Inleiding tot transportbandsystemen

Transportbandsystemen zijn de basisbouwstenen in de meeste sectoren voor het transport van materialen. Ze bestaan ​​uit een door een motor aangedreven roterende band op rollen en katrollen. De eenvoudigste apparatuur die nodig is, omvat de katrollen, rollen, band en aandrijving. Ze vinden toepassingen in uitgebreid gebruik in de productie-, mijnbouw- en logistieke sectoren omdat ze materiaal met een hoog tonnage over lange afstanden kunnen vervoeren.

Basisprincipe en ontwerp van transportbanden

Transportbanden zijn gemaakt op een heel eenvoudig principe waarbij de band om twee of meer katrollen heen gaat. Het materiaal en de band die met elkaar verbonden zijn, worden getrokken door de motoraangedreven katrol. De tweede katrol is vast en fungeert als een geleider voor de band. De band is voorgespannen zodat de band niet slipt maar soepel beweegt. Het gemak waarmee dit systeem is ontworpen, heeft het populair gemaakt bij het transport van bulkmateriaal.

Problemen die het meest kritisch zijn voor aandrijfsystemen van transportbanden

Hoewel ze breed worden toegepast, worden transportbandsystemen geplaagd door een scala aan problemen die verband houden met hun aandrijfsystemen. Traditionele aandrijfsystemen worden voornamelijk geplaagd door slechte efficiëntie en onderhoudsproblemen die worden veroorzaakt door mechanische slijtage en slijtage. Bovendien leveren ze niet voldoende automatisch koppel bij lage snelheden, waardoor hun operationele efficiëntie in gevaar komt. De problemen vereisen geavanceerde aandrijftechnologieën die niet alleen de efficiëntie verbeteren, maar ook het energieverbruik verminderen.

Evolutie van aandrijftechnologieën voor materiaalbehandeling

De technologie van transportbandaandrijvingen heeft in de loop der eeuwen een lange weg afgelegd. Van de inductiemotoren van vroeger tot de huidige frequentieregelaars (VFD's), met elke vooruitgang voor meer efficiëntie en controle. De laatste paar jaar hebben we een technologische revolutie gezien met Low-speed High Torque Permanent Magnet Synchronous Motors (PMSM) die op het toneel verschenen met een hogere koppeloutput en energie-efficiëntie.

Overzicht van lagesnelheids- en hogekoppel-PMSM-technologie

Low-speed High Torque PMSM-technologie is een recente innovatie in elektromotortechnologie. De motoren zijn speciaal gemaakt om een ​​hoog koppel te leveren bij lage snelheid, en daarom worden ze het beste gebruikt in toepassingen zoals transportbanden waar stabiliteit in koppel nodig is.

Structurele kenmerken van PMSM

Het ontwerp van PMSM's wordt bepaald door rotorontwerp en permanente magneettypeselectie. Dit is wat ze een hoge koppeldichtheid en operationele efficiëntie geeft.

Rotorontwerp voor hoge koppeldichtheid

De PMSM-rotor is ontworpen met interne permanente magneten die een verbeterde magnetische fluxverbinding bieden, en dus een hoog koppeloutput naar volume. Het ontwerp houdt het tandwielkoppel minimaal en zorgt voor een soepele werking, zelfs bij lage snelheid.

Selectie van materiaal voor permanente magneten

Optimale selectie van permanent magneetmateriaal is van het grootste belang voor de prestatiespecificatie. Neodymium-ijzer-boor (NdFeB) serie zeldzame aarde magneten worden gebruikt omdat ze in staat zijn om een ​​hoge magnetische sterkte en hittebestendigheid te bieden, wat het belangrijkst is om de prestaties te behouden onder wisselende belastingsomstandigheden.

Prestatievoordeel bij lage snelheid

Bij lage snelheden zijn de koppeltoevoer en de efficiëntie een aantal belangrijke voordelen, die beide essentieel zijn bij transportbandtoepassingen.

Koppel-snelheidscurve-analyse

Low-speed High Torque PMSM koppel-snelheidscurve is bijna vlak over het operationele bereik met een stabiel koppel, ongeacht de snelheidsvariatie. Dit is gunstig in de context dat het stabiel kan draaien bij opstarten en belaste omstandigheden zonder de noodzaak van secundaire overbrenging.

