Άμεση κίνηση Σπάνιες γης Μόνιμος μαγνήτης Μηχανή χωρίς γρανάζια Μεταβλητή ταχύτητα

Το καθοριστικό χαρακτηριστικό των PMACM ∙ οι μόνιμοι μαγνήτες μέσα στον περιστροφέα τους ∙ επηρεάζονται από το περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο (RMF) των τυλιγμών του στατορίου και απωθούνται σε περιστροφική κίνηση.Αυτή είναι μια απόκλιση από άλλους περιστροφείς, όπου η μαγνητική δύναμη πρέπει να προκαλείται ή να παράγεται στο περίβλημα του περιστροφίου, απαιτώντας περισσότερο ρεύμα.καθώς το μαγνητικό πεδίο του περιστροφίου είναι μόνιμο και δεν χρειάζεται πηγή ενέργειας για να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή τουΑυτό σημαίνει επίσης ότι απαιτούν μια κίνηση μεταβλητής συχνότητας (VFD ή κίνηση PM) για να λειτουργήσουν, το οποίο είναι ένα σύστημα ελέγχου που εξομαλύνει την ροπή που παράγεται από αυτούς τους κινητήρες.Με την ενεργοποίηση και την απενεργοποίηση του ρεύματος στις περιέλιξεις του στατήρα σε ορισμένα στάδια περιστροφής του περιστροφέα, η κίνηση PM ελέγχει ταυτόχρονα τη ροπή και το ρεύμα και χρησιμοποιεί αυτά τα δεδομένα για να υπολογίσει τη θέση του περιστροφίου και, ως εκ τούτου, την ταχύτητα εξόδου του άξονα.καθώς η ταχύτητα περιστροφής τους ταιριάζει με την ταχύτητα του RMFΟι μηχανές αυτές είναι σχετικά νέες και εξακολουθούν να βελτιστοποιούνται, έτσι ώστε η συγκεκριμένη λειτουργία κάθε PMACM είναι, προς το παρόν, ουσιαστικά μοναδική για κάθε σχεδιασμό.

Τα βασικά χαρακτηριστικά του συγχρονισμένου κινητήρα με μόνιμο μαγνήτη

• Κατασκευή: Τα PMSM έχουν σχετικά απλό μηχανικό σχεδιασμό που τα καθιστά εύκολο στη συντήρηση και επισκευή.μόνιμοι μαγνήτες που συνδέονται με τον ρότορα, και ένα σετ από καμπύλες χαλκού.
• Ανθεκτική σύνθεση: Τα PMSM έχουν σχεδιαστεί για να αντέχουν σε μια σειρά περιβαλλοντικών συνθηκών, συμπεριλαμβανομένων των ακραίων θερμοκρασιών, της υγρασίας και των δονήσεων.Αυτή η ανθεκτικότητα τους καθιστά κατάλληλους για χρήση σε διάφορες εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένων των αυτοκινητοβιομηχανικών και βιομηχανικών συστημάτων.
• Υψηλή αξιοπιστία: Ένα σημαντικό πλεονέκτημα των PMSM είναι η αξιοπιστία τους, ειδικά σε υψηλές ταχύτητες λειτουργίας.δεν υπάρχει απώλεια ελέγχου ταχύτητας λόγω μηχανικής φθοράς.
• Μεταβλητή ταχύτητα κίνησης: Τα PMSM μπορούν να κινούνται από μεταβλητές ταχύτητες κίνησης (VSD), επιτρέποντας τον ακριβή έλεγχο της ταχύτητας του κινητήρα.Αυτή η ικανότητα τους καθιστά κατάλληλους για εφαρμογές όπου η ταχύτητα πρέπει να προσαρμόζεται συνεχώς με βάση τις μεταβαλλόμενες συνθήκες.
• Χωρίς αισθητήρες λειτουργία: Τα PMSM μπορούν να λειτουργούν χωρίς αισθητήρες θέσης ή ταχύτητας, γνωστά ως έλεγχο χωρίς αισθητήρες.
• Ακριβής έλεγχος ροπής και ταχύτητας: τα PMSM επιτρέπουν τον ακριβή έλεγχο ροπής και ταχύτητας μέσω προηγμένων αλγορίθμων ελέγχου και κυκλωμάτων ανατροφοδότησης.και ακριβής ρύθμιση ταχύτητας.
• Γρήγορη δυναμική αντίδραση: Τα PMSM έχουν γρήγορη δυναμική αντίδραση λόγω της υψηλής αναλογίας ροπής προς αδράνεια και της χαμηλής στιγμής αδράνειας.Αυτό τα καθιστά κατάλληλα για εφαρμογές που απαιτούν γρήγορη επιτάχυνση ή ακριβή έλεγχο της ταχύτητας.
• Εξαιρετική παραγωγή ροπής: Τα PMSM παράγουν μια ομαλή και συνεχή ροπή, εξασφαλίζοντας ομαλή κίνηση και ελάχιστες δονήσεις στο σύστημα.Αυτό τα καθιστά κατάλληλα για εφαρμογές ελέγχου κίνησης ακριβείας, όπως η ρομποτική ή η μηχανική ακριβείας.
• Αθόρυβη λειτουργία: Τα PMSM λειτουργούν ήσυχα λόγω της ομαλής παραγωγής ροπής και της έλλειψης βούρτσων ή μετατροπών.όπως σε εσωτερικούς χώρους ή όπου υπάρχουν άνθρωποι.

