Čo je to synchrónny striedavý motor s permanentným magnetom bez straty budenia?

rozvoj priemyslu a dynamika trhu:
So zvyšujúcim sa dopytom po vysokoúčinných a energeticky úsporných motoroch sa podiel synchrónnych motorov s permanentnými magnetmi na trhu motorov postupne zväčšoval a pozornosť sa venovala perspektívam rozvoja príbuzných odvetví. Napríklad v priemyselnej automatizácii, domácich spotrebičoch, železničnej preprave a iných oblastiach je použitie synchrónnych motorov s permanentnými magnetmi čoraz rozsiahlejšie, čo podporilo rozvoj a modernizáciu priemyslu.
Význam zdrojov vzácnych zemín pri výrobe synchrónnych motorov s permanentnými magnetmi je čoraz dôležitejší, Čína ako krajina bohatá na zdroje vzácnych zemín má určité výhody pri rozvoji priemyslu synchrónnych motorov s permanentnými magnetmi a rozvoj súvisiacich odvetví tiež pútal pozornosť.

 

Definícia a princíp
Synchrónny motor s permanentným magnetom (PMSM) je synchrónny motor, ktorý generuje synchrónne rotujúce magnetické pole budené permanentným magnetom. Jeho statorové vinutie bude generovať rotujúce magnetické pole po trojfázovom striedavom prúde a rotor je zložený z permanentných magnetov, ktoré sa spoliehajú na magnetické pole generované permanentným magnetom, aby interagovalo s rotujúcim magnetickým poľom statora, takže rotor motora sa otáča synchronne s rotačným magnetickým poľom statora.
Jeho princíp činnosti je založený na zákone elektromagnetickej indukcie a princípe interakcie magnetického poľa. Medzi rotujúcim magnetickým poľom generovaným statorovým prúdom a permanentným magnetickým poľom rotora existuje elektromagnetický krútiaci moment. Krútiaci moment poháňa rotor motora, aby sa otáčal, a rýchlosť rotora je prísne synchronizovaná s rýchlosťou otáčania magnetického poľa statora.

 

Štrukturálne charakteristiky
Štruktúra statora je podobná štruktúre bežného trojfázového asynchrónneho motora, ktorý sa skladá z jadra statora a vinutia statora. Jadro statora je zvyčajne vyrobené z laminovaného plechu z kremíkovej ocele, aby sa znížili straty v jadre. Vinutie statora je trojfázové vinutie, ktoré je podľa určitých pravidiel zapustené v štrbine statora a používa sa na generovanie rotujúceho magnetického poľa prechodom trojfázového striedavého prúdu.
Štruktúra rotora je kľúčovou súčasťou synchrónneho motora s permanentným magnetom. Na rotor je inštalovaný permanentný magnet a materiálom permanentného magnetu je zvyčajne NdFeb (Nd-Fe-B) a iné vysokovýkonné materiály s permanentnými magnetmi. Podľa rôznych spôsobov inštalácie permanentných magnetov na rotor sa dá rozdeliť na rotor s povrchovým permanentným magnetom a vstavaný rotor s permanentným magnetom. Permanentný magnet povrchového rotora s permanentným magnetom je inštalovaný na povrchu jadra rotora, ktorý má jednoduchú štruktúru a proces, ale permanentný magnet môže byť ľahko rušený vonkajším magnetickým poľom; Permanentný magnet zabudovaného rotora s permanentným magnetom je zapustený vo vnútornom jadre rotora, jeho konštrukcia je pomerne zložitá, ale má lepšie charakteristiky magnetického obvodu a mechanické vlastnosti.

výhodu
Vysoká účinnosť: Vďaka použitiu budenia permanentným magnetom nie je potrebný žiadny dodatočný budiaci prúd, čím sa zníži strata budením, a v porovnaní s tradičnými asynchrónnymi motormi má vyššiu účinnosť za rovnakých pracovných podmienok. To môže výrazne znížiť spotrebu energie a ušetriť náklady na energiu za dlhodobú prevádzku zariadení.
Vysoký účinník: účinník synchrónneho motora s permanentným magnetom sa môže blížiť k 1, čo znamená, že keď je napájaná sieť, jalový výkon absorbovaný motorom zo siete je veľmi malý, čím sa znižuje zaťaženie siete jalovým výkonom. a zlepšenie kvality napájania siete.
Rýchla rýchlosť odozvy: jej odozva krútiaceho momentu je rýchla a dokáže rýchlo upraviť rýchlosť a krútiaci moment podľa riadiaceho signálu, čo je vhodné pre príležitosti vyžadujúce vysoko presné riadenie, ako sú priemyselné automatizované výrobné linky, roboty a iné oblasti.
Kompaktná konštrukcia: Pretože nie sú potrebné budiace vinutia a súvisiace budiace zariadenia, celková konštrukcia motora je kompaktnejšia a menšia, čo má veľké výhody v niektorých zariadeniach s vysokými nárokmi na priestor.

