Βιομηχανικό τριφασικό χαμηλό αρχικό ρεύμα μηχανών εναλλασσόμενου ρεύματος PMSM για το μεταφορέα ζωνών

Διαφορές μεταξύ της μόνιμης μηχανής μαγνητών και της ασύγχρονης μηχανής

01. Δομή στροφέων

Ασύγχρονη μηχανή: Ο στροφέας αποτελείται από έναν πυρήνα σιδήρου και ένα τύλιγμα, κυρίως ένα σκίουρος-κλουβί και wire-wound στροφείς. Ένας στροφέας σκίουρος-κλουβιών πετιέται με τους φραγμούς αργιλίου. Το μαγνητικό πεδίο του φραγμού αργιλίου που κόβει το στάτη οδηγεί το στροφέα.

Μηχανή PMSM: Οι μόνιμοι μαγνήτες ενσωματώνονται στους μαγνητικούς πόλους στροφέων, και οδηγούνται για να περιστραφούν από το περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο που παράγεται στο στάτη σύμφωνα με την αρχή των μαγνητικών πόλων της ίδιας φάσης που προσελκύει τις διαφορετικές απέχθειες.

02. Αποδοτικότητα

Ασύγχρονες μηχανές: Ανάγκη να απορροφηθεί το ρεύμα από τη διέγερση πλέγματος, με συνέπεια ένα συγκεκριμένο ποσό της ενεργειακής απώλειας, του αντιδραστικού ρεύματος μηχανών, και του χαμηλής ισχύος παράγοντα.

Μηχανή PMSM: Το μαγνητικό πεδίο παρέχεται από τους μόνιμους μαγνήτες, ο στροφέας δεν χρειάζεται το συναρπαστικό ρεύμα, και η αποδοτικότητα μηχανών βελτιώνεται.

03. Όγκος και βάρος

Η χρήση των υψηλής απόδοσης μόνιμων υλικών μαγνητών κάνει το κενό αέρα το μαγνητικό πεδίο των μόνιμων σύγχρονων μηχανών μαγνητών μεγαλύτερων από αυτό των ασύγχρονων μηχανών. Το μέγεθος και το βάρος μειώνονται έναντι των ασύγχρονων μηχανών. Θα είναι ένα ή δύο μεγέθη πλαισίων χαμηλότερα από τις ασύγχρονες μηχανές.

04. Αρχικό ρεύμα μηχανών

Ασύγχρονη μηχανή: Αρχίζει άμεσα από την ηλεκτρική ενέργεια συχνότητας ισχύος, και το αρχικό ρεύμα είναι μεγάλο, το οποίο μπορεί να φθάσει 5 έως 7 φορές στο εκτιμημένο ρεύμα, το οποίο ασκεί μεγάλη επίδραση στο πλέγμα δύναμης σε μια στιγμή. Το μεγάλο αρχικό ρεύμα προκαλεί την πτώση τάσης αντίστασης διαρροής του στάτη που τυλίγει για να αυξηθεί, και η αρχική ροπή είναι μικρή τόσο βαρέων καθηκόντων έναρξη δεν μπορεί να επιτευχθεί. Ακόμα κι αν ο αναστροφέας χρησιμοποιείται, μπορεί μόνο να αρχίσει μέσα στην εκτιμημένη σειρά ρευμάτων παραγωγής.

Μηχανή PMSM: Οδηγείται από έναν αφιερωμένο ελεγκτή, ο οποίος στερείται τις εκτιμημένες απαιτήσεις παραγωγής του μειωτή. Το πραγματικό αρχικό ρεύμα είναι μικρό, το ρεύμα αυξάνεται βαθμιαία σύμφωνα με το φορτίο, και η αρχική ροπή είναι μεγάλη.

05. Παράγοντας δύναμης

Οι ασύγχρονες μηχανές έχουν έναν χαμηλής ισχύος παράγοντα, πρέπει να απορροφήσουν ένα αντιδραστικό ρεύμα μεγάλου ποσού από το πλέγμα δύναμης, το μεγάλο αρχικό ρεύμα των ασύγχρονων μηχανών έχει έναν βραχυπρόθεσμο αντίκτυπο στο πλέγμα δύναμης, και η μακροπρόθεσμη χρήση θα προκαλέσει ορισμένη ζημία στον εξοπλισμό και τους μετασχηματιστές πλέγματος δύναμης. Είναι απαραίτητο να προστεθούν οι μονάδες αποζημιώσεων δύναμης και να εκτελεσθεί η αντιδραστική αποζημίωση δύναμης για να εξασφαλίσει την ποιότητα του πλέγματος δύναμης και να αυξήσει το κόστος της χρήσης εξοπλισμού.

