Βιομηχανία υψηλής απόδοσης Τρι φάση ηλεκτρικός κινητήρας με μόνιμο μαγνήτη

Εφαρμογή κινητήρα μόνιμου μαγνήτη σπάνιων γαιών

Τα πλεονεκτήματα των μαγνητών σπάνιων γαιών κινητήρες μόνιμων μαγνητώνΗ χαμηλή στροφή του και η υψηλή ισχύ ροπής το καθιστούν ιδανικό για εφαρμογές άμεσης κίνησης.Επιπλέον, η χαμηλή ένταση του θορύβου σημαίνει ότι είναι ιδανική για χρήση σε περιβάλλοντα όπου η μείωση του θορύβου είναι προτεραιότητα.Οι χαμηλές απαιτήσεις συντήρησης του καθιστούν μια οικονομικά αποδοτική επιλογή μακροπρόθεσμα..

Τα πλεονεκτήματα των κινητήρων με μόνιμους μαγνήτες σπάνιων γαιών

Υψηλή απόδοση: Η καμπύλη απόδοσης του ασύγχρονου κινητήρα πέφτει γενικά ταχύτερα κάτω από το 60% του ονομαστικού φορτίου και η απόδοση είναι πολύ χαμηλή σε ελαφρύ φορτίο.Η καμπύλη απόδοσης του κινητήρα μόνιμου μαγνήτη σπάνιων γαιών είναι υψηλή και επίπεδη, και βρίσκεται στην περιοχή υψηλής απόδοσης στο 20%~120% του ονομαστικού φορτίου.

Μεγάλος συντελεστής ισχύος: Η μετρούμενη τιμή του συντελεστή ισχύος του συγχρονισμένου κινητήρα με μόνιμο μαγνήτη σπάνιων γαιών είναι κοντά στην οριακή τιμή 1.0Η καμπύλη του συντελεστή ισχύος είναι τόσο υψηλή και επίπεδη όσο και η καμπύλη απόδοσης.Η αντιδραστική ισχύς χαμηλής τάσης δεν απαιτείται και η δυναμικότητα του συστήματος διανομής ενέργειας χρησιμοποιείται πλήρως.

Το ρεύμα του στατήρα είναι μικρό: Ο ρότορας δεν έχει ρεύμα διέγερσης, η αντιδραστική ισχύς μειώνεται και το ρεύμα του στατήρα μειώνεται σημαντικά.,η τιμή του ρεύματος του στατήρα μπορεί να μειωθεί κατά 30% έως 50%. Ταυτόχρονα, επειδή το ρεύμα του στατήρα μειώνεται σημαντικά, μειώνεται η αύξηση της θερμοκρασίας του κινητήρα,και το λιπαρό ελαστικό και η διάρκεια ζωής του ελαστικού παρατείνονται.

Υψηλή ροπή εκτός βήματος και ροπή ανάσυρσης: οι συγχρονισμένοι κινητήρες με μόνιμους μαγνήτες σπάνιων γαιών έχουν υψηλότερη ροπή εκτός βήματος και ροπή ανάσυρσης,που κάνει τον κινητήρα να έχουν μεγαλύτερη χωρητικότητα φορτίου και μπορεί να τραβηχτεί ομαλά σε συγχρονισμό.

Μειονεκτήματα των κινητήρων με μόνιμους μαγνήτες σπάνιων γαιών

Υψηλό κόστος: Σε σύγκριση με τον ασύγχρονο κινητήρα της ίδιας προδιαγραφής, το κενό αέρα μεταξύ του στατήρα και του περιστροφίου είναι μικρότερο και η ακρίβεια επεξεργασίας κάθε στοιχείου είναι υψηλή.Η δομή του ροτόρα είναι πιο περίπλοκη και η τιμή του σπάνιου γης μαγνητικού υλικού χάλυβα είναι υψηλήΩς εκ τούτου, το κόστος κατασκευής του κινητήρα είναι υψηλό, το οποίο είναι κοινό για τους ασύγχρονους κινητήρες Περίπου 2 φορές.

Μεγάλη πρόσκρουση κατά την εκκίνηση πλήρους ισχύος: Κατά την εκκίνηση με πλήρη πίεση, η συγχρονισμένη ταχύτητα μπορεί να τραβηχτεί σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα.Το ρεύμα εκκίνησης είναι περισσότερο από 10 φορές το ονομαστικό ρεύμαΗ επίδραση στο σύστημα τροφοδοσίας είναι μεγάλη, απαιτώντας μεγάλη χωρητικότητα του συστήματος τροφοδοσίας.

Το ατσάλι με μαγνήτες σπάνιων γαιών είναι εύκολο να απομαγνητοποιηθεί: Όταν το υλικό μόνιμου μαγνήτη υποβάλλεται σε δονήσεις, υψηλή θερμοκρασία και ρεύμα υπερφόρτωσης, η μαγνητική του διαπερατότητα μπορεί να μειωθεί,ή το φαινόμενο της απομαγνητισμού συμβαίνει, γεγονός που μειώνει τις επιδόσεις του κινητήρα μόνιμου μαγνήτη.

