IP54 IP55 IP68 Trójfazowy silnik z magnesami trwałymi Wysoki moment obrotowy Niski poziom hałasu

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.

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 vs 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.

Silnik synchroniczny z magnesami trwałymi ma następujące cechy:

1. Wydajność znamionowa jest o 2% do 5% wyższa niż w przypadku zwykłych silników asynchronicznych;

2. Sprawność szybko rośnie wraz ze wzrostem obciążenia.Gdy obciążenie zmienia się w zakresie od 25% do 120%, zachowuje wysoką sprawność.Zakres pracy o wysokiej sprawności jest znacznie wyższy niż w przypadku zwykłych silników asynchronicznych.Małe obciążenie, zmienne obciążenie i pełne obciążenie mają znaczący wpływ na oszczędność energii;

3. Współczynniki mocy do 0,95 i więcej, nie jest wymagana kompensacja bierna;

4. Współczynnik mocy jest znacznie poprawiony.W porównaniu z silnikami asynchronicznymi prąd roboczy jest zmniejszony o ponad 10%.Dzięki zmniejszeniu prądu roboczego i strat systemowych można osiągnąć efekty oszczędności energii na poziomie około 1%.

5. Niski wzrost temperatury, wysoka gęstość mocy: 20 K niższy niż trójfazowy wzrost temperatury silnika asynchronicznego, wzrost temperatury projektowej jest taki sam i można go przekształcić w mniejszą objętość, oszczędzając bardziej efektywne materiały;

6. Wysoki moment rozruchowy i wysoka przeciążalność: zgodnie z wymaganiami można go zaprojektować z wysokim momentem rozruchowym (3-5 razy) i dużą przeciążalnością;

7. Stosowany jest system sterowania prędkością o zmiennej częstotliwości, który jest lepszy w odpowiedzi dynamicznej i lepszy niż w przypadku silników asynchronicznych.

8. Wymiary montażowe są takie same jak obecnie szeroko stosowane silniki asynchroniczne, a konstrukcja i wybór są bardzo wygodne.

9. Ze względu na wzrost współczynnika mocy wizualna moc transformatora systemu zasilania jest znacznie zmniejszona, co poprawia wydajność zasilania transformatora, a także może znacznie obniżyć koszt kabla systemowego (nowy projekt);

10. Po zbudowaniu nowego projektu wszystkie układy napędowe wykorzystują silniki synchroniczne z magnesami trwałymi, inwestycja w projekt jest zasadniczo taka sama jak w przypadku silników asynchronicznych, a projekt może nadal uzyskiwać korzyści w zakresie oszczędności energii po wprowadzeniu projektu operacja;

W ogólnym sektorze przemysłowym, zastępując niskonapięciowe (380/660/1140V) wysokowydajne silniki asynchroniczne, system oszczędza od 5% do 30% energii, a wysokonapięciowe (6kV/10kV) wysokosprawne silniki asynchroniczne , system oszczędza od 2% do 10%.

Dlaczego silniki z magnesami trwałymi są bardziej wydajne?

Silnik synchroniczny z magnesami trwałymi składa się głównie ze stojana, wirnika i elementów obudowy.Podobnie jak w przypadku zwykłych silników prądu przemiennego, rdzeń stojana jest strukturą laminowaną w celu zmniejszenia strat żelaza spowodowanych prądami wirowymi i efektami histerezy podczas pracy silnika;uzwojenia są również zwykle trójfazowymi strukturami symetrycznymi, ale dobór parametrów jest zupełnie inny.

Część wirnika ma różne formy, w tym wirniki z magnesami trwałymi z rozruchowymi klatkami wiewiórkowymi oraz wbudowane lub montowane powierzchniowo wirniki z czystymi magnesami trwałymi.Rdzeń wirnika może być wykonany w formie litej lub laminowany.Wirnik jest wyposażony w materiał z magnesem trwałym, który jest powszechnie nazywany stalą magnetyczną.

Podczas normalnej pracy silnika z magnesami trwałymi wirnik i pole magnetyczne stojana są w stanie synchronicznym, nie ma indukowanego prądu w części wirnika, nie ma utraty miedzi wirnika, histerezy i utraty prądów wirowych i nie ma należy rozważyć problem utraty wirnika i wytwarzania ciepła.

Ogólnie rzecz biorąc, silnik z magnesami trwałymi jest zasilany przez specjalną przetwornicę częstotliwości i naturalnie ma funkcję miękkiego startu.

Ponadto silnik z magnesami trwałymi jest silnikiem synchronicznym, który ma właściwości regulacji współczynnika mocy silnika synchronicznego poprzez siłę wzbudzenia, dzięki czemu współczynnik mocy można zaprojektować na określoną wartość.

Z punktu widzenia rozruchu, ze względu na fakt, że silnik z magnesami trwałymi jest uruchamiany przez zasilacz o zmiennej częstotliwości lub wspomagającą przetwornicę częstotliwości, proces rozruchu silnika z magnesami trwałymi jest łatwy do zrealizowania;podobnie do rozruchu silnika o zmiennej częstotliwości, pozwala uniknąć wad rozruchu zwykłego silnika asynchronicznego typu klatkowego.

Krótko mówiąc, wydajność i współczynnik mocy silników z magnesami trwałymi może osiągnąć bardzo wysoki poziom, a konstrukcja jest bardzo prosta.