← Tilbage til Drives & Motors kategori

Forståelse af kraftoverførselsteknologier til køletårne

Kig efter den rigtige balance mellem de indledende omkostninger og levetidsomkostningerne

Af Jerome Jennings, Global Product Manager - Komponenter, SPX Cooling Technologies

Jerome Jennings, Global Product Manager, SPX Cooling Technologies

Jerome Jennings, Global Product Manager, SPX Cooling Technologies

Køletårne ​​kan bruge flere kraftoverførelsesteknologier, herunder et gear, bælte, direkte drev og elektronisk kommuteret (EC) -drev.

Hver har fordele og ulemper. Det korrekte valg rammer en passende balance mellem de indledende omkostninger og driftsomkostningerne.

Oversigt over tilgængelige kraftoverførelsesteknologier

Gear drev tilbyder moderate omkostninger med lave levetid driftsomkostninger

Gearkøretøjet er et fælles system, der overfører strøm og har været brugt i årtier. En gearkasse er afhængig af den interne gearing, der går i gang med at transmittere strøm.

I et køletårnsprogram reducerer geardrevet højhastighedseffekten fra motoren til den lavere hastighed, der kræves for at drive ventilatoren. Induktionsmotor er relativt lille, fordi gearkassen forøger drejningsmomentet.

Gear drev er effektive på alle tårn kraftniveauer. Deres tykke støbte skaller, der rummer tandhjulene og oliebadet, kan modstå den høje varme og fugtighed inde i køletårnet.

Gearkasser kræver yderligere "no load" -magt for at overvinde friktionen af ​​interne komponenter og olieviskositet. Gearkassenes effektive effekt varierer pr. Applikation, men er generelt tæt på 96-procent.

Køletårnet Power Transmission

Gearkøretøjet reducerer højhastighedseffekten fra motoren til den lavere hastighed, der kræves til ventilatoren.

Gearkøretøjet kræver lidt vedligeholdelse. For eksempel kræver nogle gearkasser, der bruger syntetisk olie, ikke en olieændring i fem år, men køletårnsejere og serviceentreprenører bør være omhyggelige med at inspicere for mulige lækager.

Et andet positivt træk ved gearkørslen er, at den kører direkte online strøm. En variabel frekvensdrev (VFD) er ikke påkrævet, men kan medtages for ekstra motorhastighedskontrol og energiforbrugsfordele.

Bælte drev har lave første omkostninger, men højere driftsomkostninger

Bælte drev har eksisteret endnu længere end gear drev. De bruges til at overføre bevægelse fra en aksel til en anden ved hjælp af en løkke af fleksibelt materiale, der løber over to skiver (også kaldet remskiver) for at forbinde de roterende aksler.

Denne teknologi giver en jævn og effektiv kraftoverførsel mellem aksler, selvom de ligger i en betydelig afstand.

Køletårnet Power Transmission

Bælte drev sender bevægelse fra en aksel til en anden ved hjælp af en løkke af fleksibelt materiale.

I et køletårn applikation bestemmer størrelsen af ​​skiverne hastigheden; Bånd af forskellig størrelse giver den krævede hastighedsreduktion. Den mindste skive forbinder motoren, mens den større ventilatorskive er forbundet med en ventilatoraksel.

Forholdet mellem disse størrelser dikterer hastighedsreduktionen. Bælter, der matcher profil- og længdekravene til skærebearbejdningsmidlet.

I modsætning til gear er bæltedrevene udsat for køletårnets varme, fugtige omgivelser. Den oprindelige pris for et bælte drev er lav, men løbende vedligeholdelsesomkostninger vokser over tid. Blade og andre komponenter korroderer; bælter strækker sig og taber spændinger.

Startende ved omkring 95 procent effektivitet kan bælte drev falde til de lave 90'er eller endnu lavere, når bælterne strækker sig og bærer. Vedligeholdelse omfatter regelmæssig bælteudskiftning og smøring af ventilatorskaft flere gange om året, hvilket bidrager til den højere levetid driftsomkostninger.

Bæltedrev er ofte ansat i køletårne ​​med lavere hestekræfter. Ligesom en gearkasse kræver bånddrevet ikke en VFD.

Motorer med direkte drev har lave vedligeholdelseskrav, men indledende omkostninger er typisk meget højere end andre alternativer

Der er flere direkte drev indstillinger, hvor motoren direkte driver køletårn fan. Motoren med direkte drev giver pålidelighed med minimal vedligeholdelseskrav.

En almindelig direktedrevsoption bruger en permanentmagnetmotor. Dette er en type elektromotor med permanente magneter i sjældne jordarter, der indgår i rotoren. Anvendelsen af ​​denne teknologi er vokset i løbet af det sidste årti og bruges nu i vid udstrækning i biler, droner, computere og mange andre applikationer, som har brug for kraftige, men relativt kompakte motorer.

