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冷却塔传动组件电机减速器优缺点比较
浏览:发布日期:2020-05-15 08:30
冷却塔可以使用多种动力传输技术,包括齿轮传动,皮带传动,直接传动和电子换向(EC)传动。每种都有优点和缺点。适当的选择可以在初始成本与运营成本之间取得适当的平衡。
 
可用的传动技术概述
齿轮驱动器具有适中的初始成本,并且使用寿命成本低
 
齿轮传动将电动机的高速功率降低到为风扇供电所需的较低速度。
 
齿轮传动系统已用于传输动力数十年。齿轮传动依靠啮合的内部齿轮来传递动力。
 
在冷却塔应用中,齿轮传动将电动机的高速功率降低到为风扇供电所需的较低速度。感应电动机相对较小,因为齿轮箱会倍增扭矩。
 
齿轮传动在所有冷却塔功率水平上均有效。其厚实的铸造壳体容纳齿轮齿和油浴,可以承受冷却塔内部的高温和高湿。变速箱需要额外的“空载”功率,以克服内部组件的摩擦和机油粘度。变速箱的净效率因应用而异,但通常接近96%。
 
齿轮传动装置几乎不需要维护。例如,某些使用合成油的齿轮箱不需要五年换油,但冷却塔所有者和服务承包商应勤于检查是否存在潜在泄漏。齿轮传动的另一个积极特性是,它可以直接利用在线电源运行。不需要变频驱动器(VFD),但可以包括变频驱动器(VFD),以增加电动机速度控制和能源使用效益。

冷却塔减速器
 
皮带轮减速器具有较低的首次成本,但运行成本较高
皮带减速器的使用寿命甚至比齿轮驱动器更长。它们用于借助一圈柔性材料或皮带将运动从一个轴传递到另一轴,该柔性材料或带在两个滑轮(也称为皮带轮)上运行以连接旋转轴。即使轴之间的距离很远,该技术仍可在轴之间平稳有效地传递动力。
 
在冷却塔应用中,滑轮的大小决定了速度;不同尺寸的皮带可以降低速度。最小的皮带轮连接到电动机,而较大的风扇轮连接到风扇轴。这些大小之间的比率决定了速度的降低。与皮带轮的轮廓和长度要求相匹配的皮带可以传输功率。
 
与齿轮不同,皮带驱动器暴露在冷却塔的高温潮湿环境中。皮带驱动器的初始成本较低,但是持续的维护成本会随着时间的推移而增长。皮带轮和其他部件腐蚀;皮带伸展而失去张力。从大约95%的效率开始,随着皮带的拉伸和磨损,皮带驱动器可能降至90s甚至更低。维护包括定期更换皮带和每年对风扇轴轴承进行几次润滑,从而提高了其使用寿命。
 
带驱动器通常用于功率要求较低的冷却塔中。像齿轮传动一样,皮带传动不需要VFD。
 
直驱电机的维护要求低,但初始成本通常比其他替代产品高得多
有多种直接驱动选项,其中电动机直接驱动冷却塔风扇。直驱式电动机提供了可靠性,并且维护需求最少。
 
常见的直接驱动选件使用永磁电动机。这是一种在转子中装有稀土永磁体的电动机。在过去的十年中,这项技术的使用已经增长,现在已广泛用于需要强大但相对紧凑的电动机的车辆,无人机,计算机和许多其他应用中。
 
永磁电动机直接驱动风扇,省去了许多零件,包括变速箱,传动轴,轴承座轴承和联轴器。这进而消除了对机械组件的对准,加快安装速度,降低安装成本并提高系统效率的需求。
 
永磁选件的一个缺点是初始成本–使用永磁电机直接驱动通常是所有动力传输选件中成本最高的。对于冷却塔应用的扭矩要求,由于取消了齿轮传动装置,永磁电动机变得比标准感应电动机更重,更高。
 
永磁电动机需要VFD才能运行。尽管增加了初始成本,但VFD可以使操作员控制速度并节省能源。
 
永磁电动机直接驱动风扇,产生磁场。
 
确保安全操作是一个潜在因素我很关心使用其他动力传输选件,当断开电机连接时,就没有电源,因此可以安全维修。即使关闭电源,永磁电动机也可以发电,有可能造成危险。例如,如果风转动了风扇和风扇轴,则电力可能流向技术人员在设备上工作的地方。另一个安全隐患是产生的磁场,该磁场可能会影响穿着起搏器的人在电动机附近工作。
 
直接驱动器一生中的维护成本通常最低,这是因为无需更换机油,无需磨损的油封且无需常规对准。建议每年润滑。初始成本可能是变速箱的两到三倍。由于高昂的首次投入成本,投资回收期可延长至10年或更长时间。
 
电子换向电机,结合了电机,控制器和风扇
 
电子换向电动机将电动机,控制器和风扇组合在一起,并使用直接驱动翼型叶轮。
 
高效电子换向(EC)电动机是一种较新的技术,将小型DC电动机和变频器/速度控制器组合在一起。电机的转子部分通常使用稀土永磁体,并且集成的速度控制消除了对外部VFD的需求。对于冷却塔应用,通常将风扇,风扇罩和风扇防护罩合并在一起,以提供完整的机械驱动器套件。这提供了一种简单而紧凑的布置,易于在工厂中安装并根据需要在现场进行更换。
 
使用EC电动机的冷却塔通常具有较小的容量和占地面积,最大应用程序尺寸为10 hp或一米的风扇直径。与皮带驱动器和其他低马力电动机(小于5 hp)相比,EC电动机始终具有更高的效率。在小马力应用中,EC电动机没有动力传递损失,而其他低马力电动机和皮带驱动器的动力传递损失则为5%至20%。
 
由于EC电动机使用密封轴承,因此几乎不需要维护。该技术在冷却塔中的使用是新技术,目前仅适用于低马力,小风扇直径。
 
 
表1提供了可用的电力传输技术的总体比较。皮带驱动器的初始成本较低,但运营成本较高。直接驱动器具有较高的初始成本和较低的运营成本。齿轮传动装置通常介于两者之间。 EC电动机的运行成本较低,但尺寸和应用受到更多限制。
 
选择正确的选项是一种平衡
在选择动力传输技术时,冷却塔的技术人员,承包商和业主必须评估整个冷却塔生命周期内的成本。能源效率,易于维护,可靠性和使用寿命等因素必须与初始投资,安装成本,操作复杂性和环境影响相平衡。