Δεν υπάρχει κανένα προκληθε'ν ρεύμα στο στροφέα της μόνιμης σύγχρονης μηχανής μαγνητών, και ο παράγοντας δύναμης της μηχανής είναι υψηλός, το οποίο βελτιώνει τον ποιοτικό παράγοντα του πλέγματος δύναμης και εξαλείφει την ανάγκη να εγκατασταθεί ένας αποζημιωτής.

06. Συντήρηση

Η ασύγχρονη δομή μηχανών + μειωτών θα παραγάγει τη δόνηση, τη θερμότητα, το μεγάλο ποσοστό αποτυχίας, τη μεγάλη κατανάλωση λιπαντικών, και το μεγάλο χειρωνακτικό κόστος συντήρησης θα προκαλέσει ορισμένες απώλειες χρόνου διακοπής.

Η τριφασική μόνιμη σύγχρονη μηχανή μαγνητών οδηγεί τον εξοπλισμό άμεσα. Επειδή ο μειωτής αποβάλλεται, η ταχύτητα παραγωγής μηχανών είναι χαμηλή, ο μηχανικός θόρυβος είναι χαμηλός, η μηχανική δόνηση είναι μικρή, και το ποσοστό αποτυχίας είναι χαμηλό. Το ολόκληρο σύστημα κίνησης είναι σχεδόν συντήρηση-ελεύθερο.

Οι μόνιμες μηχανές εναλλασσόμενου ρεύματος μαγνητών (PMAC) έχουν ένα ευρύ φάσμα των εφαρμογών συμπεριλαμβανομένου:

Βιομηχανικά μηχανήματα: Οι μηχανές PMAC χρησιμοποιούνται σε ποικίλες εφαρμογές βιομηχανικών μηχανημάτων, όπως οι αντλίες, οι συμπιεστές, οι ανεμιστήρες, και τα εργαλεία μηχανών. Προσφέρουν την υψηλή αποδοτικότητα, την πυκνότητα υψηλής δύναμης, και τον ακριβή έλεγχο, που καθιστά τους ιδανικούς για αυτές τις εφαρμογές.

Ρομποτική: Οι μηχανές PMAC χρησιμοποιούνται στις εφαρμογές ρομποτικής και αυτοματοποίησης, όπου προσφέρουν την υψηλή πυκνότητα ροπής, τον ακριβή έλεγχο, και την υψηλή αποδοτικότητα. Χρησιμοποιούνται συχνά στα ρομποτικά όπλα, τις πένσες, και άλλα συστήματα ελέγχου κινήσεων.

Συστήματα HVAC: Οι μηχανές PMAC χρησιμοποιούνται στη θέρμανση, τον εξαερισμό, και τα συστήματα κλιματισμού (HVAC), όπου προσφέρουν την υψηλή αποδοτικότητα, τον ακριβή έλεγχο, και τα χαμηλού θορύβου επίπεδα. Χρησιμοποιούνται συχνά στους ανεμιστήρες και τις αντλίες σε αυτά τα συστήματα.

Συστήματα ανανεώσιμης ενέργειας: Οι μηχανές PMAC χρησιμοποιούνται στα συστήματα ανανεώσιμης ενέργειας, όπως οι ανεμοστρόβιλοι και οι ηλιακοί ιχνηλάτες, όπου προσφέρουν την υψηλή αποδοτικότητα, την πυκνότητα υψηλής δύναμης, και τον ακριβή έλεγχο. Χρησιμοποιούνται συχνά στις γεννήτριες και τα ακολουθώντας συστήματα σε αυτά τα συστήματα.

Ιατρικός εξοπλισμός: Οι μηχανές PMAC χρησιμοποιούνται στο ιατρικό εξοπλισμό, όπως οι μηχανές MRI, όπου προσφέρουν την υψηλή πυκνότητα ροπής, τον ακριβή έλεγχο, και τα χαμηλού θορύβου επίπεδα. Χρησιμοποιούνται συχνά στις μηχανές που οδηγούν τα κινούμενα μέρη σε αυτές τις μηχανές.

