موتور 3 فاز PMSM 500 کیلووات با راندمان بالا کم صدا و بدون تعمیر و نگهداری برای اکسترودر پلاستیک

تفاوت بین موتور آهنربای دائمی و موتور ناهمزمان

01. ساختار روتور

موتور ناهمزمان: روتور از یک هسته آهنی و یک سیم پیچ، عمدتاً روتورهای قفس سنجابی و سیم پیچی تشکیل شده است.روتور قفس سنجابی با میله های آلومینیومی ریخته گری می شود.میدان مغناطیسی نوار آلومینیومی که استاتور را برش می دهد، روتور را به حرکت در می آورد.

موتور PMSM: آهنرباهای دائمی در قطب های مغناطیسی روتور تعبیه شده اند و توسط میدان مغناطیسی چرخشی ایجاد شده در استاتور مطابق با اصل قطب های مغناطیسی همان فاز که دافعه های متفاوتی را جذب می کنند به چرخش در می آیند.

02. کارایی

موتورهای ناهمزمان: نیاز به جذب جریان از تحریک شبکه و در نتیجه مقدار معینی اتلاف انرژی، جریان راکتیو موتور و ضریب توان کم دارند.

موتور PMSM: میدان مغناطیسی توسط آهنرباهای دائمی تامین می شود، روتور به جریان هیجان انگیز نیاز ندارد و راندمان موتور بهبود می یابد.

03. حجم و وزن

استفاده از مواد آهنربای دائم با کارایی بالا باعث می شود که میدان مغناطیسی شکاف هوا موتورهای سنکرون آهنربای دائم بزرگتر از موتورهای آسنکرون باشد.اندازه و وزن در مقایسه با موتورهای آسنکرون کاهش یافته است.این یک یا دو اندازه فریم کمتر از موتورهای آسنکرون خواهد بود.

04. جریان راه اندازی موتور

موتور آسنکرون: مستقیماً توسط برق فرکانس برق راه اندازی می شود و جریان راه اندازی زیاد است که می تواند به 5 تا 7 برابر جریان نامی برسد که در یک لحظه تأثیر زیادی بر روی شبکه برق می گذارد.جریان راه‌اندازی زیاد باعث می‌شود که افت ولتاژ مقاومت در برابر نشتی سیم‌پیچ استاتور افزایش یابد و گشتاور راه‌اندازی کم است، بنابراین راه‌اندازی سنگین نمی‌تواند به دست آید.حتی اگر از اینورتر استفاده شود، فقط می تواند در محدوده جریان خروجی نامی شروع به کار کند.

موتور PMSM: توسط یک کنترلر اختصاصی هدایت می شود که فاقد الزامات خروجی نامی کاهنده است.جریان راه اندازی واقعی کم است، جریان به تدریج با توجه به بار افزایش می یابد و گشتاور راه اندازی زیاد است.

05. ضریب قدرت

موتورهای آسنکرون دارای ضریب توان پایینی هستند، آنها باید مقدار زیادی جریان راکتیو را از شبکه برق جذب کنند، جریان راه اندازی زیاد موتورهای آسنکرون باعث تأثیر کوتاه مدت بر روی شبکه برق می شود و استفاده طولانی مدت باعث آسیب خاصی می شود. به تجهیزات شبکه برق و ترانسفورماتورها.اضافه کردن واحدهای جبران توان و انجام جبران توان راکتیو برای اطمینان از کیفیت شبکه برق و افزایش هزینه استفاده از تجهیزات ضروری است.

در روتور موتور سنکرون آهنربای دائم جریان القایی وجود ندارد و ضریب توان موتور بالاست که باعث بهبود ضریب کیفیت شبکه برق و بی نیازی از نصب جبران کننده می شود.

06. تعمیر و نگهداری

ساختار موتور ناهمزمان + کاهنده ارتعاش، گرما، نرخ شکست بالا، مصرف زیاد روان کننده و هزینه نگهداری دستی بالا را ایجاد می کند.باعث تلفات قطعی خاصی خواهد شد.

موتور سنکرون آهنربای دائم سه فاز، تجهیزات را مستقیماً هدایت می کند.از آنجایی که کاهنده حذف می شود، سرعت خروجی موتور کم است، نویز مکانیکی کم است، لرزش مکانیکی کم است و میزان شکست کم است.کل سیستم درایو تقریباً بدون نیاز به تعمیر و نگهداری 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

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 بالا (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.

مزایای موتورهای آهنربایی دائمی خاکی کمیاب

راندمان بالا: منحنی راندمان موتور ناهمزمان معمولاً سریعتر زیر 60 درصد بار نامی سقوط می کند و راندمان در بار سبک بسیار کم است.منحنی بازده موتور آهنربای دائم خاکی کمیاب بالا و مسطح است و در ناحیه با راندمان بالا در 20٪ تا 120٪ بار نامی قرار دارد.

ضریب توان بالا: مقدار اندازه گیری شده ضریب قدرت موتور سنکرون آهنربای دائم خاکی کمیاب نزدیک به مقدار حدی 1.0 است.منحنی ضریب توان به اندازه منحنی بازده بالا و مسطح است.ضریب توان بالاست.جبران توان راکتیو ولتاژ پایین مورد نیاز نیست و از ظرفیت سیستم توزیع برق به طور کامل استفاده می شود.

