Vodič za sinkrone i visokomomentne motore drobilice

Zašto oprema za drobljenje i usitnjavanje treba namjenske motore

Sinkroni motori za rad drobilice i motori za usitnjavanje s velikim zakretnim momentom postoje kako bi riješili isti temeljni problem: standardni indukcijski motori bore se s udarnim opterećenjem, zahtjevima cikličkog zakretnog momenta i početnim uvjetima koje oprema za drobljenje i usitnjavanje postavlja pogonskom sustavu. Čeljusna drobilica ili mlin čekićar ne povlače postojano, predvidljivo opterećenje — okretni moment naglo raste svaki put kada se komad stijene, rude ili materijala zaglavi ili slomi pod djelovanjem drobljenja, a motor mora apsorbirati taj skok bez zastoja ili spoticanja izvan mreže.

Sinkroni motori obično se specificiraju za velike drobilice s kontinuiranim radom — kružne i konusne drobilice u rudarskim i agregatnim operacijama — gdje njihova fiksna sinkrona brzina i sposobnost ispravljanja faktora snage daju stvarne dobitke učinkovitosti na razini. Motori pulverizatora visokog zakretnog momenta, često indukcijski dizajni s ojačanom konstrukcijom rotora , odabrani su za mlinove i pulverizere gdje su početni moment i održivi kapacitet preopterećenja pod cikličkim opterećenjem važniji od prednosti faktora snage koje pružaju sinkroni motori.

Početni moment: Specifikacija koja se podcjenjuje

Drobilice i raspršivači često se pokreću pod opterećenjem - s materijalom koji već stoji u komori za drobljenje, a ne u praznom stanju pokretanja - što zahtijeva znatno veći startni moment od onog koji pruža motor opće namjene iste snage.

Tipični rasponi pokretačkog momenta ovise o konstrukciji motora i njihovoj prikladnosti za opremu za drobljenje.

Određivanje samo prema konjskim snagama, bez provjere početnog momenta u odnosu na stvarne zahtjeve opreme za pokretanje pod opterećenjem, jedna je od najčešćih i najskupljih pogrešaka pri odabiru motora u ovoj kategoriji opreme — podcijenjeni motor može dobro raditi na testu s malim opterećenjem, ali će stati ili se opetovano zaglaviti kada materijal stvarno prolazi kroz drobilicu.

Zašto sinkroni motori imaju smisla u većoj mjeri

Sinkroni motori rade pri fiksnoj brzini koja je vezana za frekvenciju električnog napajanja, umjesto brzine ovisne o klizanju indukcijskog motora, a to nudi dvije prednosti koje su najvažnije u velikim instalacijama s kontinuiranim radom:

• Korekcija faktora snage — prenapaljeni sinkroni motor može opskrbljivati vodeću jalovu snagu električnom sustavu postrojenja, nadoknađujući zaostajući faktor snage od drugih indukcijskih opterećenja i smanjujući penale faktora električne energije
• Veća učinkovitost pri velikim konjskim snagama — sinkroni motori općenito održavaju veću učinkovitost od usporedivih indukcijskih motora pri snagama iznad otprilike 1000 KS, gdje obično rade velike kružne i konusne drobilice

Ispod te ljestvice, dodani trošak i složenost sustava pobude sinkronog motora i opreme za pokretanje često nadmašuju prednosti učinkovitosti i faktora snage, zbog čega se u manjim i srednjim aplikacijama za drobljenje i usitnjavanje češće koriste indukcijski dizajni s visokim momentom.

Konstrukcija rotora i ležaja za otpornost na udarna opterećenja

Osim okretnog momenta, mehanička konstrukcija motora drobilice ili raspršivača razlikuje se od dizajna opće namjene na načine koji izravno utječu na životni vijek pod opetovanim udarnim opterećenjem:

1. Pojačane šipke rotora i završni prstenovi dizajnirani su za podnošenje toplinskog i mehaničkog naprezanja ponavljanih pokretanja velike struje i skokova zakretnog momenta bez pucanja ili labavljenja tijekom vremena.
2. Ležajevi za teške uvjete rada, često preveliki u odnosu na konjske snage motora, određeni su da apsorbiraju radijalno udarno opterećenje koje se prenosi natrag kroz pogonsku spojku uslijed akcije drobljenja.
3. Robustan dizajn osovine i spojke odgovara torzijskom udarnom opterećenju jedinstvenom za opremu za drobljenje, budući da se osovina dimenzionirana samo za okretni moment u stabilnom stanju može umoriti i otkazati pod opetovanim udarnim opterećenjem mnogo prije svog nazivnog vijeka trajanja.

Motor ocijenjen za ispravnu konjsku snagu i okretni moment, ali izgrađen u skladu s općim industrijskim radnim standardom, a ne standardom rada drobilice/pulverizatora, često pokazuje preuranjeni kvar ležaja ili rotora posebno zato što mehanička konstrukcija nije projektirana za udarna opterećenja.

Pitanja koja treba potvrditi prije određivanja motora

Nekoliko pojedinosti o primjeni određuju odgovara li sinkroni ili asinkroni motor s visokim zakretnim momentom, a ispraviti ih pogrešno u fazi specifikacije mnogo je skuplje nego ispraviti ih unaprijed:

• Koliki je stvarni zahtjev za početni moment pod opterećenjem, ovisno o tome pokreće li oprema prazna ili pod materijalnim opterećenjem?
• U koji raspon konjskih snaga spada instalacija, budući da taj prag uvelike određuje hoće li prednosti sinkronog motora opravdati dodatnu složenost sustava?
• Koja je metoda pokretanja dostupna na gradilištu — puni napon, smanjeni napon ili soft starter — budući da to utječe i na odabir motora i na električnu infrastrukturu potrebnu za njegovu podršku?

Razrada ovih pitanja s podacima o radnom ciklusu proizvođača opreme u ruci, umjesto oslanjanja na generičko traženje konjskih snaga do motora, najpouzdaniji je način da se izbjegne nedovoljna specifikacija motora za udarna opterećenja koja oprema za drobljenje i usitnjavanje zapravo proizvodi.