Montowany powierzchniowo silnik synchroniczny z magnesem trwałym Chłodzenie wodą Wnętrze PMSM

Po co wybierać silniki magnetyczne?
 
Silniki stałego magnesu AC (PMAC) oferują kilka zalet w porównaniu z innymi typami silników, w tym:
 
Wysoka wydajność: silniki PMAC są wysoce wydajne ze względu na brak strat miedzi w wirniku i zmniejszone straty nawijania.powodujące znaczne oszczędności energii.
 
Duża gęstość mocy: silniki PMAC mają wyższą gęstość mocy w porównaniu z innymi typami silników, co oznacza, że mogą wytwarzać więcej mocy na jednostkę wielkości i masy.Dzięki temu idealnie nadają się do zastosowań, w których przestrzeń jest ograniczona.
 
Wysoka gęstość momentu obrotowego: silniki PMAC mają wysoką gęstość momentu obrotowego, co oznacza, że mogą wytwarzać więcej momentu obrotowego na jednostkę wielkości i masy..
 
Zmniejszona konserwacja: ponieważ silniki PMAC nie mają pędzli, wymagają one mniejszej konserwacji i mają dłuższą żywotność niż inne rodzaje silników.
 
Poprawiona kontrola: silniki PMAC mają lepszą kontrolę prędkości i momentu obrotowego w porównaniu z innymi typami silników, co czyni je idealnymi do zastosowań, w których wymagana jest precyzyjna kontrola.
 
Przyjazne dla środowiska: silniki PMAC są bardziej przyjazne dla środowiska niż inne rodzaje silników, ponieważ wykorzystują metale ziem rzadkich,które są łatwiejsze do recyklingu i wytwarzają mniej odpadów w porównaniu z innymi typami silników.
 
Ogólnie rzecz biorąc, zalety silników PMAC czynią je doskonałym wyborem dla szerokiego zakresu zastosowań, w tym pojazdów elektrycznych, maszyn przemysłowych i systemów energii odnawialnej.
 
 
Silniki stałego magnesu AC (PMAC) mają szeroki zakres zastosowań, w tym:
 
Maszyny przemysłowe: silniki PMAC są stosowane w różnych zastosowaniach maszyn przemysłowych, takich jak pompy, sprężarki, wentylatory i narzędzia maszynowe.i precyzyjne sterowanie, co czyni je idealnymi dla tych zastosowań.
 
Robotika: silniki PMAC wykorzystywane są w robocie i automatyce, gdzie oferują wysoką gęstość momentu obrotowego, precyzyjne sterowanie i wysoką wydajność.i inne systemy sterowania ruchem.
 
Systemy HVAC: Silniki PMAC są stosowane w systemach grzewczych, wentylacyjnych i klimatyzacyjnych (HVAC), gdzie zapewniają wysoką wydajność, precyzyjne sterowanie i niski poziom hałasu.Często są one stosowane w wentylatorach i pompach w tych systemach.
 
Systemy energii odnawialnej: silniki PMAC są stosowane w systemach energii odnawialnej, takich jak turbiny wiatrowe i śledzące słoneczne, gdzie oferują wysoką wydajność, wysoką gęstość mocy i precyzyjne sterowanie.Często są one stosowane w generatorze i systemach śledzenia w tych systemach.
 
Sprzęt medyczny: silniki PMAC są stosowane w sprzęcie medycznym, takim jak maszyny MRI, gdzie oferują wysoką gęstość momentu obrotowego, precyzyjną kontrolę i niski poziom hałasu.Często są one stosowane w silnikach napędzających ruchome części w tych maszynach.

Zasada działania
Zasada działania silnika synchronicznego z magnetem stałym jest podobna do silnika synchronicznego.Kiedy owijanie statora jest podłączone energią poprzez podanie 3-fazowego zasilania, tworzy się obracające się pole magnetyczne pomiędzy szczelinami powietrza.
 
To wytwarza moment obrotowy, gdy bieguny pola wirnika utrzymują obracające się pole magnetyczne w prędkości synchronicznej, a wirnik obraca się nieprzerwanie.konieczne jest zapewnienie zasilania o zmiennej częstotliwości.
 
