Konwersja częstotliwości 100 kW Silnik z magnesami trwałymi PM OEM ODM

Jakie aplikacje wykorzystują silniki PMSM?

‍

Branże korzystające z silników PMSM obejmują przemysł metalurgiczny, ceramiczny, gumowy, naftowy, tekstylny i wiele innych.Silniki PMSM można zaprojektować do pracy z prędkością synchroniczną przy zasilaniu o stałym napięciu i częstotliwości, a także do zastosowań z napędem o zmiennej prędkości (VSD).Ze względu na wysoką wydajność oraz gęstość mocy i momentu obrotowego są one na ogół lepszym wyborem w zastosowaniach o wysokim momencie obrotowym, takich jak miksery, szlifierki, pompy, wentylatory, dmuchawy, przenośniki i zastosowania przemysłowe, w których tradycyjnie stosowane są silniki indukcyjne.

Zalety silników z magnesami trwałymi ziem rzadkich

Wysoka sprawność: krzywa sprawności silnika asynchronicznego generalnie spada szybciej poniżej 60% obciążenia znamionowego, a sprawność jest bardzo niska przy niewielkim obciążeniu.Krzywa sprawności silnika z magnesami trwałymi ziem rzadkich jest wysoka i płaska i znajduje się w obszarze wysokiej sprawności przy 20% ~ 120% obciążenia znamionowego.

Wysoki współczynnik mocy: Zmierzona wartość współczynnika mocy silnika synchronicznego z magnesami trwałymi ziem rzadkich jest bliska wartości granicznej 1,0.Krzywa współczynnika mocy jest równie wysoka i płaska jak krzywa sprawności.Współczynnik mocy jest wysoki.Kompensacja mocy biernej niskiego napięcia nie jest wymagana, a wydajność systemu dystrybucji energii jest w pełni wykorzystana.

Prąd stojana jest mały: wirnik nie ma prądu wzbudzenia, moc bierna jest zmniejszona, a prąd stojana jest znacznie zmniejszony.W porównaniu z silnikiem asynchronicznym o tej samej mocy, wartość prądu stojana można zmniejszyć o 30% do 50%.Jednocześnie, ponieważ prąd stojana jest znacznie zmniejszony, wzrost temperatury silnika jest zmniejszony, a smar łożyskowy i żywotność łożyska są wydłużone.

Wysoki moment obrotowy poza krokiem i moment wciągania: Silniki synchroniczne z magnesami trwałymi ziem rzadkich mają wyższy moment obrotowy poza krokiem i moment wciągania, co sprawia, że ​​silnik ma większą obciążalność i można go płynnie wciągnąć do synchronizacji.

Wady silników z magnesami trwałymi ziem rzadkich

Wysoki koszt: w porównaniu z silnikiem asynchronicznym o tej samej specyfikacji, szczelina powietrzna między stojanem a wirnikiem jest mniejsza, a dokładność przetwarzania każdego elementu jest wysoka;konstrukcja wirnika jest bardziej skomplikowana, a cena materiału ze stali magnetycznej ziem rzadkich jest wysoka;dlatego koszt produkcji silnika jest wysoki, co jest wspólne dla silników asynchronicznych Około 2 razy.

Duży wpływ przy rozruchu z pełną mocą: Podczas rozruchu z pełnym ciśnieniem prędkość synchroniczną można uzyskać w bardzo krótkim czasie.Wstrząs mechaniczny jest duży.Prąd rozruchowy jest ponad 10 razy większy niż prąd znamionowy.Wpływ na system zasilania jest duży, co wymaga dużej wydajności systemu zasilania.

Stal z magnesami ziem rzadkich jest łatwa do rozmagnesowania: gdy materiał magnesu trwałego jest poddawany wibracjom, wysokiej temperaturze i prądowi przeciążeniowemu, jego przepuszczalność magnetyczna może się zmniejszyć lub występuje zjawisko rozmagnesowania, które zmniejsza wydajność silnika z magnesami trwałymi.

Struktury silnikowe PM
Konstrukcje silników PM można podzielić na dwie kategorie: wewnętrzne i powierzchniowe.Każda kategoria ma swój podzbiór kategorii.Powierzchniowy silnik z magnesami trwałymi może mieć magnesy na powierzchni wirnika lub w nim być, aby zwiększyć solidność konstrukcji.Pozycjonowanie i konstrukcja wewnętrznego silnika z magnesami trwałymi mogą się znacznie różnić.Magnesy silnika IPM można wstawić jako duży blok lub naprzemiennie, gdy zbliżają się do rdzenia.Inną metodą jest osadzanie ich we wzorze szprych.

Zmiana indukcyjności silnika PM z obciążeniem
Tylko tyle strumienia można połączyć z kawałkiem żelaza, aby wytworzyć moment obrotowy.W końcu żelazo nasyci się i nie będzie już pozwalać na łączenie strumienia.Rezultatem jest zmniejszenie indukcyjności ścieżki pokonanej przez pole strumienia.W maszynie PM wartości indukcyjności osi d i osi q zmniejszają się wraz ze wzrostem prądu obciążenia.