SPM εναντίον του IPM

Μια μηχανή ΠΡΩΘΥΠΟΥΡΓΟΥ μπορεί να χωριστεί σε δύο κύριες κατηγορίες: μόνιμες μηχανές μαγνητών επιφάνειας (SPM) και εσωτερικές μόνιμες μηχανές μαγνητών (IPM). Κανένας τύπος σχεδίου μηχανών δεν περιέχει τους φραγμούς στροφέων. Και οι δύο τύποι παράγουν τη μαγνητική ροή από τους μόνιμους μαγνήτες που επισυνάπτονται ή μέσα του στροφέα.

Οι μηχανές SPM επισυνάπτουν τους μαγνήτες στο εξωτερικό της επιφάνειας στροφέων. Λόγω αυτού του μηχανικού μονταρίσματος, η μηχανική δύναμή τους είναι πιό αδύνατη από αυτή των μηχανών IPM. Η αποδυναμωμένη μηχανική δύναμη περιορίζει τη μέγιστη ασφαλή μηχανική ταχύτητα της μηχανής. Επιπλέον, το έκθεμα αυτών των μηχανών πολύ περιόρισε το μαγνητικό saliency (LD ≈ LQ). Οι τιμές αυτεπαγωγής που μετριούνται στα τερματικά στροφέων είναι συνεπείς ανεξάρτητα από τη θέση στροφέων. Λόγω της κοντινής αναλογίας saliency ενότητας, τα σχέδια μηχανών SPM στηρίζονται σημαντικά, εάν όχι εντελώς, στο μαγνητικό τμήμα ροπής για να παραγάγουν τη ροπή.

Οι μηχανές IPM ενσωματώνουν έναν μόνιμο μαγνήτη ο ίδιος στο στροφέα. Αντίθετα από τα αντίστοιχα SPM τους, η θέση των μόνιμων μαγνητών κάνει τον ήχο μηχανών IPM πολύ μηχανικά, και κατάλληλος για σε πολύ υψηλές ταχύτητες. Αυτές οι μηχανές επίσης καθορίζονται από τη σχετικά υψηλή μαγνητική αναλογία saliency τους (LQ > LD). Λόγω του μαγνητικού saliency τους, μια μηχανή IPM έχει τη δυνατότητα να παραγάγει τη ροπή με να εκμεταλλευτεί και τα τμήματα μαγνητικής και ροπής απροθυμίας της μηχανής.

Χαρακτηριστικά γνωρίσματα μηχανών IPM (εσωτερικός μόνιμος μαγνήτης)

Υψηλή ροπή και υψηλή αποδοτικότητα
Η υψηλή ροπή και η υψηλή παραγωγή επιτυγχάνονται με τη χρησιμοποίηση της ροπής απροθυμίας εκτός από τη μαγνητική ροπή.

Λειτουργία εξοικονόμησης ενέργειας
Καταναλώνει μέχρι 30% τη λιγότερη ενέργεια έναντι των συμβατικών μηχανών SPM.

Μεγάλη περιστροφή
Μπορεί να αποκριθεί στην περιστροφή μεγάλων μηχανών με τον έλεγχο δύο τύπος ροπών χρησιμοποιώντας το διανυσματικό έλεγχο.

Ασφάλεια
Δεδομένου ότι ο μόνιμος μαγνήτης ενσωματώνεται, η μηχανική ασφάλεια βελτιώνεται δεδομένου ότι, αντίθετα από σε ένα SPM, ο μαγνήτης δεν θα αποσυνδέσει λόγω της φυγοκεντρικής δύναμης.

Γιατί θα έπρεπε να επιλέξετε μια μηχανή IPM αντί ενός SPM;

1. Η υψηλή ροπή επιτυγχάνεται με τη χρησιμοποίηση της ροπής απροθυμίας εκτός από τη μαγνητική ροπή.

2. Οι μηχανές IPM καταναλώνουν μέχρι 30% τη λιγότερη ενέργεια έναντι των συμβατικών ηλεκτρικών κινητήρων.