Oblasť aplikácie
Priemyselná oblasť: široko používané v zariadeniach priemyselnej automatizácie, ako sú CNC obrábacie stroje, textilné stroje, tlačiarenské stroje atď. Napríklad v CNC obrábacích strojoch môžu synchrónne motory s permanentnými magnetmi presne riadiť rýchlosť a polohu nástroja, čím sa zlepšuje obrábanie presnosť.
Dopravné pole: Synchrónne motory s permanentnými magnetmi sa široko používajú ako hnacie motory v elektrických vozidlách, elektrických vlakoch a iných dopravných prostriedkoch. Synchrónny motor s permanentným magnetom v elektrickom vozidle má výhody vysokej účinnosti, úspory energie a dobrej charakteristiky krútiaceho momentu, čo môže zlepšiť jazdný dosah a výkon elektrického vozidla.
Domáce spotrebiče: Používa sa aj v klimatizáciách, chladničkách, práčkach a iných domácich spotrebičoch. Napríklad použitie synchrónnych motorov s permanentnými magnetmi pre kompresory klimatizácií môže zlepšiť pomer energetickej účinnosti klimatizácií a znížiť prevádzkový hluk.
Po druhé, pochopenie a skutočná situácia „bez straty“

 

Ideálne bez straty
Za ideálnych okolností, ak sa straty železa (strata hysterézy a strata vírivých prúdov v železnom jadre) a mechanické straty (strata ložiska, strata odporu vetra atď.) v motore ignorujú, účinnosť premeny energie synchrónneho permanentného magnetu motor môže byť takmer 100%, pretože nedochádza k žiadnej strate budenia, to znamená k takzvanej "bez straty". Toto je založené na teoretickom predpoklade, že za tohto predpokladu sa elektrická energia vstupujúca do statorového vinutia takmer úplne premení na mechanický výstup energie.
Skutočný stratový stav
Strata železa: V skutočnej prevádzke spôsobí plech z kremíkovej ocele v jadre statora stratu hysterézie a stratu vírivého prúdu pri pôsobení striedavého magnetického poľa. Strata hysterézie je spôsobená hysteréznymi charakteristikami materiálu jadra, vďaka čomu sa magnetická doména vo vnútri jadra prevráti a spotrebúva energiu, keď sa magnetické pole zmení. Strata vírivých prúdov je spôsobená vírivým prúdom indukovaným striedavým magnetickým poľom v jadre, ktorý vytvára teplo na odpore jadra a spotrebúva energiu.
Mechanická strata: rotor motora v procese otáčania, ložisko spôsobí stratu trenia, zatiaľ čo rotácia motora a okolitý vzduch je relatívny pohyb, spôsobí stratu odporu vetra. Tieto mechanické straty znižujú účinnosť motora.
Strata rozptylu: vrátane straty spôsobenej interakciou harmonických magnetických polí vysokého rádu v statore a rotore a dodatočnej straty spôsobenej výrobným procesom a inými faktormi. Aj keď je účinnosť synchrónnych motorov s permanentným magnetom relatívne vysoká, tieto skutočné straty nemožno ignorovať.
Po tretie, vlastnosti striedavého motora súvisia
Prispôsobivosť AC napájacieho zdroja
Synchrónny motor s permanentným magnetom je druh striedavého motora, môže byť priamo pripojený k prevádzke trojfázového striedavého prúdu. V praktických aplikáciách je potrebné zosúladiť príslušné striedavé napájanie podľa menovitého napätia a menovitej frekvencie motora. Rôzne aplikačné scenáre môžu vyžadovať vhodné úpravy napájacieho zdroja striedavého prúdu, ako napríklad v niektorých priemyselných prípadoch, keď sú veľké výkyvy napätia v elektrickej sieti, môže byť potrebné použiť regulátor napätia na zabezpečenie normálnej prevádzky motora.
Porovnanie s inými AC motormi
V porovnaní s asynchrónnymi motormi, ako už bolo uvedené, majú synchrónne motory s permanentnými magnetmi vyššiu účinnosť, účinník a ďalšie výhody. Asynchrónny motor má jednoduchú štruktúru, nízku cenu a vysokú spoľahlivosť a je široko používaný v niektorých prípadoch, keď požiadavka na účinnosť nie je obzvlášť vysoká a náklady sú citlivejšie.
V porovnaní so synchrónnym reluktančným motorom má synchrónny motor s permanentným magnetom vyššiu hustotu krútiaceho momentu a môže poskytnúť väčší krútiaci moment pri rovnakom objeme a výkone. Synchrónny reluktančný motor závisí hlavne od prevádzky reluktančného momentu, jeho účinnosť a výkon nie sú v niektorých aspektoch také dobré ako synchrónny motor s permanentným magnetom.