Równienie EMF i momentu obrotowego
W maszynach synchronicznych średnie pole elektromagnetyczne indukowane na fazę nazywa się dynamicznym induzuje EMF w silniku synchronicznym, strumień cięty przez każdego przewodnika na obrot jest Pφ Weber
Wtedy czas potrzebny do ukończenia jednego obrotu wynosi 60 N / s
 
Średnie pole elektromagnetyczne wywołane na jeden przewodnik można obliczyć przy użyciu
 
(PφN / 60) x Zph = (PφN / 60) x 2Tph
 
gdzie Tph = Zph / 2
 
W związku z tym średnie pole elektromagnetyczne na fazę wynosi:
 
= 4 x φ x Tph x PN/120 = 4φfTph
gdzie Tph = liczba obrotów połączonych w serii na fazę
 
φ = strumień/pół w Weberze
 
P= liczba
 
F= częstotliwość w Hz
 
Zph = liczba przewodników połączonych w serii w każdej fazie = Zph/3
 
Wyrównanie EMF zależy od cew i przewodników na statorze.
 
Zatem E = 4 x φ x f x Tph xKd x Kp
 
Wyrównanie momentu obrotowego silnika synchronicznego z magnesem stałym jest podane w następujący sposób:
 
T = (3 x Eph x Iph x sinβ) / ωm
 
 
PMSM na powierzchni
W tej konstrukcji magnes jest zamontowany na powierzchni wirnika.Zapewnia jednolitą lukę powietrza, ponieważ przepuszczalność magnesu stałego i lukę powietrza jest taka samaBrak momentów obrotowych, wysoka wydajność dynamiczna i odpowiednie do urządzeń dużych prędkości, takich jak robotyka i napędy narzędziowe.
 
Pochowany PMSM lub PMSM wewnętrzny
W tym typie konstrukcji magnet stały jest osadzony w wirniku, jak pokazano na rysunku poniżej.Moment obrotowy jest spowodowany wysokim poziomem silnika.

Dlaczego wybrać silnik IPM zamiast SPM?

1Wysoki moment obrotowy osiąga się poprzez zastosowanie momentu obrotowego odchylenia oprócz momentu obrotowego magnetycznego.

2Silniki IPM zużywają do 30% mniej energii w porównaniu z konwencjonalnymi silnikami elektrycznymi.

3Bezpieczeństwo mechaniczne jest zwiększone, ponieważ w przeciwieństwie do SPM magnes nie oddziela się z powodu siły odśrodkowej.

4Może reagować na szybkie obroty silnika poprzez sterowanie dwoma rodzajami momentu obrotowego za pomocą sterowania wektorem.

Wykorzystanie silnika synchronicznego z magnesem stałym:
Działanie silnika synchronicznego magnetycznego jest bardzo proste, szybkie i skuteczne w porównaniu z silnikami konwencjonalnymi.Praca PMSM zależy od obracającego się pola magnetycznego statora i stałego pola magnetycznego wirnikaMagnesy stałe są wykorzystywane jako wirnik do tworzenia stałego przepływu magnetycznego i pracy i blokowania z prędkością synchroniczną.
 
Grupy fasorowe tworzone są przez połączenie zwojów statora ze sobą.i podwójne i pojedyncze fazyW celu zmniejszenia napięć harmonijnych, uzwojenia powinny być krótko zwinięte ze sobą.
 
Gdy 3-fazowe zasilanie prądem przemiennym jest podawane do statora, tworzy ono obracające się pole magnetyczne, a stałe pole magnetyczne jest indukowane z powodu trwałego magnesu wirnika.Ten wirnik działa w synchronizmie z prędkością synchronicznąCała praca PMSM zależy od przedziału powietrza między statorem a wirem bez obciążenia.
 
Jeśli szczelina powietrza jest duża, to straty wiatrowe silnika będą zmniejszone.Silniki synchroniczne z magnesami stałymi nie są silnikami samodzielnie uruchamiającymi sięW związku z tym konieczne jest kontrolowanie zmiennej częstotliwości statora elektronicznie.
 