Energie-efficiëntie bij continu bedrijf

PMSM's zijn energiezuinig vanwege lage elektrische verliezen en een gemaximaliseerd magnetisch circuitontwerp. Ze zijn zeer efficiënt over een breed werkingsbereik, waardoor ze energiezuinig zijn voor langdurige werking in transportsystemen waar de prioriteit ligt bij het behoud van energie.

Technische voordelen van PMSM gebruikt in transportbanden

Energiebesparende prestatieanalyse

Vergelijking met inductiemotoren

Low-Speed ​​High Torque PMSM's op transportbandsystemen bezitten een zeer belangrijk energiebesparend aspect ten opzichte van traditionele inductiemotoren. Traditionele inductiemotoren hebben een constant toerental en vereisen enkele toegevoegde componenten zoals tandwielkasten om de gewenste koppelniveaus te leveren. Het ontwerp resulteert meestal in energieverlies door wrijving en warmteafvoer. PMSM's genereren echter een hoog koppel bij lage snelheden zonder tandwielreducties en elimineren zo de bijbehorende energieverliezen.

PMSM's zijn energiezuiniger voor verschillende bedrijfsomstandigheden. Energiebesparing wordt ook veroorzaakt door het vermogen om de beste prestaties te leveren zonder externe koelsystemen te gebruiken. Ter vergelijking: PMSM's besparen tot 20% energie vergeleken met de toepassing van inductiemotoren voor hetzelfde doel, waardoor ze een geschikte optie zijn voor kostenefficiënte en milieuvriendelijke industrieën.

Regeneratief remvermogen

Regeneratief remvermogen is een belangrijk voordeel van Low-speed High Torque PMSM's. Door gebruik te maken van deze eigenschap, wint de motor kinetische energie terug die is verkregen van het transportsysteem bij vertragende of bergafwaartse handelingen en brengt deze terug in elektrische vorm. De teruggewonnen energie kan worden teruggevoerd naar het elektriciteitsnet of lokaal worden gebruikt, wat de energie-efficiëntie op faciliteitsniveau verbetert.

Regeneratief remmen vermindert ook mechanische slijtage van remonderdelen van mechanische remsystemen, maar bevordert lagere bedrijfskosten door minder energieverspilling. Een dergelijk voordeel wordt erg belangrijk met betrekking tot use cases met terugkerend start-stopgedrag of variërende laadpatronen, waarbij de normale motoren in deze situaties aanzienlijke hoeveelheden energie verspillen.

Betrouwbaarheid en onderhoudsvoordelen

Minder mechanische slijtage bij lage snelheid

Werken op lage snelheden vermindert op natuurlijke wijze de mechanische slijtage van transportbandcomponenten zoals riemen, katrollen en lagers. Soepele koppellevering door Low-speed High Torque PMSM's minimaliseert plotselinge belastingsfluctuaties en trillingen, verlengt de levensduur van deze componenten en vermindert de onderhoudsvereisten.

Het verwijderen van versnellingsbakken in direct drive-configuraties vermindert nog meer gebieden van potentiële storingen, wat leidt tot een algehele verbetering van de betrouwbaarheid van het systeem. Door de betrokken mechanica te elimineren, minimaliseren PMSM's de kans op storingen en bijbehorende downtime, waardoor continue werking mogelijk is, zelfs in extreme omgevingen.

Oplossingen voor thermisch beheer

Effectief thermisch beheer is essentieel voor het behoud van de werking en levensduur van de motor. Low-speed High Torque PMSM's zijn ontworpen met geavanceerde thermische beheertechnologieën die warmte effectief afvoeren en oververhitting voorkomen tijdens langdurige bedrijfsomstandigheden.

Betrouwbare isolatiematerialen en goed ontworpen koelsystemen worden in deze motoren gebruikt om de warmteafvoer te verbeteren zonder dat dit ten koste gaat van de efficiëntie. Zo behouden ze stabiele bedrijfstemperaturen onder dynamische belastingomstandigheden en verminderen ze het risico op thermische storingen en voortijdige service.