Indukcyjności osi d i q silnika SPM są prawie identyczne.Ponieważ magnes znajduje się na zewnątrz wirnika, indukcyjność osi q będzie spadać z taką samą szybkością, jak indukcyjność osi d.Jednak indukcyjność silnika IPM zmniejszy się inaczej.Ponownie, indukcyjność osi d jest naturalnie niższa, ponieważ magnes znajduje się na ścieżce strumienia i nie generuje właściwości indukcyjnych.Dlatego na osi d jest mniej żelaza do nasycenia, co skutkuje znacznie mniejszą redukcją strumienia w stosunku do osi q.

Osłabienie/wzmocnienie strumienia silników PM
Strumień w silniku z magnesami trwałymi jest generowany przez magnesy.Pole strumienia porusza się po określonej ścieżce, którą można wzmocnić lub przeciwstawić.Wzmocnienie lub zintensyfikowanie pola strumienia pozwoli silnikowi tymczasowo zwiększyć generowany moment obrotowy.Sprzeciwienie się polu strumienia spowoduje zanegowanie istniejącego pola magnetycznego silnika.Zmniejszone pole magnetyczne ograniczy wytwarzanie momentu obrotowego, ale zmniejszy napięcie wstecznej siły elektromotorycznej.Zmniejszone napięcie wstecznej siły elektromotorycznej zwalnia napięcie, aby popychać silnik do pracy z wyższymi prędkościami wyjściowymi.Oba rodzaje pracy wymagają dodatkowego prądu silnika.Kierunek prądu silnika wzdłuż osi d, zapewniany przez sterownik silnika, określa pożądany efekt.

Budowa silnika IPM (wewnętrzny magnes trwały).

Konwencjonalny silnik SPM (surface permanent magnet) ma konstrukcję, w której magnes trwały jest przymocowany do powierzchni wirnika.Wykorzystuje tylko moment magnetyczny z magnesu.Z drugiej strony silnik IPM oprócz momentu magnetycznego wykorzystuje reluktancję wynikającą z oporu magnetycznego poprzez osadzenie magnesu stałego w samym wirniku.

SPM.IPM Struktura wirnika silnika

Właściwości silnika IPM (wewnętrzny magnes trwały).

Wysoki moment obrotowy i wysoka wydajność
Wysoki moment obrotowy i wysoką moc wyjściową uzyskuje się dzięki zastosowaniu momentu reluktancyjnego oprócz momentu magnetycznego.

Energooszczędna praca
Zużywa do 30% mniej energii w porównaniu do konwencjonalnych silników SPM.

Szybki obrót
Może reagować na szybkie obroty silnika, kontrolując dwa rodzaje momentu obrotowego za pomocą sterowania wektorowego.

Bezpieczeństwo
Ponieważ magnes stały jest osadzony, bezpieczeństwo mechaniczne jest większe, ponieważ w przeciwieństwie do SPM magnes nie odłącza się pod wpływem siły odśrodkowej.

Funkcje sterowania wektorowego

Podczas gdy w konwencjonalnym systemie (układ przewodzenia 120 stopni) prąd wywierany jest na silnik w postaci fali prostokątnej, sterowanie wektorowe wywiera wrażenie na napięcie, które zmienia się w falę sinusoidalną w kierunku położenia wirnika (kąta magnesu), dzięki czemu możliwe staje się kontrolować prąd silnika.

Cechy silników z magnesami trwałymi ziem rzadkich

Biegun wirnika silnika z magnesami trwałymi ziem rzadkich składa się ze stali z magnesami trwałymi z metali ziem rzadkich, więc nie ma poślizgu, prądu wzbudzenia, a wirnik nie ma podstawowego zużycia żelaza i miedzi.

Wirnik jest wzbudzany przez magnesy trwałe i nie jest potrzebny reaktywny prąd wzbudzenia.Dlatego współczynnik mocy jest poprawiony, moc bierna jest zmniejszona, prąd stojana jest znacznie zmniejszony, a straty miedzi i żelaza stojana są znacznie zmniejszone.

Jednocześnie, ponieważ współczynnik łuku biegunowego silnika z magnesami trwałymi ziem rzadkich jest większy niż silnika asynchronicznego, gdy napięcie i struktura stojana są stałe, średnie natężenie indukcji magnetycznej silnika jest mniejsze niż w przypadku silnika asynchronicznego silnik, a utrata żelaza jest niewielka.

Dlatego można powiedzieć, że silnik synchroniczny z magnesami trwałymi z metali ziem rzadkich jest energooszczędny, zmniejszając własne straty i nie ma na niego wpływu zmiany warunków pracy, środowiska i innych czynników.

Silniki Enneng są zaprojektowane do pracy z dużą gęstością mocy, wysoką wydajnością i niższymi temperaturami roboczymi.

Prowadzi to do mniejszego zużycia energii
Wydłużona żywotność łożysk i niższe koszty konserwacji
Krótszy czas przestojów i zwiększona niezawodność
Skutkuje długą żywotnością