Wysokiej wydajności Motor z stałym magnesem o zmiennej prędkości IPM SPM

Zalety silników magnetycznych ziem rzadkich

Wysoka wydajność: krzywa wydajności silnika asynchronicznego generalnie spada szybciej poniżej 60% obciążenia znamionowego, a wydajność jest bardzo niska przy lekkim obciążeniu.Krzywa wydajności silnika magnetów trwałych ziem rzadkich jest wysoka i płaska, i znajduje się w obszarze wysokiej wydajności przy 20% ~ 120% obciążenia znamionowego.

Wysoki współczynnik mocy: zmierzona wartość współczynnika mocy silnika synchronicznego z magnetami ziem rzadkich jest bliska wartości dopuszczalnej 1.0Krzywa współczynnika mocy jest tak wysoka i płaska jak krzywa wydajności.Kompensacja mocy reaktywnej niskiego napięcia nie jest wymagana, a pojemność systemu dystrybucyjnego energii jest w pełni wykorzystana.

Prąd statora jest mały: wirnik nie ma prądu pobudzenia, moc reaktywna jest zmniejszona, a prąd statora jest znacznie zmniejszony.,wartość prądu statora może zostać zmniejszona o 30% do 50%. Jednocześnie, ponieważ prąd statora jest znacznie zmniejszony, wzrost temperatury silnika jest zmniejszony,i tłuszcz łożyska i żywotność łożyska są wydłużone.

Wysoki moment obrotowy i moment przyciągania: silniki synchroniczne z magnetami ziem rzadkich mają wyższy moment obrotowy i moment przyciągania,co sprawia, że silnik ma większą pojemność obciążenia i może być płynnie ciągnięty do synchronizacji.

Wady silników magnetycznych ziem rzadkich

Wysoki koszt: w porównaniu z silnikiem asynchronicznym o tej samej specyfikacji, przepaść powietrza między statorem a wirnikiem jest mniejsza, a dokładność obróbki każdego elementu jest wysoka;Struktura wirnika jest bardziej skomplikowana, a cena materiału stalowego z ziem rzadkich jest wysoka.W związku z tym koszty produkcji silnika są wysokie, co jest powszechne w przypadku silników asynchronicznych około 2 razy.

Duży wstrząs przy uruchomieniu z pełną mocą: przy uruchomieniu przy pełnym ciśnieniu prędkość synchroniczna może zostać wyciągnięta w bardzo krótkim czasie.Prąd początkowy jest ponad 10 razy większy niż prąd nominalnyWpływ na system zasilania jest duży, co wymaga dużej pojemności systemu zasilania.

Stal z magnesów ziem rzadkich jest łatwa do demagnetyzacji: gdy materiał magnetyczny stały jest narażony na wibracje, wysoką temperaturę i prąd przeciążeniowy, jego przepuszczalność magnetyczna może zmniejszyć się,lub występuje zjawisko demagnetyzacji, co zmniejsza wydajność silnika magnetycznego.

Konstrukcje silnikowe PM
Struktury silników PM można podzielić na dwie kategorie: wewnętrzne i powierzchniowe.Silnik powierzchniowy PM może mieć magnesy na lub włożone na powierzchni wirnikaPozycjonowanie i konstrukcja wewnętrznego silnika magnetów stałych mogą się znacznie różnić.Magnesy silnika IPM mogą być wstawiane jako duży blok lub rozstawiane, gdy zbliżają się do rdzeniaInną metodą jest wbudowanie ich w wzór szpiku.

Zmiany indukcji silnika PM w zależności od obciążenia
W końcu żelazo się nasyci i nie pozwala już na łączenie się strumienia.W rezultacie występuje zmniejszenie indukcyjności ścieżki podjętej przez pole strumienioweW maszynie PM wartości indukcji osi d i osi q zmniejszają się wraz ze wzrostem prądu obciążenia.

Indukcyjność osi d i q silnika SPM jest niemal identyczna. Ponieważ magnes znajduje się poza wirnikiem, indukcyjność osi q spadnie z taką samą szybkością jak indukcyjność osi d.Jednakże, indukcyjność silnika IPM zmniejszy się inaczej. Znów indukcyjność osi d jest naturalnie niższa, ponieważ magnes znajduje się na ścieżce strumienia i nie generuje właściwości indukcyjnej.,w osi d jest mniej żelaza do nasycenia, co powoduje znacznie mniejsze zmniejszenie strumienia w stosunku do osi q.

Osłabienie/wzmocnienie strumienia silników PM
W silniku magnetycznym płyn jest generowany przez magnesy.Zwiększenie lub intensyfikacja pola strumienia pozwoli silnikowi tymczasowo zwiększyć produkcję momentu obrotowegoZmniejszone pole magnetyczne ograniczy produkcję momentu obrotowego, ale zmniejszy napięcie emf.Zmniejszone napięcie zwrotne emf uwalnia napięcie, aby popchnąć silnik do pracy przy wyższych prędkościach wyjściowychObydwa rodzaje pracy wymagają dodatkowego prądu silnika.

