موتور گیربکس آهنربایی دائمی سبک وزن

ویژگی تعیین کننده PMACM ها - آهنرباهای دائمی در روتور آنها - توسط میدان مغناطیسی دوار (RMF) سیم پیچ های استاتور عمل می کنند و به سمت حرکت چرخشی دفع می شوند.این یک انحراف از روتورهای دیگر است که در آن نیروی مغناطیسی باید در محفظه روتور القا یا ایجاد شود و به جریان بیشتری نیاز دارد.این بدان معنی است که PMACM ها عموماً کارآمدتر از موتورهای القایی هستند، زیرا میدان مغناطیسی روتور دائمی است و برای تولید آن نیازی به منبع انرژی ندارد.این همچنین به این معنی است که آنها برای کار کردن به یک درایو فرکانس متغیر (VFD یا درایو PM) نیاز دارند، که یک سیستم کنترلی است که گشتاور تولید شده توسط این موتورها را صاف می کند.با روشن و خاموش کردن جریان به سیم پیچ های استاتور در مراحل خاصی از چرخش روتور، درایو PM به طور همزمان گشتاور و جریان را کنترل می کند و از این داده ها برای محاسبه موقعیت روتور و در نتیجه سرعت خروجی شفت استفاده می کند.آنها ماشین های سنکرون هستند، زیرا سرعت چرخش آنها با سرعت RMF مطابقت دارد.این ماشین‌ها نسبتاً جدید هستند و هنوز در حال بهینه‌سازی هستند، بنابراین عملکرد خاص هر PMACM در حال حاضر اساساً برای هر طراحی منحصر به فرد است.

معادله EMF و گشتاور

در یک ماشین سنکرون، متوسط ​​EMF القا شده در هر فاز، EMF القاء دینامیکی در موتور سنکرون نامیده می شود، برش شار توسط هر هادی در هر دور Pϕ Weber است.

سپس زمان صرف شده برای تکمیل یک دور 60/N ثانیه است

میانگین EMF القا شده در هر هادی را می توان با استفاده از آن محاسبه کرد

( PϕN / 60 ) x Zph = ( PϕN / 60 ) x 2Th

جایی که Tph = Zph / 2

بنابراین، میانگین EMF در هر فاز برابر است با

= 4 x ϕ x Tph x PN/120 = 4fTph

جایی که Tph = خیر.از نوبت های متصل به صورت سری در هر فاز

ϕ = شار/قطب در وبر

P= خیراز قطب ها

F= فرکانس بر حسب هرتز

Zph= خیراز هادی هایی که به صورت سری در هر فاز متصل می شوند.= Zph/3

معادله EMF به سیم پیچ ها و هادی های روی استاتور بستگی دارد.برای این موتور ضریب توزیع Kd و ضریب گام Kp نیز در نظر گرفته شده است.

بنابراین، E = 4 x ϕ xfx Tph xKd x Kp

معادله گشتاور یک موتور سنکرون آهنربای دائم به صورت زیر داده شده است:

T = (3 x Eph x Iph x sinβ) / ωm

چرا موتورهای ac مغناطیس دائم انتخاب می کنیم؟

موتورهای مغناطیس دائم AC (PMAC) مزایای متعددی نسبت به انواع دیگر موتورها دارند، از جمله:

راندمان بالا: موتورهای PMAC به دلیل عدم تلفات مس روتور و کاهش تلفات سیم پیچ بسیار کارآمد هستند.آنها می توانند بازدهی تا 97٪ را به دست آورند و در نتیجه صرفه جویی قابل توجهی در مصرف انرژی داشته باشند.

چگالی توان بالا: موتورهای PMAC دارای چگالی توان بالاتری در مقایسه با سایر انواع موتور هستند، به این معنی که می توانند در هر واحد اندازه و وزن، توان بیشتری تولید کنند.این باعث می شود آنها برای برنامه هایی که فضا محدود است ایده آل باشند.

تراکم گشتاور بالا: موتورهای PMAC دارای چگالی گشتاور بالایی هستند، به این معنی که می توانند گشتاور بیشتری در واحد اندازه و وزن تولید کنند.این آنها را برای کاربردهایی که گشتاور بالا مورد نیاز است ایده آل می کند.

تعمیر و نگهداری کاهش یافته: از آنجایی که موتورهای PMAC فاقد برس هستند، نسبت به انواع دیگر موتورها به نگهداری کمتری نیاز دارند و طول عمر بیشتری دارند.

کنترل بهبودیافته: موتورهای PMAC کنترل سرعت و گشتاور بهتری در مقایسه با انواع دیگر موتورها دارند و برای کاربردهایی که کنترل دقیق مورد نیاز است، ایده آل هستند.

دوستدار محیط زیست: موتورهای PMAC نسبت به انواع موتورهای دیگر دوستدار محیط زیست هستند زیرا در آنها از فلزات خاکی کمیاب استفاده می شود که بازیافت آنها راحت تر است و زباله کمتری در مقایسه با سایر انواع موتور تولید می کند.