جریان استاتور کم است: روتور جریان تحریکی ندارد، توان راکتیو کاهش می یابد و جریان استاتور به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.در مقایسه با موتور ناهمزمان با همان ظرفیت، مقدار جریان استاتور را می توان 30٪ تا 50٪ کاهش داد.در عین حال، به دلیل کاهش شدید جریان استاتور، افزایش دمای موتور کاهش می یابد و گریس یاتاقان و عمر بلبرینگ افزایش می یابد.

گشتاور خارج از مرحله و گشتاور کششی بالا: موتورهای سنکرون آهنربای دائمی خاکی کمیاب دارای گشتاور بیرون از مرحله و گشتاور کششی بالاتری هستند که باعث می شود موتور ظرفیت بار بیشتری داشته باشد و به آرامی به همگام سازی کشیده شود.

معایب موتورهای آهنربایی دائمی خاکی کمیاب

هزینه بالا: در مقایسه با موتور ناهمزمان با همان مشخصات، شکاف هوا بین استاتور و روتور کوچکتر است و دقت پردازش هر جزء بالا است.ساختار روتور پیچیده تر است و قیمت مواد فولادی مغناطیسی خاکی کمیاب بالا است.بنابراین، هزینه ساخت موتور بالا است، که برای موتورهای ناهمزمان حدود 2 برابر رایج است.

ضربه بزرگ در شروع با قدرت کامل: هنگام شروع با فشار کامل، سرعت سنکرون را می توان در زمان بسیار کوتاهی ترسیم کرد.شوک مکانیکی بزرگ است.جریان شروع بیش از 10 برابر جریان نامی است.تأثیر بر سیستم منبع تغذیه زیاد است و به ظرفیت زیادی از سیستم منبع تغذیه نیاز دارد.

آهنربای خاکی کمیاب به راحتی مغناطیس زدایی می شود: هنگامی که ماده آهنربای دائمی در معرض ارتعاش، دمای بالا و جریان اضافه بار قرار می گیرد، نفوذپذیری مغناطیسی آن ممکن است کاهش یابد یا پدیده مغناطیس زدایی رخ دهد که عملکرد موتور آهنربای دائم را کاهش می دهد.

در انتخاب موتور آهنربای دائمی چه فاکتورهایی باید در نظر گرفته شود؟

① الزامات برنامه خود را در نظر بگیرید

اولین قدم در انتخاب موتور آهنربای نئودیمیم این است که نیازهای کاربردی خود را در نظر بگیرید.چه توان خروجی نیاز دارید؟سرعت و گشتاور مورد نیاز برنامه شما چیست؟پاسخ به این سوالات به شما کمک می کند تا گزینه های خود را محدود کنید و موتوری را انتخاب کنید که برای کاربرد خاص شما کار کند.

② هزینه

البته، هزینه همیشه هنگام خرید یک عامل است - و این شامل انتخاب موتور نیز می شود.قیمت موتورهای آهنربای دائم از چند صد دلار تا چند هزار دلار متغیر است.قبل از تصمیم گیری مطمئن شوید که قیمت های تامین کنندگان مختلف را مقایسه کنید.اما همچنین به خاطر داشته باشید که گاهی اوقات، آنچه را که برای آن پرداخت می کنید، دریافت می کنید.بنابراین بدون انجام تحقیقات اولیه، ارزان ترین گزینه را انتخاب نکنید.

③ اندازه/وزن

اندازه و وزن موتور با توجه به توان مورد نیاز شما و کاربرد مورد استفاده تعیین می شود.اگر فضا در بالاترین حد است، باید آن را در فرآیند تصمیم گیری خود لحاظ کنید.

④ تعمیر و نگهداری

موتورهای آهنربایی نئودیمیم معمولاً تعمیر و نگهداری بسیار کمی دارند، اما هنوز هم باید در نظر داشت که انجام کارهای تعمیر و نگهداری معمول مانند تعویض روغن و تعمیر ترمز چقدر آسان یا دشوار خواهد بود.

⑤ الزامات بهره وری

راندمان یکی دیگر از موارد مهم در انتخاب موتور PM است.موتورهای با راندمان بالاتر انرژی کمتری مصرف می کنند که می تواند در دراز مدت در هزینه شما صرفه جویی کند.هنگام مقایسه رتبه‌بندی‌های راندمان، مطمئن شوید که سیب‌ها را با سیب‌ها با موتورهای هم اندازه و خروجی‌های برق مشابه مقایسه کنید.

⑥ دوام

موتورهای آهنربای دائم برای استفاده طولانی مدت طراحی شده اند، اما برخی از مدل ها دوام بیشتری نسبت به بقیه دارند.اگر برنامه شما به ویژه نیازمند است، باید مطمئن شوید که موتوری را انتخاب می کنید که بتواند در برابر سختی های برنامه خاص شما مقاومت کند.

⑦ گزینه های نصب

موتور چگونه نصب خواهد شد؟برخی از موتورها دارای چندین گزینه نصب هستند در حالی که برخی دیگر فقط به یک یا دو امکان محدود می شوند.شما باید مطمئن شوید که موتوری که انتخاب می کنید می تواند به روشی که برای برنامه شما لازم است نصب شود.

⑧ تامین کننده مناسب را انتخاب کنید

در نهایت، مطمئن شوید که تامین کننده مناسب را انتخاب کرده اید.همکاری با یک تامین کننده معتبر که در زمینه طراحی و ساخت موتورهای PM تجربه دارد، به شما کمک می کند تا محصولی با کیفیت و مطابق با نیازهای خاص خود دریافت کنید.