3. Η μηχανική ασφάλεια βελτιώνεται δεδομένου ότι, αντίθετα από σε ένα SPM, ο μαγνήτης δεν θα αποσυνδέσει λόγω της φυγοκεντρικής δύναμης.

4. Μπορεί να αποκριθεί στην περιστροφή μεγάλων μηχανών με τον έλεγχο δύο τύπος ροπών χρησιμοποιώντας το διανυσματικό έλεγχο.

Ροή που αποδυναμώνει/που εντείνεται των μηχανών ΠΡΩΘΥΠΟΥΡΓΟΥ

Η ροή σε μια μόνιμη μηχανή μαγνητών παράγεται από τους μαγνήτες. Ο τομέας ροής ακολουθεί μια ορισμένη πορεία, η οποία μπορεί να ωθηθεί ή να αντιταχθεί. Η ώθηση ή η ενίσχυση του τομέα ροής θα επιτρέψει στη μηχανή για να αυξήσει προσωρινά την παραγωγή ροπής. Η αντίσταση του τομέα ροής θα αρνηθεί τον υπάρχοντα τομέα μαγνητών της μηχανής. Ο μειωμένος τομέας μαγνητών θα περιορίσει την παραγωγή ροπής, αλλά μειώνει την τάση πίσω-emf. Η μειωμένη τάση πίσω-emf ελευθερώνει επάνω την τάση για να ωθήσει τη μηχανή για να λειτουργήσει με τις υψηλότερες ταχύτητες παραγωγής. Και οι δύο τύποι λειτουργιών απαιτούν το πρόσθετο ρεύμα μηχανών. Η κατεύθυνση του ρεύματος μηχανών πέρα από τον δ-άξονα, που παρέχεται από τον ελεγκτή μηχανών, καθορίζει την επιθυμητή επίδραση.

Πολωνοί & δόντι μηχανών

Οι πόλοι μιας μηχανής είναι απλά τα βορρά-νότου μαγνητικά σημεία στο στάτη και το στροφέα. Σε PMACMs, αυτοί οι πόλοι είναι μόνιμοι στο στροφέα και μεταστρέφονται στο στάτη για να παραγάγουν την περιστροφή. Ένα φαινόμενο γνωστό ως δόντι μηχανών μπορεί να εμφανιστεί, όπου η σταθερή υπερνίκηση της έλξης και της απέχθειας των μόνιμων μαγνητών προκαλεί το ανεπιθύμητο τράνταγμα κατά τη διάρκεια της περιστροφής στροφέων. Συμβαίνει συνήθως επάνω στο ξεκίνημα της μηχανής και μπορεί να προκαλέσει τις δονήσεις, το θόρυβο, και την ανώμαλη περιστροφή. Αυξάνοντας τον αριθμό πόλων στις βοήθειες ενός PMACM μειώστε αυτό το ζήτημα καθώς επίσης και την επίδραση ροπή-κυματισμών. Το PMACMs επομένως έχει χαρακτηριστικά περισσότερους πόλους από τις μηχανές επαγωγής, που προτείνουν ότι χρειάζονται μια υψηλότερη συχνότητα εισαγωγής για να επιτύχουν τις παρόμοιες ταχύτητες περιστροφής.

Υπάρχουν πολλοί τρόποι να αρχιστεί μια μόνιμη σύγχρονη μηχανή μαγνητών, συμπεριλαμβανομένης της άμεσης έναρξης, της έναρξης αποσυμπίεσης μόνος-ένωσης, της έναρξης αποσυμπίεσης Υ-Δ, της μαλακής έναρξης, της έναρξης αναστροφέων, κ.λπ. Έτσι ποια είναι η διαφορά μεταξύ τους;

1. Όταν η ικανότητα και το φορτίο πλέγματος επιτρέπουν στην πλήρη τάση την άμεση έναρξη, η πλήρης άμεση έναρξη τάσης μπορεί να εξεταστεί. Τα πλεονεκτήματα είναι κατάλληλος λειτουργία και έλεγχος, απλή συντήρηση, και υψηλή οικονομία. Χρησιμοποιείται κυρίως για να αρχίσει τις μικρές μηχανές δύναμης.

