5,5-3000KW 380V 660V Silnik bezprzekładniowy z magnesem trwałym Wysoki moment obrotowy Wysoka moc wyjściowa

Zasada działania

Zasada działania silnika synchronicznego z magnesami trwałymi jest podobna do silnika synchronicznego.Zależy to od wirującego pola magnetycznego, które generuje siłę elektromotoryczną przy prędkości synchronicznej.Gdy uzwojenie stojana jest zasilane energią trójfazową, między szczelinami powietrznymi powstaje wirujące pole magnetyczne.

Powoduje to wytwarzanie momentu obrotowego, gdy bieguny pola wirnika utrzymują wirujące pole magnetyczne z prędkością synchroniczną, a wirnik obraca się w sposób ciągły.Ponieważ silniki te nie są silnikami samoczynnymi, konieczne jest zapewnienie zasilania o zmiennej częstotliwości.

Równanie pola elektromagnetycznego i momentu obrotowego

W maszynie synchronicznej średnia siła elektromotoryczna indukowana na fazę jest nazywana polem elektromagnetycznym indukującym dynamikę w silniku synchronicznym, strumień wycinany przez każdy przewodnik na obrót wynosi Pϕ Webera

Wtedy czas potrzebny na wykonanie jednego obrotu wynosi 60/N sek

Średnią EMF indukowaną na przewodnik można obliczyć za pomocą

( PϕN / 60 ) x Zph = ( PϕN / 60 ) x 2Tph

Gdzie Tph = Zph / 2

Dlatego średni EMF na fazę wynosi,

= 4 x ϕ x Tph x PN/120 = 4ϕfTph

Gdzie Tph = nie.Zwojów połączonych szeregowo na fazę

ϕ = strumień/biegun w weberze

P = nie.biegunów

F= częstotliwość w Hz

Zph= nie.Z przewodów połączonych szeregowo na fazę.= Zph/3

Równanie EMF zależy od cewek i przewodników na stojanie.W przypadku tego silnika uwzględniono również współczynnik dystrybucji Kd i współczynnik skoku Kp.

Stąd E = 4 x ϕ xfx Tph xKd x Kp

Równanie momentu obrotowego silnika synchronicznego z magnesami trwałymi jest podane jako

T = (3 x Eph x Iph x sinβ) / ωm

Dlaczego warto wybrać silniki prądu przemiennego z magnesami trwałymi?

Silniki prądu przemiennego z magnesami trwałymi (PMAC) oferują kilka zalet w porównaniu z innymi typami silników, w tym:

Wysoka wydajność: Silniki PMAC są bardzo wydajne ze względu na brak strat miedzianych wirnika i zmniejszone straty uzwojenia.Mogą osiągnąć sprawność do 97%, co skutkuje znaczną oszczędnością energii.

Wysoka 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 wagi.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 większy moment obrotowy na jednostkę wielkości i wagi.Dzięki temu idealnie nadają się do zastosowań, w których wymagany jest wysoki moment obrotowy.

Ograniczona konserwacja: ponieważ silniki PMAC nie mają szczotek, wymagają mniej konserwacji i mają dłuższą żywotność niż inne typy silników.

Ulepszona 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.

Przyjazny dla środowiska: silniki PMAC są bardziej przyjazne dla środowiska niż inne typy 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 sprawiają, że są one doskonałym wyborem do szerokiego zakresu zastosowań, w tym pojazdów elektrycznych, maszyn przemysłowych i systemów energii odnawialnej.

SPM kontra IPM

Silnik PM można podzielić na dwie główne kategorie: silniki z magnesami trwałymi powierzchniowymi (SPM) i silniki z magnesami trwałymi wewnętrznymi (IPM).Żaden typ konstrukcji silnika nie zawiera prętów wirnika.Oba typy generują strumień magnetyczny przez magnesy trwałe przymocowane do lub wewnątrz wirnika.

Silniki SPM mają magnesy przymocowane do zewnętrznej powierzchni wirnika.Z powodu tego mechanicznego mocowania ich wytrzymałość mechaniczna jest słabsza niż w przypadku silników IPM.Osłabiona wytrzymałość mechaniczna ogranicza maksymalną bezpieczną prędkość mechaniczną silnika.Ponadto silniki te wykazują bardzo ograniczoną istotność magnetyczną (Ld ≈ Lq).

