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May 02, 2024

Conception et exploitation de hautes

Scientific Reports volume 13, Numéro d'article : 2656 (2023) Citer cet article 1166 Accès aux détails des mesures Un régulateur de vitesse à aimant permanent de haute puissance est appliqué à une pompe à eau de refroidissement pour

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 2656 (2023) Citer cet article

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Détails des métriques

Un régulateur de vitesse à aimant permanent de haute puissance est appliqué à une pompe à eau de refroidissement pour économiser l'énergie pendant la production d'acier à Magang (Group) Holding Co., Ltd. La configuration conçue d'un régulateur de vitesse à aimant permanent de haute puissance avec une base mobile est illustrée. dans ce manuscrit, et le tourbillon magnétique sous les différentes zones de maillage entre les arbres menant et mené a été simulé. Et les estimations indiquent que la pompe à eau de refroidissement contrôlée par un régulateur de vitesse magnétique peut économiser de l'énergie électrique de 22 %, soit environ 1 756 400 kWh par an, par rapport à la pompe traditionnelle contrôlée par vanne, et que la chaleur perdue générée par cette configuration est inférieure à 5 dix. -des millièmes de la puissance à l'arbre. Pendant ce temps, le régulateur de vitesse à aimant permanent a une vibration beaucoup plus faible en raison de ce mode sans contact entre les arbres menant et mené.

Comparé à la boîte de vitesses traditionnelle, le régulateur de vitesse à aimant permanent, basé sur le tourbillon magnétique dû au mouvement relatif entre l'aimant permanent et le conducteur, présente plusieurs avantages tels qu'une efficacité énergétique plus élevée, une fiabilité plus forte, une installation plus facile, un coût inférieur. , et démarrage progressif du moteur1,2. La nouvelle technologie de vitesse réglable par aimant permanent est utilisée pour que le moteur contrôle sa vitesse et économise son énergie, ce qui profite à la réduction des émissions. C’est pourquoi les chercheurs du secteur industriel s’intéressent de plus en plus à ce phénomène.

Le développement du régulateur de vitesse à aimant permanent de type disque ne s’arrête jamais depuis qu’il a été proposé dans les années 19903,4. Ces dernières années, des recherches sur le régulateur de vitesse à aimant permanent ont été menées non seulement dans les éléments de modèle et de simulation pour l'analyse de base5,6, mais également dans l'application avec amélioration de la structure dans l'industrie7,8. La méthode de la ligne équivalente virtuelle a été développée pour résoudre l'effet final sur la distribution du champ magnétique dans la région de l'entrefer du régulateur de vitesse à aimant permanent. Grâce au calcul de la densité de flux statique de l’entrefer, il a été constaté que la fonction de compensation des effets finaux calculée sur la base du modèle était hautement cohérente avec le résultat calculé par la méthode des éléments finis9. Selon le modèle de champ de Foucault transitoire 3D de certaines recherches, la substitution du disque de cuivre par un disque d'aluminium pourrait améliorer la vitesse régissant la stabilité du coupleur magnétique permanent10. Une méthode de modélisation 3D rapide et précise a été proposée pour évaluer les performances électromagnétiques de machines à aimant permanent à flux axial dans des conditions à vide. Les résultats calculés de la densité de champ local, de la force électromotrice et du couple d'encoche pour le régulateur de vitesse du disque étaient en très bon accord avec les mesures expérimentales11. Une nouvelle stratégie de contrôle d'affaiblissement de flux avec une réponse rapide en courant transitoire est conçue pour faciliter l'application de contrôle d'affaiblissement de flux sur les véhicules électriques, et les résultats de simulation et expérimentaux ont montré que la stratégie proposée pourrait atteindre une réponse de couple rapide et avoir également la capacité de réduire la fluctuation du couple de l’état stable12. La structure du régulateur à aimant permanent de 250 kW a été avancée pour améliorer la conduction thermique, garantissant ainsi le fonctionnement stable et fiable de cet équipement13. Un réseau Halbach, une sorte de réseau d'aimants permanents spécial, a été essayé dans le coupleur à aimant permanent, et la simulation et le test ont montré une efficacité plus élevée dans le régulateur de vitesse axiale14,15. De plus, le réseau Halbach a également été utilisé dans les séparateurs pour améliorer l’efficacité de la séparation16. Des recherches relativement systématiques sur les régulateurs de vitesse à aimant permanent ont également été présentées dans les références17,18,19.

Dans ce manuscrit, un régulateur de vitesse à aimant permanent de 450 kW utilisé pour la pompe à eau de refroidissement dans la production d'acier est présenté. La structure de réseau de pôles N-S est utilisée dans ce régulateur de vitesse, et le champ magnétique et la densité de courant dans le projet d'entraînement du conducteur induit par le projet entraîné par l'aimant sont simulés sur la base d'une analyse de modélisation par éléments finis (FEM). Sous le moteur, une base mobile automatique contrôlée par un automate programmable (PLC) est utilisée pour ajuster la zone de maillage et par conséquent le tourbillon magnétique, modifiant ainsi la puissance de sortie du moteur pour maintenir le débit d'eau dans le tuyau. Les mesures et les calculs montrent que la pompe à eau de refroidissement contrôlée par un régulateur de vitesse magnétique dans cette recherche peut économiser de l'énergie électrique de 22 %, soit environ 1 756 400 kWh par an, par rapport à la pompe traditionnelle contrôlée par vanne. Par conséquent, ce type de régulateur de vitesse à aimant permanent se présente dans une structure compacte (le pas axial n'est que de 25 cm). De plus, une réduction évidente des vibrations est observée lorsque le régulateur de vitesse à aimant permanent est utilisé. Pendant ce temps, la chaleur perdue dans l’installation est très faible, d’après la théorie du rayonnement thermique.