Wysokowydajny silnik z magnesami trwałymi PMAC IP54 Przyjazny dla środowiska

Charakterystyczna cecha PMACM – magnesy trwałe w ich wirniku – działają na wirujące pole magnetyczne (RMF) uzwojeń stojana i są wprawiane w ruch obrotowy.Jest to odchylenie od innych wirników, gdzie siła magnetyczna musi być indukowana lub generowana w obudowie wirnika, co wymaga większego prądu.Oznacza to, że PMACM są generalnie bardziej wydajne niż silniki indukcyjne, ponieważ pole magnetyczne wirnika jest stałe i nie potrzebuje źródła energii do jego wytworzenia.Oznacza to również, że do działania wymagają napędu o zmiennej częstotliwości (napęd VFD lub PM), który jest systemem sterowania, który wygładza moment obrotowy wytwarzany przez te silniki.Poprzez włączanie i wyłączanie prądu w uzwojeniach stojana na określonych etapach obrotu wirnika, napęd PM jednocześnie steruje momentem obrotowym i prądem oraz wykorzystuje te dane do obliczenia położenia wirnika, a tym samym prędkości wyjściowej wału.Są to maszyny synchroniczne, gdyż ich prędkość obrotowa odpowiada prędkości RMF.Te maszyny są stosunkowo nowe i wciąż są optymalizowane, więc specyficzne działanie każdego PMACM jest na razie zasadniczo unikalne dla każdego projektu.

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.

Silniki synchroniczne z magnesami trwałymi z magnesami wewnętrznymi: Maksymalna efektywność energetyczna

Silnik synchroniczny z magnesami trwałymi i magnesami wewnętrznymi (IPMSM) to idealny silnik do zastosowań trakcyjnych, w których maksymalny moment obrotowy nie występuje przy maksymalnej prędkości.Ten typ silnika jest stosowany w aplikacjach wymagających dużej dynamiki i przeciążalności.Jest to również doskonały wybór, jeśli chcesz obsługiwać wentylatory lub pompy w zakresie IE4 i IE5.Wysokie koszty zakupu zwykle zwracają się poprzez oszczędności energii w czasie pracy, pod warunkiem, że pracujesz z odpowiednią przetwornicą częstotliwości.

Nasze przetwornice częstotliwości montowane na silniku wykorzystują zintegrowaną strategię sterowania opartą na MTPA (maksymalny moment obrotowy na amper).Pozwala to na eksploatację silników synchronicznych z magnesami trwałymi z maksymalną efektywnością energetyczną.Przeciążalność 200%, doskonały moment rozruchowy i rozszerzony zakres regulacji prędkości pozwalają również w pełni wykorzystać moc silnika.Dla szybkiego zwrotu kosztów i najbardziej efektywnych procesów kontrolnych.

Silniki synchroniczne z magnesami trwałymi z magnesami zewnętrznymi do klasycznych zastosowań serwo

Silniki synchroniczne z magnesami trwałymi z magnesami zewnętrznymi (SPMSM) są idealnymi silnikami, gdy potrzebne są duże przeciążenia i szybkie przyspieszenie, na przykład w klasycznych aplikacjach serwo.Wydłużona konstrukcja zapewnia również niską bezwładność masy i umożliwia optymalny montaż.Jednak wadą systemu składającego się z SPMSM i przemiennika częstotliwości są koszty z tym związane, ponieważ często stosuje się kosztowną technologię wtykową i wysokiej jakości enkodery.

Aplikacje:

Silniki synchroniczne z magnesami trwałymi można łączyć z przetwornicami częstotliwości, tworząc najlepszy bezstopniowy system kontroli prędkości w otwartej pętli, który jest szeroko stosowany w urządzeniach do kontroli prędkości w przemyśle petrochemicznym, włókien chemicznych, tekstyliach, maszynach, elektronice, szkle, guma, opakowaniowy, poligraficzny, papierniczy, poligraficzny i farbiarski, metalurgiczny i inne gałęzie przemysłu.

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.

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%.