Silnik z magnesem trwałym OEM ODM z napędem bezpośrednim

Co to jest silnik synchroniczny z magnesami trwałymi?
 

Silnik synchroniczny z magnesami trwałymi (PMSM) to silnik synchroniczny prądu przemiennego, którego wzbudzenie pola jest zapewniane przez magnesy trwałe i ma sinusoidalny przebieg wstecznego pola elektromagnetycznego.PMSM to skrzyżowanie silnika indukcyjnego i bezszczotkowego silnika prądu stałego.Podobnie jak bezszczotkowy silnik prądu stałego, ma wirnik z magnesami trwałymi i uzwojenia na stojanie.Jednak struktura stojana z uzwojeniami skonstruowanymi w celu wytworzenia sinusoidalnej gęstości strumienia w szczelinie powietrznej maszyny przypomina silnik indukcyjny.Jego gęstość mocy jest wyższa niż w silnikach indukcyjnych o tych samych wartościach znamionowych, ponieważ nie ma mocy stojana przeznaczonej do wytwarzania pola magnetycznego.

Dzięki magnesom trwałym PMSM może generować moment obrotowy przy zerowej prędkości, do działania wymaga sterowanego cyfrowo falownika.PMSM są zwykle używane w wysokowydajnych i wydajnych napędach silnikowych.Wysokowydajne sterowanie silnikiem charakteryzuje się płynnymi obrotami w całym zakresie prędkości silnika, pełną kontrolą momentu obrotowego przy zerowej prędkości oraz szybkim przyspieszaniem i zwalnianiem.

Aby osiągnąć taką kontrolę, w PMSM stosuje się techniki sterowania wektorowego.Techniki sterowania wektorowego są zwykle określane również jako sterowanie zorientowane na pole (FOC).Podstawową ideą algorytmu sterowania wektorowego jest rozłożenie prądu stojana na część wytwarzającą pole magnetyczne i część wytwarzającą moment obrotowy.Oba komponenty mogą być sterowane oddzielnie po rozłożeniu.

Działanie silnika synchronicznego z magnesami trwałymi

Działanie silnika synchronicznego z magnesami trwałymi jest bardzo proste, szybkie i efektywne w porównaniu z silnikami konwencjonalnymi.Działanie PMSM zależy od wirującego pola magnetycznego stojana i stałego pola magnetycznego wirnika.Magnesy trwałe służą jako wirnik do wytwarzania stałego strumienia magnetycznego oraz działają i blokują się z prędkością synchroniczną.Te typy silników są podobne do bezszczotkowych silników prądu stałego.

Grupy wskazów powstają poprzez połączenie ze sobą uzwojeń stojana.Te grupy wskazów są połączone ze sobą, tworząc różne połączenia, takie jak gwiazda, delta oraz podwójne i pojedyncze fazy.Aby zredukować napięcia harmoniczne, uzwojenia powinny być krótko nawinięte względem siebie.

Kiedy trójfazowe zasilanie prądem przemiennym jest dostarczane do stojana, wytwarza on wirujące pole magnetyczne, a stałe pole magnetyczne jest indukowane przez magnes stały wirnika.Wirnik ten pracuje synchronicznie z prędkością synchroniczną.Cała praca PMSM zależy od szczeliny powietrznej między stojanem a wirnikiem bez obciążenia.

Jeśli szczelina powietrzna jest duża, straty powietrza silnika zostaną zmniejszone.Bieguny pola utworzone przez magnes stały są wyraźne.Silniki synchroniczne z magnesami trwałymi nie są silnikami samoczynnymi.Dlatego konieczne jest elektroniczne sterowanie zmienną częstotliwością stojana.

Analiza zasady zalet technicznych silnika z magnesami trwałymi
 
Zasada działania silnika synchronicznego z magnesami trwałymi jest następująca: w uzwojeniu stojana silnika do prądu trójfazowego, po prądzie przekazującym, utworzy on wirujące pole magnetyczne dla uzwojenia stojana silnika.Ponieważ wirnik jest zainstalowany z magnesem trwałym, biegun magnetyczny magnesu trwałego jest zamocowany, zgodnie z zasadą biegunów magnetycznych tej samej fazy przyciągających różne odpychanie, wirujące pole magnetyczne generowane w stojanie będzie napędzać wirnik do obracania się, obrót prędkość wirnika jest równa prędkości obracającego się bieguna wytwarzanej w stojanie.

Przebieg siły wstecznej:

Back emf jest skrótem od wstecznej siły elektromotorycznej, ale jest również znany jako przeciwelektromotoryczna siła.Zwrotna siła elektromotoryczna to napięcie, które występuje w silnikach elektrycznych, gdy występuje względny ruch między uzwojeniami stojana a polem magnetycznym wirnika.Geometryczne właściwości wirnika określą kształt fali siły wstecznej.Te przebiegi mogą być sinusoidalne, trapezowe, trójkątne lub coś pomiędzy.

Zarówno maszyny indukcyjne, jak i PM generują przebiegi wstecznej siły elektromotorycznej.W maszynie indukcyjnej przebieg wstecznej siły elektromotorycznej zanika, gdy szczątkowe pole wirnika powoli zanika z powodu braku pola stojana.Jednak w przypadku maszyny PM wirnik generuje własne pole magnetyczne.Dlatego napięcie może być indukowane w uzwojeniach stojana, gdy wirnik jest w ruchu.Napięcie wstecznej siły elektromotorycznej będzie rosło liniowo wraz z prędkością i jest kluczowym czynnikiem przy określaniu maksymalnej prędkości roboczej.