SPM έναντι IPM

Ένας κινητήρας PM μπορεί να χωριστεί σε δύο κύριες κατηγορίες: κινητήρες επιφανειακού μόνιμου μαγνήτη (SPM) και κινητήρες εσωτερικού μόνιμου μαγνήτη (IPM).Και οι δύο τύποι παράγουν μαγνητική ροή από τους μόνιμους μαγνήτες που τοποθετούνται στο ή στο εσωτερικό του περιστροφίου.

Οι κινητήρες SPM έχουν μαγνήτες τοποθετημένους στο εξωτερικό της επιφάνειας του περιστροφίου.Η εξασθενημένη μηχανική αντοχή περιορίζει τη μέγιστη ασφαλή μηχανική ταχύτητα του κινητήραΕπιπλέον, οι κινητήρες αυτοί παρουσιάζουν πολύ περιορισμένη μαγνητική προεξοχή (Ld ≈ Lq).

Οι τιμές επαγωγικότητας που μετρούνται στα τερματικά του περιστροφίου είναι σταθερές ανεξάρτητα από τη θέση του περιστροφίου.στο τμήμα μαγνητικής ροπής για την παραγωγή ροπής.

Οι κινητήρες IPM έχουν μόνιμο μαγνήτη ενσωματωμένο στον ίδιο τον ρότορα.και κατάλληλο για λειτουργία σε πολύ υψηλές ταχύτητεςΟι κινητήρες αυτοί καθορίζονται επίσης από την σχετικά υψηλή σχέση μαγνητικής προεξοχής τους (Lq > Ld).ένας κινητήρας IPM έχει την ικανότητα να παράγει ροπή αξιοποιώντας τόσο τα μαγνητικά όσο και τα συστατικά ροπής απροθυμίας του κινητήρα.

Αυτοαναγνώριση έναντι λειτουργίας κλειστού κυκλώματος

Οι πρόσφατες εξελίξεις στην τεχνολογία κίνησης επιτρέπουν στις τυπικές μονάδες μεταβλητού ρεύματος να "αυτοανιχνεύουν" και να παρακολουθούν τη θέση του μαγνήτη του κινητήρα.Μέσα από ορισμένες ρουτίνεςΗ κίνηση γνωρίζει την ακριβή θέση του μαγνητήρα του κινητήρα παρακολουθώντας τα κανάλια A/B και διορθώνοντας για λάθη με το κανάλι z.Η γνώση της ακριβούς θέσης του μαγνήτη επιτρέπει τη βέλτιστη παραγωγή ροπής με αποτέλεσμα τη βέλτιστη απόδοση.

Αποδυνάμωση/ενίσχυση της ροής των κινητήρων PM

Η ροή σε έναν κινητήρα μόνιμου μαγνήτη παράγεται από τους μαγνήτες. Το πεδίο ροής ακολουθεί μια συγκεκριμένη πορεία, η οποία μπορεί να ενισχυθεί ή να αντιταχθεί.Ενίσχυση ή εντατικοποίηση του πεδίου ροής θα επιτρέψει στον κινητήρα να αυξήσει προσωρινά την παραγωγή ροπήςΤο μειωμένο μαγνητικό πεδίο θα περιορίσει την παραγωγή ροπής, αλλά θα μειώσει την τάση back-emf.Η μειωμένη τάση back-EMF απελευθερώνει την τάση για να ωθήσει τον κινητήρα να λειτουργήσει σε υψηλότερες ταχύτητες εξόδουΟι δύο τύποι λειτουργίας απαιτούν πρόσθετο ρεύμα κινητήρα.

