冷却塔にダイレクトドライブ永久磁石モーターを使用する理由は？
—— エネルギー効率、環境への配慮、低メンテナンス
冷却塔にダイレクトドライブ永久磁石モーターを使用する理由は？
—— エネルギー効率、環境への配慮、低メンテナンス
冷却塔システムは、水入口システム、冷却システム、排水システム、排ガス処理システムなど、いくつかのコンポーネントで構成されています。水入口システムは、熱放散のために冷却塔に水を供給し、空気が水を冷却します。排水システムは冷却された水を排出し、排ガス処理システムは排出物を処理することによって環境汚染を最小限に抑えます。
従来の冷却塔は通常、高速モーター + 5〜8メートルの中空の長いシャフト + 90度のギアボックス + ファンドライブシステムを使用します。しかし、この従来のセットアップはいくつかの課題に直面しています：
1. 複雑な構造：モーター、長いシャフトのカップリング、ギアボックス、オイルポンプステーションなど、複数のコンポーネントで構成されています。
2. 安定性の低さ：長時間の運転によりシャフトが変形し、誘導モーターやギアボックスの故障率が増加します。一般的な問題には、カップリングの損傷、モーターの焼損、ギアボックスのシールの故障、潤滑パイプの詰まりが含まれ、メンテナンスコストが増加します。
3. 全体的な効率の低さ：各伝達段階でエネルギー損失が発生し、全体的な効率が80％未満に低下します。
4. 環境への影響：誘導モーターは高い熱と騒音を発生させ、作業者の健康を害し、ギアボックスのオイル漏れは汚染を引き起こします。
5. 高いメンテナンス：頻繁な故障は広範な保守を必要とし、 significantな時間とリソースを消費します。
永久磁石同期モーター（PMSM）は、ステーターの回転磁場とローターの永久磁石との間の磁気相互作用を利用して動作します。ステーターの三相巻線は交流によって励起され、ローターの磁場と同期する回転場を生成し、直接駆動運動を可能にします。
低速直接駆動PMSMを採用することで、旧式のモーター+シャフト+ギアボックスシステムは、効率的なセットアップに置き換えられます：低速PMSM + ベクトル周波数変換器。モーターはギアボックスの元の位置（V3マウント）に設置され、ファンインペラに直接カップリングされます。
従来の冷却塔は通常、高速モーター + 5〜8メートルの中空の長いシャフト + 90度のギアボックス + ファンドライブシステムを使用します。しかし、この従来のセットアップはいくつかの課題に直面しています：
1. 複雑な構造：モーター、長いシャフトのカップリング、ギアボックス、オイルポンプステーションなど、複数のコンポーネントで構成されています。
2. 安定性の低さ：長時間の運転によりシャフトが変形し、誘導モーターやギアボックスの故障率が増加します。一般的な問題には、カップリングの損傷、モーターの焼損、ギアボックスのシールの故障、潤滑パイプの詰まりが含まれ、メンテナンスコストが増加します。
3. 全体的な効率の低さ：各伝達段階でエネルギー損失が発生し、全体的な効率が80％未満に低下します。
4. 環境への影響：誘導モーターは高い熱と騒音を発生させ、作業者の健康を害し、ギアボックスのオイル漏れは汚染を引き起こします。
5. 高いメンテナンス：頻繁な故障は広範な保守を必要とし、 significantな時間とリソースを消費します。
永久磁石同期モーター（PMSM）は、ステーターの回転磁場とローターの永久磁石との間の磁気相互作用を利用して動作します。ステーターの三相巻線は交流によって励起され、ローターの磁場と同期する回転場を生成し、直接駆動運動を可能にします。
低速直接駆動PMSMを採用することで、旧式のモーター+シャフト+ギアボックスシステムは、効率的なセットアップに置き換えられます：低速PMSM + ベクトル周波数変換器。モーターはギアボックスの元の位置（V3マウント）に設置され、ファンインペラに直接カップリングされます。
冷却塔ファンのためのダイレクトドライブPMSMソリューションの利点：
1. 簡素化された構造：ダイレクトモーター-インペラ接続により、ギアボックスとオイルポンプが排除されます。
2. 信頼性の向上：ギアボックスの故障と伝送損失を排除し、スムーズな始動、過負荷容量、衝撃耐性を提供します。
3. エネルギー節約：伝送段階が少ないことで効率が向上（>95%）；広い負荷範囲が変動条件での性能を最適化します。
4. 環境に優しい：ギアボックスがないためオイル漏れがなく、クリーンな運転と安全基準の遵守を確保します。
5. 低メンテナンス：故障ポイントが少なく、定期的なベアリングの潤滑のみが必要です。
6. スマートコントロール：エネルギー効率の良い運転のためのIoT対応自動化。
冷却塔ファンのためのダイレクトドライブPMSMソリューションの利点：