Wartości indukcyjności mierzone na zaciskach wirnika są stałe niezależnie od położenia wirnika.Ze względu na bliski jedności współczynnik istotności, konstrukcje silników SPM polegają w znacznym stopniu, jeśli nie całkowicie, na składowej momentu magnetycznego w celu wytworzenia momentu obrotowego.

Silniki IPM mają magnes stały osadzony w samym wirniku.W przeciwieństwie do swoich odpowiedników SPM, lokalizacja magnesów trwałych sprawia, że ​​silniki IPM są bardzo solidne mechanicznie i nadają się do pracy z bardzo dużymi prędkościami.Silniki te charakteryzują się również stosunkowo wysokim współczynnikiem istotności magnetycznej (Lq > Ld).Ze względu na swoją istotność magnetyczną silnik IPM ma zdolność generowania momentu obrotowego, wykorzystując zarówno komponenty magnetyczne, jak i reluktancyjne momentu obrotowego silnika.

Samoczynne wykrywanie a działanie w pętli zamkniętej

Ostatnie postępy w technologii napędów umożliwiają standardowym napędom prądu przemiennego „samoczynne wykrywanie” i śledzenie położenia magnesu silnika.System z zamkniętą pętlą zazwyczaj wykorzystuje kanał z-pulse do optymalizacji wydajności.Dzięki pewnym procedurom przemiennik zna dokładną pozycję magnesu silnika, śledząc kanały A/B i korygując błędy w kanale Z.Znajomość dokładnego położenia magnesu pozwala na uzyskanie optymalnego momentu obrotowego, co skutkuje optymalną wydajnością.

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.

Analiza zastosowania nowoczesnej technologii silników z magnesami trwałymi:

1.Zastosowanie technologii elektromechanicznej z magnesami trwałymi na rynku AGD

Zastosowanie technologii silników z magnesami trwałymi na rynku urządzeń gospodarstwa domowego przejawia się w VCDDVD i komputerach.Obecnie stopniowo kształtował rozwój uprzemysłowienia i stopniowo rozszerzał się na wielofazowe napędy o zmiennej prędkości.Na przykład ludzie używają klimatyzatorów z inwerterem, wykorzystują nowoczesną technologię silnika z magnesami trwałymi, aby poprawić wydajność działania klimatyzatora, stopniowo zmniejszać głośność silnika klimatyzatora i minimalizować hałas powodowany przez klimatyzator.

2.Zastosowanie technologii elektromechanicznej z magnesami trwałymi na rynku wind

System zmiennej prędkości silnika z magnesami trwałymi jest używany na rynku wind od prawie 10 lat.Na przykład, stosując wolnoobrotowy silnik z magnesami trwałymi ziem rzadkich jako maszynę trakcyjną windy, zastosowanie silnika z magnesami trwałymi z metali ziem rzadkich może zaoszczędzić 20% energii elektrycznej.Nowoczesne silniki z magnesami trwałymi są zwykle stosowane w układach napędowych o zmiennej prędkości z dużymi zmianami obciążenia i wymaganiami dotyczącymi dużych prędkości.

3.Zastosowanie technologii elektromechanicznej z magnesami trwałymi w przedsiębiorstwach przemysłowych i górniczych

Wraz z rozwojem silników z magnesami trwałymi, silniki z magnesami trwałymi o dużym momencie obrotowym zostały dobrze rozwinięte, zwłaszcza pomyślne wprowadzenie na rynek silników o zmiennej częstotliwości z magnesami trwałymi dało nowe możliwości przedsiębiorstwom przemysłowym i wydobywczym.Ponieważ wyjściowy moment obrotowy silnika z magnesami trwałymi jest wystarczająco duży, użycie przekładni mechanicznej jest ograniczone, a prędkość jest kontrolowana.Może pracować z małymi prędkościami.W związku z tym eliminuje się zastosowanie sprzęgła płynowego, co pozwala zaoszczędzić na kosztach zakupu powiązanego sprzętu i konserwacji dwóch powyższych urządzeń, co zmniejsza ryzyko bezpieczeństwa, dlatego silnik o zmiennej częstotliwości z magnesami trwałymi jest bardzo popularny w wielu przedsiębiorstwach przemysłowych i górniczych .Dzięki funkcji regulacji prędkości o zmiennej częstotliwości zapewnia użytkownikom silną gwarancję poprawy wydajności produkcji i oszczędności energii elektrycznej.Dlatego nowoczesne silniki o zmiennej częstotliwości z magnesami trwałymi są niezbędnym wyborem dla przedsiębiorstw przemysłowych i wydobywczych w celu modernizacji ich wyposażenia w przyszłości.