Zalety

Zalety silnika synchronicznego z magnesem stałym obejmują:

zapewnia większą wydajność przy dużych prędkościach

dostępne w małych rozmiarach w różnych opakowaniach

utrzymanie i montaż są bardzo łatwe niż z silnikiem indukcyjnym

o pojemności nieprzekraczającej 50 W,

wysoka wydajność i niezawodność

zapewnia płynny moment obrotowy i dynamiczne osiągi

Wady

Wady silników synchronicznych z magnesami stałymi to:

Tego typu silniki są bardzo drogie w porównaniu do silników indukcyjnych

Trochę trudne do uruchomienia, ponieważ nie są to silniki samowystartowane.

Istnieje wiele sposobów uruchomienia silnika synchronicznego z magnetem stałym, w tym uruchomienie bezpośrednie, uruchomienie dekompresji z samopołączeniem, uruchomienie dekompresji Y-Δ, miękkie uruchomienie, uruchomienie falownika itp.Więc jaka jest różnica między nimi?

1Jeżeli pojemność i obciążenie sieci umożliwiają uruchomienie bezpośrednie pełnego napięcia, można rozważyć uruchomienie bezpośrednie pełnego napięcia.i wysokiej ekonomicznościUżywany jest głównie do uruchamiania małych silników.

2Automatyczna skrzynia biegów uruchamia się za pomocą wielo-dotknięcia automatycznej skrzyni biegów w celu zmniejszenia ciśnienia,który może nie tylko spełniać potrzeby różnych obciążeń, ale także moment wyjściowy będzie większyJest to metoda rozpoczęcia dekompresji i jest często stosowana do uruchamiania silników o dużej mocy.

3. Y-Δ zaczyna działać normalnie. asynchroniczny silnik klatki wiewiórkowej jest owinięty i podłączony do statora delta.a następnie połączony z delta po uruchomieniu, prąd startowy może zostać zmniejszony i wpływ na sieć energetyczną może zostać złagodzony.Nadaje się do uruchamiania bez obciążenia lub z lekkim obciążeniemW porównaniu z innymi rozrusznikami dekompresyjnymi ma najprostszą strukturę i jest również tańszy.silnik synchroniczny z magnesem stałym może działać w trybie podłączonym do gwiazdki, gdy obciążenie jest lekkieW tym momencie można dopasować obrotowy moment i obciążenie, zwiększając tym samym wydajność silnika i oszczędzając zużycie energii.

4Miękkie uruchomienie przyjmuje zasadę regulacji napięcia fazowego sterowanego krzemowym prostownikiem, aby zrealizować uruchomienie regulacji napięcia silnika.Wykorzystywane głównie do sterowania uruchamianiem silnika synchronicznego z magnesem stałym, z dobrym efektem startowym i wysokimi kosztami.

5Konwerter częstotliwości jest urządzeniem sterującym silnikiem o najwyższej zawartości technicznej, najbardziej kompletnych funkcjach sterujących i najlepszym efektzie sterującym w dziedzinie nowoczesnego sterującego silnikiem.Dostosowuje prędkość i moment obrotowy silnika synchronicznego magnetem stałym poprzez zmianę częstotliwości sieci zasilania, jest głównie stosowany w dziedzinach wymagających wysokich wymogów dotyczących regulacji prędkości i sterowania dużą prędkością.

Rozruch dekompresyjny, powszechne startowanie gwiazdkowo-deltowe, wady polegają na tym, że moment startowy jest niewielki, nadaje się tylko do startu bez obciążenia lub lekkiego obciążenia.można ustawić czas uruchomienia i początkowy moment obrotowy sprzętu startowego, realizuje miękkie uruchomienie i miękkie zatrzymanie i może ograniczyć prąd startowy, cena jest umiarkowana.rozpocząć płynnie zgodnie z ustawionym czasem i pozwolić sprzętowi działać na ustawionej częstotliwości, cena jest wysoka.