Niestandardowy trójfazowy silnik synchroniczny z magnesami trwałymi o zmiennej prędkości

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.

Różnice między silnikiem z magnesami trwałymi a silnikiem asynchronicznym

01. Struktura wirnika

Silnik asynchroniczny: Wirnik składa się z żelaznego rdzenia i uzwojenia, głównie wirników klatkowych i drutowych.Wirnik klatkowy jest odlewany z aluminiowych prętów.Pole magnetyczne pręta aluminiowego przecinającego stojan napędza wirnik.

Silnik PMSM: Magnesy trwałe są osadzone w biegunach magnetycznych wirnika i są wprawiane w ruch obrotowy przez wirujące pole magnetyczne generowane w stojanie zgodnie z zasadą, że bieguny magnetyczne tej samej fazy przyciągają różne odpychanie.

02. Wydajność

Silniki asynchroniczne: muszą pobierać prąd ze wzbudzenia sieci, co powoduje pewną utratę energii, prądu biernego silnika i niskiego współczynnika mocy.

Silnik PMSM: Pole magnetyczne jest wytwarzane przez magnesy trwałe, wirnik nie potrzebuje prądu wzbudzającego, a wydajność silnika jest lepsza.

03. Objętość i waga

Zastosowanie wysokowydajnych materiałów z magnesami trwałymi sprawia, że ​​pole magnetyczne szczeliny powietrznej silników synchronicznych z magnesami trwałymi jest większe niż w przypadku silników asynchronicznych.Rozmiar i waga są zmniejszone w porównaniu z silnikami asynchronicznymi.Będzie o jeden lub dwa rozmiary mniejsze niż silniki asynchroniczne.

04. Prąd rozruchowy silnika

Silnik asynchroniczny: jest uruchamiany bezpośrednio przez energię elektryczną o częstotliwości sieciowej, a prąd rozruchowy jest duży, który może osiągnąć 5 do 7 razy prąd znamionowy, co ma ogromny wpływ na sieć energetyczną w jednej chwili.Duży prąd rozruchowy powoduje wzrost spadku napięcia rezystancji upływowej uzwojenia stojana, a moment rozruchowy jest mały, więc nie można uzyskać rozruchu przy dużym obciążeniu.Nawet jeśli używany jest falownik, można go uruchomić tylko w zakresie znamionowego prądu wyjściowego.

Silnik PMSM: jest napędzany przez dedykowany sterownik, który nie spełnia znamionowych wymagań wyjściowych reduktora.Rzeczywisty prąd rozruchowy jest mały, prąd jest stopniowo zwiększany w zależności od obciążenia, a moment rozruchowy jest duży.

05. Współczynnik mocy

Silniki asynchroniczne mają niski współczynnik mocy, muszą pochłaniać dużą ilość prądu biernego z sieci energetycznej, duży prąd rozruchowy silników asynchronicznych spowoduje krótkotrwały wpływ na sieć energetyczną, a długotrwałe użytkowanie spowoduje pewne uszkodzenia do urządzeń sieci elektroenergetycznej i transformatorów.Konieczne jest dodanie jednostek kompensacji mocy i wykonanie kompensacji mocy biernej, aby zapewnić jakość sieci elektroenergetycznej i zwiększyć koszty użytkowania urządzeń.

W wirniku silnika synchronicznego z magnesami trwałymi nie występuje prąd indukowany, a współczynnik mocy silnika jest wysoki, co poprawia współczynnik jakości sieci elektroenergetycznej i eliminuje konieczność instalowania kompensatora.

06. Konserwacja

Konstrukcja silnika asynchronicznego + reduktora będzie generować wibracje, ciepło, wysoką awaryjność, duże zużycie smaru i wysokie koszty konserwacji ręcznej;spowoduje to pewne straty związane z przestojami.

Trójfazowy silnik synchroniczny z magnesami trwałymi bezpośrednio napędza sprzęt.Ponieważ reduktor jest wyeliminowany, prędkość wyjściowa silnika jest niska, hałas mechaniczny jest niski, wibracje mechaniczne są małe, a wskaźnik awaryjności jest niski.Cały układ napędowy jest prawie bezobsługowy.

Trend rozwojowy silników z magnesami trwałymi z metali ziem rzadkich

Silniki z magnesami trwałymi ziem rzadkich rozwijają się w kierunku dużej mocy (wysoka prędkość, wysoki moment obrotowy), wysokiej funkcjonalności i miniaturyzacji oraz stale poszerzają nowe odmiany silników i obszary zastosowań, a perspektywy zastosowania są bardzo optymistyczne.Aby sprostać potrzebom, proces projektowania i produkcji silników z magnesami trwałymi ziem rzadkich nadal wymaga ciągłych innowacji, struktura elektromagnetyczna będzie bardziej złożona, struktura obliczeniowa będzie dokładniejsza, a proces produkcyjny będzie bardziej zaawansowany i odpowiedni.

Zastosowanie silnika z magnesami trwałymi ziem rzadkich

Ze względu na przewagę silników z magnesami trwałymi z metali ziem rzadkich, ich zastosowania stają się coraz szersze.Główne obszary zastosowań są następujące:

Skoncentruj się na wysokiej wydajności i oszczędności energii silników z magnesami trwałymi z metali ziem rzadkich.Głównymi obiektami zastosowań są duże odbiorniki energii, takie jak silniki synchroniczne z magnesami trwałymi z metali ziem rzadkich dla przemysłu włókienniczego i chemicznego, silniki synchroniczne z magnesami trwałymi z metali ziem rzadkich do różnych maszyn górniczych i transportowych stosowanych na polach naftowych i kopalniach węgla oraz synchroniczne magnesy trwałe ziem rzadkich silniki do napędzania różnych pomp i wentylatorów.

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.

DOŁĄCZzajmuje się badaniami i rozwojem różnych specjalnych silników z magnesami trwałymi o wysokim i niskim napięciu o niskiej prędkości i wysokim momencie obrotowym, silników z magnesami trwałymi o stałej prędkości oraz specjalnych silników z magnesami trwałymi z napędem bezpośrednim.

Silniki z magnesami trwałymi ENNENG są szeroko stosowane w znanych chińskich firmach w różnych dziedzinach, w tym w kopalniach złota, kopalniach węgla, fabrykach opon, szybach naftowych i stacjach uzdatniania wody, przynosząc korzyści klientom w zakresie oszczędzania energii, a także ochrony środowiska.

Chcielibyśmy wspólnie pracować z użytkownikami na całym świecie, aby skupić się na energooszczędnych rozwiązaniach z korzyścią dla naszego społeczeństwa i ludzi.