به طور کلی، مزایای موتورهای PMAC آنها را به گزینه ای عالی برای طیف گسترده ای از کاربردها، از جمله وسایل نقلیه الکتریکی، ماشین آلات صنعتی و سیستم های انرژی تجدید پذیر تبدیل می کند.

موتورهای مغناطیس دائم AC (PMAC) طیف وسیعی از کاربردها از جمله:

ماشین آلات صنعتی: موتورهای PMAC در انواع کاربردهای ماشین آلات صنعتی مانند پمپ ها، کمپرسورها، فن ها و ماشین ابزار استفاده می شوند.آنها راندمان بالا، چگالی توان بالا و کنترل دقیق را ارائه می دهند که آنها را برای این کاربردها ایده آل می کند.

رباتیک: موتورهای PMAC در کاربردهای روباتیک و اتوماسیون مورد استفاده قرار می گیرند، جایی که تراکم گشتاور بالا، کنترل دقیق و راندمان بالا را ارائه می دهند.آنها اغلب در بازوهای رباتیک، گیره ها و سایر سیستم های کنترل حرکت استفاده می شوند.

سیستم‌های HVAC: موتورهای PMAC در سیستم‌های گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع (HVAC) استفاده می‌شوند، جایی که راندمان بالا، کنترل دقیق و سطح صدای کم را ارائه می‌دهند.آنها اغلب در فن ها و پمپ های این سیستم ها استفاده می شوند.

سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر: موتورهای PMAC در سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر مانند توربین‌های بادی و ردیاب‌های خورشیدی مورد استفاده قرار می‌گیرند، جایی که راندمان بالا، چگالی توان بالا و کنترل دقیق را ارائه می‌دهند.آنها اغلب در ژنراتورها و سیستم های ردیابی در این سیستم ها استفاده می شوند.

تجهیزات پزشکی: موتورهای PMAC در تجهیزات پزشکی مانند دستگاه‌های MRI استفاده می‌شوند، جایی که تراکم گشتاور بالا، کنترل دقیق و سطح صدای کم را ارائه می‌دهند.آنها اغلب در موتورهایی که قطعات متحرک در این ماشین ها را به حرکت در می آورند استفاده می شوند.

SPM در مقابل IPM

موتورهای PM را می توان به دو دسته اصلی تقسیم کرد: موتورهای آهنربای دائم سطحی (SPM) و موتورهای آهنربای دائم داخلی (IPM).هیچ یک از انواع طراحی موتور شامل میله های روتور نیستند.هر دو نوع شار مغناطیسی توسط آهنرباهای دائمی متصل به روتور یا داخل آن ایجاد می کنند.

موتورهای SPM دارای آهنرباهایی هستند که به قسمت بیرونی سطح روتور چسبانده شده اند.به دلیل این نصب مکانیکی، استحکام مکانیکی آنها ضعیف تر از موتورهای IPM است.قدرت مکانیکی ضعیف، حداکثر سرعت مکانیکی مطمئن موتور را محدود می کند.علاوه بر این، این موتورها برجستگی مغناطیسی بسیار محدودی (Ld ≈ Lq) از خود نشان می دهند.

مقادیر اندوکتانس اندازه گیری شده در پایانه های روتور بدون توجه به موقعیت روتور سازگار است.به دلیل نسبت برجستگی تقریباً یکسانی، طراحی موتورهای SPM به طور قابل توجهی، اگر نه به طور کامل، برای تولید گشتاور به جزء گشتاور مغناطیسی متکی هستند.

موتورهای IPM دارای یک آهنربای دائمی هستند که در خود روتور تعبیه شده است.بر خلاف همتایان SPM خود، محل آهنرباهای دائمی باعث می شود که موتورهای IPM از نظر مکانیکی بسیار سالم و مناسب برای کار در سرعت های بسیار بالا باشند.این موتورها همچنین با نسبت برجستگی مغناطیسی نسبتاً بالای آنها (Lq > Ld) تعریف می شوند.موتورهای IPM به دلیل خاصیت مغناطیسی خود، توانایی تولید گشتاور را با بهره گیری از اجزای گشتاور مغناطیسی و رلوکتانسی موتور دارند.

خود حسگر در مقابل عملیات حلقه بسته

پیشرفت‌های اخیر در فن‌آوری درایو به درایوهای ac استاندارد اجازه می‌دهد تا موقعیت آهنربای موتور را "خود تشخیص دهند" و ردیابی کنند.یک سیستم حلقه بسته معمولاً از کانال z-pulse برای بهینه سازی عملکرد استفاده می کند.از طریق روال های خاصی، درایو با ردیابی کانال های A/B و تصحیح خطاها با کانال z، موقعیت دقیق آهنربای موتور را می داند.دانستن موقعیت دقیق آهنربا باعث تولید گشتاور بهینه و در نتیجه بازدهی بهینه می شود.

