکی برقی استفاده می‌شود: موتورهای سنکرون مغناطیس دائم (PMSM) و موتورهای القایی AC (ACIM).

1. نیازهای اصلی موتور برای بیل‌های مکانیکی برقی چیست؟

بیل‌های مکانیکی برقی در یک محیط پر تقاضا کار می‌کنند و به موتورهایی نیاز دارند که دارای عوامل زیر باشند:

گشتاور بالا و اضافه بار: بیل‌های مکانیکی دارای الزامات حفاری و بلند کردن سنگین هستند. موتورهای الکتریکی مورد استفاده در بیل‌های مکانیکی باید گشتاور معمولی را در سرعت‌های پایین با اضافه بار قابل اطمینان تولید کنند.

محدوده سرعت و راندمان:موتورهای الکتریکی باید در طیف وسیعی از سرعت‌ها کارآمد باشند تا هم سرعت‌های بالا و هم استفاده با سرعت کم با بار را در خود جای دهند.

فشرده و مهر و موم شده:موتورهای الکتریکی باید فشرده، ضد شمع، ضد آب و برای مدیریت حرارتی بهینه شده باشند تا شرایط سایت را پشتیبانی کنند.

دقت و بی‌صدا: موتورهای مورد استفاده در بیل‌های مکانیکی باید بتوانند به سرعت و بی‌صدا به ورودی‌های اپراتور پاسخ دهند تا راحتی و بهره‌وری را فراهم کنند.

2. مزایای موتورهای سنکرون مغناطیس دائم (PMSM)

PMSMها به دلیل مزایای خود در بیل‌های مکانیکی برقی متوسط ​​تا بزرگ استفاده می‌شوند:

بهره‌وری انرژی:PMSMها دارای تلفات روتور کم هستند که منجر به راندمان بیش از 90٪ می‌شود. بسیاری از بیل‌های مکانیکی، به ویژه ماشین‌های برقی، به صورت استارت-استاپ کار می‌کنند، به این معنی که راندمان انرژی بسیار مفید خواهد بود.

گشتاور بالا و دقت سرعت: بیشتر PMSMها امکان حرکت روان، قابل پیش‌بینی و کنترل دقیق را با الگوریتم‌های کنترل برداری یا کنترل گشتاور مستقیم پیچیده فراهم می‌کنند.

اندازه جمع و جور و تولید حرارت کمتر:PMSMها به طور طبیعی دارای ردپای کوچکتر و تولید حرارت کم هستند. بنابراین، زمانی که فضای طراحی و اتلاف گرما محدود است، می‌توانند مفید باشند.

3. مزایای موتورهای القایی AC (ACIM)

در حالی که ACIMها سرعت‌های کمی کمتری نسبت به PMSMها دارند، مزایای عالی ACIMها وجود دارد که منجر به استفاده از آنها در برخی محصولات می‌شود:

قابلیت اطمینان اثبات شده و هزینه کم:مزیت ساختار ساده و هزینه تولید کمتر، آنها را در موقعیت‌هایی که هزینه در درجه اول اهمیت دارد، مفید می‌کند.

گشتاور شروع خوب:به دلیل طراحی و انعطاف‌پذیری با درایوهای فرکانس برداری ارزان‌تر، ACIMها می‌توانند عملکرد سرعت پایین قابل قبول و خروجی گشتاور کمتری داشته باشند.

تطبیق پذیری بالا: ACIMها موتورهای فوق‌العاده‌ای برای کار سنگین و مداوم در هر محیطی هستند.

4. استراتژی‌های استقرار گزینه‌های موتور در بیل‌های مکانیکی

بیل‌های مکانیکی برقی اغلب ترکیبی از انواع موتورها را برای دستیابی به تعادل عملکرد در تولید و هزینه‌های محصول نهایی ارائه می‌دهند:

PMSM برای سیستم‌های درایو اصلی: استفاده برای پیشرانه، پمپ‌های هیدرولیک اصلی و سیستم‌های دوار که در آن عملکرد در اولویت است.

ACIM در جایی که از دستگاه‌های کمکی استفاده می‌شود: استفاده برای موتورهای فن، سیستم‌های خنک‌کننده یا پمپ‌ها که در آن قابلیت اطمینان و هزینه کمتر در اولویت است.

5. الگوهای آینده

همانطور که فناوری باتری و سیستم‌های مدیریت باتری به توسعه خود ادامه می‌دهند، این فناوری‌ها به بخش جدایی‌ناپذیری از ساخت و ساز T تبدیل خواهند شد. بیل‌های مکانیکی به طور سنتی از بسیاری از استراتژی‌های طراحی DSM استفاده کرده‌اند و این روند با طراحی بهتر، یکپارچه‌سازی و سیستم‌های هوشمند همچنان تکامل خواهد یافت. طراحی موتور نیز به سمت موتورهای مدولار، موتورهای یکپارچه و موتورهای هوشمند حرکت خواهد کرد. رابطه یا هم‌افزایی بین سیستم‌های کنترل هوشمند و موتورها یک جنبه اساسی و یکی از حوزه‌های اصلی تمایز بین تولیدکنندگان خواهد بود.