Αλλαγή της επαγωγικότητας του κινητήρα PM με το φορτίο
Τελικά, το σίδερο θα κορεσθεί και δεν θα επιτρέψει πλέον στη ροή να συνδεθεί.Το αποτέλεσμα είναι μια μείωση της επαγωγικότητας της διαδρομής που ακολουθεί ένα πεδίο ροήςΣε μια μηχανή PM, οι τιμές επαγωγικότητας του άξονα d και του άξονα q θα μειωθούν με την αύξηση του ρεύματος φορτίου.

Οι επαγωγές του άξονα d και του άξονα q ενός κινητήρα SPM είναι σχεδόν πανομοιότυπες.Παρόλα αυτά, η επαγωγικότητα ενός κινητήρα IPM θα μειωθεί διαφορετικά. Και πάλι η επαγωγικότητα του άξονα d είναι φυσικά χαμηλότερη επειδή ο μαγνήτης βρίσκεται στην πορεία ροής και δεν παράγει επαγωγική ιδιότητα.,υπάρχει λιγότερος σίδηρος για κορεσμό στον άξονα d, γεγονός που έχει ως αποτέλεσμα σημαντικά μικρότερη μείωση της ροής σε σχέση με τον άξονα q.

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.

IPM VS SPM

Ένας κινητήρας PM μπορεί να διαχωριστεί 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).Εξαιτίας της σχεδόν ενιαίας αναλογίας προεξοχής, τα σχέδια κινητήρων SPM βασίζονται σημαντικά, αν όχι εντελώς, στο μαγνητικό στοιχείο 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.

Γιατί να χρησιμοποιήσουμε κινητήρες μόνιμων μαγνητών;

- Δεν ξέρω.

Οι συγχρονισμένοι κινητήρες με μόνιμο μαγνήτη (PMSM) είναι προηγμένοι ηλεκτρικοί κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος που αποτελούνται από έναν στατήρα και έναν περιστροφέα που συνδέεται με τον άξονα εξόδου.Οι κινητήρες μόνιμων μαγνητών χρησιμοποιούν συνήθως μαγνήτες νεοδύμιου που είναι ενσωματωμένοι στον ρότορα για να δημιουργήσουν ροπή που συγκεντρώνεται από τον ηλεκτρομαγνητισμόΑυτός ο τύπος κινητήρα διαφέρει από τους περισσότερους άλλους ηλεκτροκινητήρες, όπου ο ρότορας παράγει το δικό του μαγνητικό πεδίο μέσω επαγωγής,ή όπου τα ρεύματα πεδίου μεταφέρονται στον ρότορα με βούρτσες και δαχτυλίδια ολίσθησηςΟι κινητήρες PMSM είναι μια εξαιρετική επιλογή για μια σειρά εφαρμογών ελέγχου κίνησης.

Η τάση ανάπτυξης των κινητήρων μόνιμων μαγνητών σπάνιων γαιών

Οι κινητήρες μόνιμων μαγνητών σπάνιων γαιών εξελίσσονται προς την κατεύθυνση της υψηλής ισχύος (υψηλής ταχύτητας, υψηλής ροπής), της υψηλής λειτουργικότητας και της μικροποίησης,και συνεχώς επεκτείνονται νέες ποικιλίες κινητήρων και πεδία εφαρμογήςΓια την κάλυψη των αναγκών, ο σχεδιασμός και η διαδικασία κατασκευής των κινητήρων μόνιμων μαγνητών σπάνιων γαιών εξακολουθούν να απαιτούν συνεχή καινοτομία.Η ηλεκτρομαγνητική δομή θα είναι πιο περίπλοκη., η δομή υπολογισμού θα είναι ακριβέστερη και η διαδικασία κατασκευής θα είναι πιο προηγμένη και εφαρμόσιμη.

Εφαρμογή κινητήρα μόνιμου μαγνήτη σπάνιων γαιών

Λόγω της ανωτερότητας των κινητήρων μόνιμων μαγνητών σπάνιων γαιών, οι εφαρμογές τους γίνονται όλο και πιο εκτεταμένες.

Επικεντρώνεται στην υψηλή απόδοση και την εξοικονόμηση ενέργειας των κινητήρων μόνιμων μαγνητών σπάνιων γαιών.όπως οι συγχρονισμένοι κινητήρες με μόνιμους μαγνήτες σπάνιων γαιών για τις βιομηχανίες υφαντικών και χημικών ινών, συγχρονισμένοι κινητήρες με μόνιμους μαγνήτες σπάνιων γαιών για διάφορα μηχανήματα εξόρυξης και μεταφοράς που χρησιμοποιούνται σε πετρελαϊκά πεδία και ανθρακωρυχεία,Συγχρονισμένοι κινητήρες με μόνιμο μαγνήτη σπάνιων γαιών για την κίνηση διαφόρων αντλιών και ανεμιστήρων.