1. 簡素化された構造：ダイレクトモーター-インペラ接続により、ギアボックスとオイルポンプが排除されます。
2. 信頼性の向上：ギアボックスの故障と伝送損失を排除し、スムーズな始動、過負荷容量、衝撃耐性を提供します。
3. エネルギー節約：伝送段階が少ないことで効率が向上（>95%）；広い負荷範囲が変動条件での性能を最適化します。
4. 環境に優しい：ギアボックスがないためオイル漏れがなく、クリーンな運転と安全基準の遵守を確保します。
5. 低メンテナンス：故障ポイントが少なく、定期的なベアリングの潤滑のみが必要です。
6. スマートコントロール：エネルギー効率の良い運転のためのIoT対応自動化。
低速ダイレクトドライブPMSMおよび周波数制御システムの設置
性能比較（フルロード時132kWモーター）
低速ダイレクトドライブPMSMおよび周波数制御システムの設置
性能比較（フルロード時132kWモーター）
改修後のフルロードでの省エネルギー分析：
1.冷却塔ファンに132 kWの低速直結永久磁石同期モーター（PMSM）を採用した後、同じ運転条件下で、夏のフルロード時にモーターあたりの平均電流が32A/時間減少します。測定された電圧が約380V（U=380V, cosφ=0.96, η=0.95）の場合、1時間あたりの節電量は次のように計算されます：
2. P = 1.732 × 380V × 32A × 0.96 × 0.95 = 19.2 kWhで、16%の電流削減を達成します。
3. 安定した条件下で、改修された2台の冷却塔ファンが夏に同時に運転することで、総電力消費が94 kWh（45%の節約）削減されます。2,200時間の運転と電気料金¥0.4/kWhに基づくと、夏（Q3）のコスト削減額は：
4. 94 kWh × 2,200 h × ¥0.4/kWh = ¥82,720です。
5. Q1（冬）では、低い周囲温度により、1台のファンだけで生産ニーズを満たすことができます。
6. Q2およびQ4では、ファン#2がフル稼働し、ファン#1は予熱された循環水の需要に基づいて速度を調整します。保守的な見積もりでは50%の電力節約が示され、総消費が100 kWh削減されます。これらの四半期のコスト削減：
7. 100 kWh × 4,400 h × ¥0.4/kWh = ¥176,000です。
8. 年間節約の概要、総節電量：646,800 kWh、総コスト削減：約¥258,720
9. CO₂排出量削減：644,859 kg
結論：
低速直結PMSMによる改修は、冷却塔ファンの効率を大幅に向上させ、システムの故障やメンテナンスを減少させ、設備の寿命を延ばします。実証されたエネルギー節約、低投資コスト、短い回収期間を持つこのソリューションは、火力発電、石油化学、化学、鉄鋼、冶金産業での広範な採用に理想的であり、中国の二酸化炭素削減目標を支援します。
改修後のフルロードでの省エネルギー分析：
1.冷却塔ファンに132 kWの低速直結永久磁石同期モーター（PMSM）を採用した後、同じ運転条件下で、夏のフルロード時にモーターあたりの平均電流が32A/時間減少します。測定された電圧が約380V（U=380V, cosφ=0.96, η=0.95）の場合、1時間あたりの節電量は次のように計算されます：
2. P = 1.732 × 380V × 32A × 0.96 × 0.95 = 19.2 kWhで、16%の電流削減を達成します。
3. 安定した条件下で、改修された2台の冷却塔ファンが夏に同時に運転することで、総電力消費が94 kWh（45%の節約）削減されます。2,200時間の運転と電気料金¥0.4/kWhに基づくと、夏（Q3）のコスト削減額は：
4. 94 kWh × 2,200 h × ¥0.4/kWh = ¥82,720です。
5. Q1（冬）では、低い周囲温度により、1台のファンだけで生産ニーズを満たすことができます。
6. Q2およびQ4では、ファン#2がフル稼働し、ファン#1は予熱された循環水の需要に基づいて速度を調整します。保守的な見積もりでは50%の電力節約が示され、総消費が100 kWh削減されます。これらの四半期のコスト削減：
7. 100 kWh × 4,400 h × ¥0.4/kWh = ¥176,000です。
8. 年間節約の概要、総節電量：646,800 kWh、総コスト削減：約¥258,720
9. CO₂排出量削減：644,859 kg
結論：
低速直結PMSMによる改修は、冷却塔ファンの効率を大幅に向上させ、システムの故障やメンテナンスを減少させ、設備の寿命を延ばします。実証されたエネルギー節約、低投資コスト、短い回収期間を持つこのソリューションは、火力発電、石油化学、化学、鉄鋼、冶金産業での広範な採用に理想的であり、中国の二酸化炭素削減目標を支援します。