Ο συγχρονιστικός κινητήρας μόνιμου μαγνήτη έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

1Η ονομαστική απόδοση είναι 2% έως 5% υψηλότερη σε σχέση με τους κανονικούς ασύγχρονους κινητήρες.

2Η αποδοτικότητα αυξάνεται ραγδαία με την αύξηση του φορτίου.Το εύρος λειτουργίας υψηλής απόδοσης είναι πολύ υψηλότερο από αυτό των συνηθισμένων ασυγχρόνων κινητήρωνΤο ελαφρύ φορτίο, το μεταβλητό φορτίο και το πλήρες φορτίο έχουν όλα σημαντικά αποτελέσματα εξοικονόμησης ενέργειας.

3- συντελεστές ισχύος έως 0,95 και άνω, χωρίς να απαιτείται αντιδραστική αντιστάθμιση·

4Ο συντελεστής ισχύος βελτιώνεται σημαντικά. Σε σύγκριση με τους ασύγχρονους κινητήρες, το ρεύμα λειτουργίας μειώνεται κατά περισσότερο από 10%.μπορεί να επιτευχθεί ενεργειακή εξοικονόμηση περίπου 1%.

5. χαμηλή αύξηση θερμοκρασίας, υψηλή πυκνότητα ισχύος: 20K χαμηλότερη από την αύξηση της θερμοκρασίας του μηχανοκίνητου ασύγχρονου τριών φάσεων, η αύξηση της θερμοκρασίας σχεδιασμού είναι η ίδια και μπορεί να γίνει σε μικρότερο όγκο,εξοικονόμηση πιο αποτελεσματικών υλικών;

6. υψηλή ροπή εκκίνησης και υψηλή ικανότητα υπερφόρτωσης: σύμφωνα με τις απαιτήσεις, μπορεί να σχεδιαστεί με υψηλή ροπή εκκίνησης (3-5 φορές) και υψηλή ικανότητα υπερφόρτωσης·

7Χρησιμοποιείται το σύστημα ελέγχου ταχύτητας μεταβλητής συχνότητας, το οποίο είναι καλύτερο σε δυναμική απόκριση και καλύτερο από αυτό των ασυγχρόνων κινητήρων.

8Οι διαστάσεις εγκατάστασης είναι οι ίδιες με τις ασυγχρόνιες μηχανές που χρησιμοποιούνται ευρέως σήμερα, και ο σχεδιασμός και η επιλογή είναι πολύ βολικοί.

9. Λόγω της αύξησης του συντελεστή ισχύος, η οπτική ισχύς του μετασχηματιστή συστήματος τροφοδοσίας ισχύος μειώνεται σημαντικά, γεγονός που βελτιώνει την ικανότητα τροφοδοσίας ισχύος του μετασχηματιστή,και μπορεί επίσης να μειώσει σημαντικά το κόστος του καλωδίου συστήματος (νέο σχέδιο);

Μερικά μικρά προβλήματα που εύκολα παραβλέπονται στον κινητήρα:

1Γιατί δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν γενικοί κινητήρες σε περιοχές οροπέδων;

Το υψόμετρο έχει αρνητικές επιπτώσεις στην αύξηση της θερμοκρασίας του κινητήρα, το κορώνα του κινητήρα (κινητήρας υψηλής τάσης) και την μετατόπιση του κινητήρα συνεχούς ρεύματος.

(1) Όσο μεγαλύτερο είναι το υψόμετρο, τόσο μεγαλύτερη είναι η αύξηση της θερμοκρασίας του κινητήρα και τόσο χαμηλότερη η ισχύς εξόδου.όταν η θερμοκρασία μειώνεται με την αύξηση του υψόμετρου αρκετά ώστε να αντισταθμίσει την επίδραση του υψόμετρου στην αύξηση της θερμοκρασίας, η ονομαστική ισχύς εξόδου του κινητήρα μπορεί να παραμείνει αμετάβλητη·

(2) Θα πρέπει να ληφθούν μέτρα κατά του κοροναϊού όταν χρησιμοποιείται η κινητήρα υψηλής τάσης στο οροπέδιο.