2. Η αυτόματη μετάδοση αρχίζει την πολυ-αφή της αυτόματης μετάδοσης για να μειώσει την πίεση, η οποία μπορεί όχι μόνο να ικανοποιήσει τις ανάγκες των διαφορετικών φορτίων αλλά και την αρχική ροπή θα είναι μεγαλύτερη. Είναι μια αρχική μέθοδος αποσυμπίεσης και χρησιμοποιείται συχνά για να αρχίσει τις μεγάλης χωρητικότητας μηχανές.

3. Υ-Δ αρχίζει να τρέχει κανονικά. Η ασύγχρονη μηχανή κλουβιών σκιούρων τυλίγεται και συνδέεται με τον του δέλτα στάτη. Εάν ο τη στάτης τυλίγεται σε ένα αστέρι κατά έναρξη, και συνδέεται έπειτα με το δέλτα μετά από να αρχίσει, το αρχικό ρεύμα μπορεί να μειωθεί και ο αντίκτυπος στο πλέγμα δύναμης μπορεί να ανακουφιστεί. Αυτός ο τρόπος ξεκινήματος αναφέρεται ως αστέρι-του δέλτα έναρξη αποσυμπίεσης, ή αστέρι-του δέλτα έναρξη (Υ-του δέλτα έναρξη). Είναι κατάλληλο για τη no-load ή έναρξη ελαφρύς-φορτίων. Έναντι οποιουδήποτε άλλουδήποτε εκκινητή αποσυμπίεσης, έχει την απλούστερη δομή και είναι επίσης λιγότερο ακριβό. Επιπλέον, ο αστέρι-του δέλτα αρχικός τρόπος έχει ένα άλλο πλεονέκτημα, δηλ., ο μόνιμος μαγνήτης που η σύγχρονη μηχανή μπορεί να χρησιμοποιηθεί στον αστέρι-συνδεμένο τρόπο όταν το φορτίο είναι ελαφρύ. Αυτή τη στιγμή, η εκτιμημένα ροπή και το φορτίο μπορούν να αντιστοιχηθούν, με αυτόν τον τρόπο βελτιώνοντας την αποδοτικότητα της μηχανής και σώζοντας την κατανάλωση ισχύος.

4. Ο μαλακός εκκινητής υιοθετεί την αρχή κανονισμού τάσης μετατόπισης φάσης του silicon-controlled διορθωτή για να πραγματοποιήσει την έναρξη κανονισμού τάσης της μηχανής. Χρησιμοποιείται κυρίως για τον αρχικό έλεγχο των μόνιμων σύγχρονων μηχανών μαγνητών, με μια καλή αρχική επίδραση και ένα υψηλό κόστος.

5. Ο μετατροπέας συχνότητας είναι μια συσκευή ελέγχου μηχανών με το υψηλότερο τεχνικό περιεχόμενο, τις περισσότερες λειτουργίες ολοκληρωτικού ελέγχου, και την καλύτερη επίδραση ελέγχου στον τομέα του σύγχρονου ελέγχου μηχανών. Ρυθμίζει την ταχύτητα και τη ροπή της μόνιμης σύγχρονης μηχανής μαγνητών με την αλλαγή της συχνότητας του πλέγματος ισχύος, και χρησιμοποιείται κυρίως στους τομείς που απαιτούν υψηλές απαίτηση για τον κανονισμό ταχύτητας και το μεγάλο έλεγχο.

Η έναρξη αποσυμπίεσης, μια κοινή αστέρι-του δέλτα έναρξη, το μειονέκτημα είναι ότι η αρχική ροπή είναι μικρή, μόνο κατάλληλη για μια no-load ή έναρξη ελαφρύς-φορτίων. Το πλεονέκτημα είναι ότι είναι φτηνό. Η μαλακή έναρξη, εσείς μπορεί να θέσει το χρόνο έναρξης και την αρχική ροπή του αρχικού εξοπλισμού, να πραγματοποιήσει μια μαλακή έναρξη και μια μαλακή στάση, και μπορεί να περιορίσει το αρχικό ρεύμα, η τιμή είναι μέτρια. Η έναρξη μετατροπής συχνότητας, ενάρξεις ομαλά σύμφωνα με τον καθορισμένο χρόνο, και άφησε τον εξοπλισμό να τρέξει στην καθορισμένη συχνότητα, η τιμή είναι υψηλή.