تضعیف / تشدید شار موتورهای PM

شار در یک موتور آهنربای دائمی توسط آهنرباها ایجاد می شود.میدان شار مسیر خاصی را دنبال می کند که می تواند تقویت یا مخالفت شود.تقویت یا تشدید میدان شار به موتور اجازه می دهد تا به طور موقت تولید گشتاور را افزایش دهد.مخالفت با میدان شار، میدان مغناطیسی موجود موتور را نفی می کند.کاهش میدان مغناطیسی تولید گشتاور را محدود می کند، اما ولتاژ back-emf را کاهش می دهد.کاهش ولتاژ back-emf ولتاژ را آزاد می کند تا موتور را برای کار در سرعت های خروجی بالاتر سوق دهد.هر دو نوع کار نیاز به جریان موتور اضافی دارند.جهت جریان موتور در سراسر محور d که توسط کنترل کننده موتور ارائه می شود، اثر مورد نظر را تعیین می کند.

ویژگی ها و مزایای موتورهای آهنربای دائم:

موتور از منبع تحریک را می توان به دو دسته تقسیم کرد: موتور آهنربای دائمی و موتور تحریک الکتریکی.موتور آهنربای دائمی یک موتور الکتریکی است که یک میدان مغناطیسی تحریکی از یک آهنربای دائمی تولید می کند.پرکاربردترین موتورهای سه فاز ناهمزمان در صنعت و مصارف عمرانی مانند سری Y، سری Y2، سری Y2، سری YX3، سری YB، سری YB2 و ... همگی متعلق به موتورهای تحریک الکتریکی هستند.محصولات ENNENG موتور موتورهای سنکرون آهنربای دائم بسیار کارآمد هستند.

در مقایسه با موتورهای تحریک الکتریکی سنتی، موتورهای آهنربای دائم، به ویژه موتورهای آهنربای دائم خاکی کمیاب، دارای مزایای ساختار ساده، عملکرد قابل اعتماد، اندازه کوچک، سبک وزن، تلفات کم و راندمان بالا و شکل و اندازه موتور انعطاف پذیر و متنوع هستند.این برنامه بسیار گسترده است و تقریباً تمام زمینه های هوافضا، دفاع ملی، تولید صنعتی و کشاورزی و زندگی روزمره را پوشش می دهد.

موتور سنکرون آهنربای دائم دارای ویژگی های زیر است:

1. راندمان امتیازی 2 تا 5 درصد بیشتر از موتورهای ناهمزمان معمولی است.

2. راندمان به سرعت با افزایش بار افزایش می یابد.هنگامی که بار در محدوده 25٪ تا 120٪ تغییر می کند، راندمان بالایی را حفظ می کند.محدوده عملکرد با راندمان بالا بسیار بالاتر از موتورهای ناهمزمان معمولی است.بار سبک، بار متغیر و بار کامل همگی اثرات قابل توجهی در صرفه جویی در انرژی دارند.

3. فاکتورهای قدرت تا 0.95 و بالاتر، بدون نیاز به جبران واکنشی.

4. ضریب قدرت تا حد زیادی بهبود یافته است.در مقایسه با موتورهای آسنکرون، جریان در حال اجرا بیش از 10٪ کاهش می یابد.با توجه به کاهش در جریان عملیاتی و تلفات سیستم، اثرات صرفه جویی در انرژی در حدود 1٪ قابل دستیابی است.

5. افزایش دمای پایین، چگالی توان بالا: 20K کمتر از افزایش دمای موتور ناهمزمان سه فاز، افزایش دمای طراحی یکسان است و می توان آن را به حجم کمتری تبدیل کرد و در مواد موثرتر صرفه جویی کرد.

6. گشتاور شروع بالا و ظرفیت اضافه بار بالا: با توجه به الزامات، می توان آن را با گشتاور شروع بالا (3-5 بار) و ظرفیت اضافه بار بالا طراحی کرد.

7. از سیستم کنترل سرعت فرکانس متغیر استفاده می شود که در پاسخ دینامیکی بهتر و نسبت به موتورهای آسنکرون بهتر است.

8. ابعاد نصب همان موتورهای ناهمزمان است که در حال حاضر به طور گسترده استفاده می شود و طراحی و انتخاب بسیار راحت است.

9. با توجه به افزایش ضریب توان، توان بصری ترانسفورماتور سیستم منبع تغذیه بسیار کاهش می یابد که باعث بهبود ظرفیت منبع تغذیه ترانسفورماتور می شود و همچنین می تواند هزینه کابل سیستم را بسیار کاهش دهد (پروژه جدید).

10. هنگامی که پروژه جدید ساخته می شود، تمام سیستم های محرک از موتورهای سنکرون آهنربای دائم استفاده می کنند، سرمایه گذاری پروژه اساساً مانند استفاده از موتورهای ناهمزمان است و پروژه می تواند پس از وارد شدن پروژه به مزایای صرفه جویی در انرژی ادامه دهد. عمل؛

در بخش عمومی صنعتی، جایگزینی موتورهای آسنکرون با راندمان بالا ولتاژ پایین (380/660/1140 ولت)، این سیستم بین 5 تا 30 درصد انرژی صرفه جویی می کند و موتورهای ناهمزمان با ولتاژ بالا (6kV/10kV) با راندمان بالا. ، سیستم از 2% تا 10% صرفه جویی می کند.