Konstrukcja silnika IPM (wewnętrzny magnes stały)

Konwencjonalny silnik SPM (surface permanent magnet) ma strukturę, w której magnet stały jest przymocowany do powierzchni wirnika.silnik IPM wykorzystuje niechęć poprzez opór magnetyczny oprócz momentu obrotowego magnetycznego poprzez wbudowanie magnesu stałego w samym wirniku.

SPM.IPM Strukturę wirnika silnika

Właściwości silnika IPM (wewnętrzny magnet stały)

Wysoki moment obrotowy i wysoka sprawność
Wysoki moment obrotowy i wysoka moc wyjściowa osiąga się przy użyciu momentu obrotowego niechęciowego oprócz momentu obrotowego magnetycznego.

Operacja oszczędzania energii
W porównaniu z konwencjonalnymi silnikami SPM zużywa do 30% mniej energii.

Obrót dużych prędkości
Może reagować na szybkie obroty silnika poprzez sterowanie dwoma rodzajami momentu obrotowego za pomocą sterowania wektorem.

Bezpieczeństwo
Ponieważ magnet stały jest wbudowany, bezpieczeństwo mechaniczne jest zwiększone, ponieważ w przeciwieństwie do SPM magnes nie oddzieli się z powodu siły odśrodkowej.

Funkcje sterowania wektorem:

Podczas gdy w konwencjonalnym systemie (system przewodzenia 120 stopni) prąd jest wciskiwany w silnik jako kwadratowa fala,sterowanie wektorowe odbija napięcie, które zamienia się w falę sinusową w kierunku pozycji wirnika (winklu magnesu), dzięki czemu można kontrolować prąd silnika.

Zastosowanie:

Przemysł tekstylny:

Silniki synchroniczne z magnetem stałym (PMSM) oferują kilka zalet w porównaniu z silnikami indukcyjnymi, gdy są stosowane w przemyśle włókienniczym.umożliwiające spełnienie szybkich zmian procesów wymaganych w produkcji włókienniczejJego wysoka dokładność sterowania i doskonałe możliwości pozycjonowania pozwalają na zaspokojenie potrzeb wysokiej precyzji przetwarzania tekstylnego.silniki synchroniczne z magnesami stałymi mają wyższą wydajność i mogą osiągać oszczędności energii w pracy maszyn tekstylnych.

Górnictwo:

W przemyśle górniczym PMSM mają znaczące zalety w stosunku do silników indukcyjnych.i ciężkich ciężarów,. silniki synchroniczne z magnesami stałymi mają wysoką gęstość momentu obrotowego i możliwości pracy o zmiennej prędkości,co sprawia, że są one idealne dla sprzętu górniczego, który wymaga częstego uruchamiania i zatrzymania oraz zmieniających się wymagań operacyjnych.

Przemysł naftowy:

Silniki synchroniczne z magnesami stałymi (PMSM) oferują znaczące zalety w przemyśle naftowym.rozwiązywanie powszechnych problemów z silnikami indukcyjnymiPMSM zapewnia również wysoki moment obrotowy i precyzyjną kontrolę, co czyni go odpowiednim do zastosowań wymagających precyzyjnej kontroli przepływu i regulacji ciśnienia.jego kompaktowy rozmiar i lekka konstrukcja sprawiają, że jest idealny do instalacji o ograniczonej przestrzeni w przemyśle naftowym.

Podsumowując, zastosowanie silników w różnych gałęziach przemysłu odgrywa kluczową rolę w osiągnięciu efektywnej i niezawodnej pracy.mają ograniczenia, które mogą mieć wpływ na ich wydajność i niezawodnośćJednak silniki synchroniczne z magnetami stałymi (PMSM) oferują kilka zalet, które czynią je lepszą alternatywą dla silników indukcyjnych w takich gałęziach przemysłu, jak górnictwo i ropa naftowa.PMSM ma zaletę szybszego czasu reakcji, większa dokładność sterowania, wyższa wydajność i większa gęstość momentu obrotowego.Te zalety sprawiają, że PMSM jest cennym rozwiązaniem, które poprawia ogólną wydajność procesu i produkcji przy jednoczesnym zmniejszeniu kosztów operacyjnychWybór odpowiedniego typu silnika i strategii sterowania w oparciu o specyficzne wymagania i warunki środowiskowe ma kluczowe znaczenie dla optymalnej wydajności i niezawodności w rzeczywistych zastosowaniach.Ogólnie, stosowanie silników synchronicznych z magnetami stałymi stanowi znaczący postęp technologiczny i jasną przyszłość dla wielu gałęzi przemysłu.