(3) Το υψόμετρο δεν είναι καλό για τη μετατόπιση του κινητήρα συνεχούς ρεύματος, οπότε δώστε προσοχή στην επιλογή υλικών βούρτσας άνθρακα.

2Γιατί ο κινητήρας δεν είναι κατάλληλος για λειτουργία με ελαφρύ φορτίο;

Όταν ο κινητήρας λειτουργεί με ελαφρύ φορτίο, προκαλεί:

(1) Ο συντελεστής ισχύος του κινητήρα είναι χαμηλός.

(2) Η απόδοση του κινητήρα είναι χαμηλή.

(3) Θα προκαλέσει σπατάλη εξοπλισμού και μη οικονομική λειτουργία.

3Γιατί δεν μπορεί να ξεκινήσει ο κινητήρας σε κρύο περιβάλλον;

Η υπερβολική χρήση του κινητήρα σε περιβάλλον χαμηλής θερμοκρασίας θα προκαλέσει:

(1) Ράξεις μονωτικών μηχανών.

(2) Κρύβωση λιπαρών ελαστικών ρυμούλκων·

(3) Η σκόνη συγκόλλησης του συρματικού αρθρώματος είναι σκόνη.

Ως εκ τούτου, ο κινητήρας πρέπει να θερμαίνεται και να αποθηκεύεται σε ένα ψυχρό περιβάλλον και οι τυλιγμοί και τα ρουλεμάν πρέπει να ελέγχονται πριν από τη λειτουργία.

4Γιατί ένας κινητήρας 60Hz δεν μπορεί να χρησιμοποιήσει μια πηγή ενέργειας 50Hz;

Όταν ο κινητήρας σχεδιάζεται, το χαλύβδινο φύλλο πυριτίου λειτουργεί γενικά στην περιοχή κορεσμού της καμπύλης μαγνητισμού.Η μείωση της συχνότητας θα αυξήσει τη μαγνητική ροή και το ρεύμα διέγερσης., με αποτέλεσμα αύξηση του ρεύματος του κινητήρα και κατανάλωση χαλκού, η οποία θα οδηγήσει τελικά σε αύξηση της αύξησης της θερμοκρασίας του κινητήρα.ο κινητήρας μπορεί να καεί λόγω υπερθέρμανσης της τροχιάς.

5.Ελαφριά εκκίνηση κινητήρα

Η ήπια εκκίνηση έχει περιορισμένη επίδραση εξοικονόμησης ενέργειας, αλλά μπορεί να μειώσει την επίδραση της εκκίνησης στο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας και μπορεί επίσης να επιτύχει ομαλή εκκίνηση για την προστασία της μονάδας κινητήρα.Σύμφωνα με τη θεωρία της διατήρησης της ενέργειας, λόγω της προσθήκης ενός σχετικά πολύπλοκου κυκλώματος ελέγχου, μια μαλακή εκκίνηση όχι μόνο δεν εξοικονομεί ενέργεια, αλλά αυξάνει επίσης την κατανάλωση ενέργειας.Αλλά μπορεί να μειώσει το ρεύμα εκκίνησης του κυκλώματος και να παίξει προστατευτικό ρόλο.

10Όταν το νέο έργο κατασκευάζεται, όλα τα συστήματα κίνησης χρησιμοποιούν συγχρονισμένους κινητήρες με μόνιμους μαγνήτες, η επένδυση του έργου είναι βασικά η ίδια με τη χρήση ασυγχρονισμένων κινητήρων,και το έργο μπορεί να συνεχίσει να αποκομίζει οφέλη εξοικονόμησης ενέργειας μετά την έναρξη λειτουργίας του έργου;

Στον γενικό βιομηχανικό τομέα, η αντικατάσταση των χαμηλής τάσης (380/660/1140 V) υψηλής απόδοσης ασυνήθιστων κινητήρων, το σύστημα εξοικονομεί 5% έως 30% ενέργεια,και τους υψηλής τάσης (6kV/10kV) υψηλής απόδοσης ασυνήθεις κινητήρεςΤο σύστημα εξοικονομεί 2% έως 10%.