Den permanente magnetmotor driver direkte ventilatoren, hvilket eliminerer en række komponenter, herunder gearkasse, drivaksel, pudeblokelejer og koblinger. Dette eliminerer igen behovet for tilpasning af de mekaniske komponenter, hastighedsinstallation, reducering af installationsomkostninger og øget systemeffektivitet.

En ulempe ved permanentmagnet-indstillingen er startprisen - et direkte drev med en permanentmagnetmotor er ofte den højeste pris for alle kraftoverføringsmuligheder.

For drejningsmomentkravene for køletårneapplikationer bliver permanentmagnetmotorer tungere og højere end standard induktionsmotorer, fordi gearet elimineres.

Permanente magnetmotorer kræver, at en VFD skal fungere. Selvom en ekstra startomkostning giver VFD operatørerne mulighed for at styre hastigheden og spare energi.

Køletårnet Power Transmission

Den permanente magnetmotor driver direkte ventilatoren og producerer et magnetfelt

Sikring af sikker drift er et potentielt problem. Med andre kraftoverføringsmuligheder, når motoren er afbrudt, er der ingen strøm til det, hvilket gør det sikkert at servicere.

Den permanente magnetmotor kan generere elektricitet, selv når strømmen er slukket, hvilket potentielt kan skabe en farlig situation. Hvis for eksempel vind vender ventilator og ventilatoraksel, kan elektricitet rejse til, hvor en tekniker arbejder på udstyret.

Et andet sikkerhedsspørgsmål er det magnetiske felt, der produceres, hvilket kan påvirke enhver, der bærer en pacemaker, der arbejder i nærheden af ​​motoren.

En direkte drev har typisk den laveste vedligeholdelsesomkostning i løbet af dets levetid, fordi der ikke er behov for at udskifte olien, ingen olieforseglinger, der kan bære, og ikke behov for rutinemæssig tilpasning.

Årlig smøring anbefales. De oprindelige omkostninger kan være to til tre gange mere end en gearkasse. På grund af den høje første pris kan tilbagebetaling strække sig til ti eller flere år.

Køletårnet Power Transmission

Elektronisk kommuteret motor kombinerer motor, regulator og ventilator

Den højeffektive elektronisk kommuterede (EC) motor er en nyere teknologi, der kombinerer en lille DC motor og en omformer / hastighedsregulator i en pakke.

Motorens rotordel bruger typisk sjældne jordarters permanente magneter, og integralhastighedskontrollen eliminerer behovet for en ekstern VFD. Til køletårn applikationer er fanen, ventilatorhætten og blæserbeskyttelsen ofte integreret for at give en komplet mekanisk drivpakke.

Dette giver et simpelt og kompakt arrangement, der er let at installere på fabrikken og erstatter i feltet efter behov.

Køletårne, der anvender EC-motorer, har normalt mindre kapacitet og fodaftryk med en maksimal applikationsstørrelse på 10 hk eller en meter ventilatordiameter. Sammenlignet med bælte drev og andre lav-hestekræfter motorer (mindre end 5 hk) er EC motorer konsekvent mere effektive.

I små hk-applikationer præsenterer EC-motoren intet strømtransmissionstab, mens andre lav-hp-motorer og bælte-drev kan opleve kraftoverførselsstab fra 5-20-procent.

Fordi EC motorer bruger forseglede lejer, er der stort set ingen vedligeholdelse. Brugen af ​​denne teknologi til køletårne ​​er ny og lejer sig i dag kun til low-hp, små ventilatordiametere.

Tabel 1 giver en samlet sammenligning af tilgængelige kraftoverførelsesteknologier. Bælte drev har lave startomkostninger men høje driftsomkostninger. Direkte drev har en høj startpris med lavere driftsomkostninger. Gear drev normalt falder et sted imellem. EC motorer tilbyder lave driftsomkostninger, men størrelser og anvendelser er mere begrænsede.

Køletårnet Power Transmission

At vælge den rigtige indstilling er en balancehandling

Når man vælger blandt kraftoverførelsesteknologier, skal køletårnspecifikatorer, entreprenører og ejere vurdere omkostningerne i hele køletårnets livscyklus.

Faktorer som energieffektivitet, lethed, vedligeholdelse, pålidelighed og levetid skal afbalanceres mod startinvesteringer, installationsomkostninger, operationel kompleksitet og miljøpåvirkning.

Referencer

Et kig på bælte-, kæde- og gearkøretøjsteknologi, Power Transmission Engineering, https://www.powertransmission.com/blog/a-look-at-belt-chain-and-gear-drive-technology/, hentet 5 / 17 / 18

Process Industry Informer

Relaterede nyheder

Giv en kommentar

Din e-mail adresse vil ikke blive offentliggjort. Krævede felter er markeret *

Dette websted bruger Akismet til at reducere spam. Lær, hvordan dine kommentardata behandles.