موتور بدون سنسور 8 کیلو وات 15 کیلووات PMSM موتور مغناطیس دائم با قدرت بالا 10 کیلووات

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 ناهمزمان 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.

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.

چند مشکل کوچک که به راحتی در مورد موتور نادیده گرفته می شود:

1. چرا نمی توان از موتورهای جنرال در مناطق فلات استفاده کرد؟

ارتفاع اثرات نامطلوبی بر افزایش دمای موتور، تاج موتور (موتور ولتاژ بالا) و کموتاسیون موتور DC دارد.سه جنبه زیر باید مورد توجه قرار گیرد:

(1) هر چه ارتفاع بیشتر باشد، افزایش دمای موتور بیشتر می شود و قدرت خروجی کمتر می شود.با این حال، هنگامی که دما با افزایش ارتفاع به اندازه کافی برای جبران تأثیر ارتفاع بر افزایش دما کاهش می یابد، توان خروجی نامی موتور می تواند بدون تغییر باقی بماند.

(2) هنگامی که موتور ولتاژ بالا در فلات استفاده می شود اقدامات ضد کرونا باید انجام شود.

(3) ارتفاع برای کموتاسیون موتور DC مناسب نیست، بنابراین به انتخاب مواد برس کربن توجه کنید.

2. چرا موتور برای کار با بار سبک مناسب نیست؟

هنگامی که موتور با بار سبک کار می کند، باعث می شود:

(1) ضریب قدرت موتور کم است.

(2) راندمان موتور کم است.

(3) باعث ضایعات تجهیزات و عملکرد غیراقتصادی می شود.

3. چرا موتور در محیط سرد روشن نمی شود؟

استفاده بیش از حد از موتور در محیط های با دمای پایین باعث می شود:

(1) ترک های عایق موتور؛

(2) گریس بلبرینگ منجمد می شود.

(3) پودر لحیم کاری اتصال سیم پودر می شود.

بنابراین موتور باید گرم شده و در محیط سرد نگهداری شود و سیم پیچ ها و یاتاقان ها قبل از راه اندازی بررسی شوند.

4. چرا یک موتور 60 هرتزی نمی تواند از منبع تغذیه 50 هرتز استفاده کند؟

هنگامی که موتور طراحی می شود، ورق فولادی سیلیکونی به طور کلی در ناحیه اشباع منحنی مغناطیسی کار می کند.هنگامی که ولتاژ منبع تغذیه ثابت است، کاهش فرکانس باعث افزایش شار مغناطیسی و جریان تحریک و در نتیجه افزایش جریان موتور و مصرف مس می شود که در نهایت منجر به افزایش دمای موتور می شود.در موارد شدید، ممکن است موتور به دلیل گرم شدن بیش از حد سیم پیچ سوخته شود.

5.استارت نرم موتور

استارت نرم تأثیر محدودی در صرفه جویی در مصرف انرژی دارد، اما می تواند تأثیر راه اندازی را بر شبکه برق کاهش دهد و همچنین می تواند برای محافظت از واحد موتور به استارت نرمی دست یابد.بر اساس تئوری صرفه جویی در انرژی، به دلیل اضافه شدن یک مدار کنترل نسبتا پیچیده، استارت نرم نه تنها باعث صرفه جویی در مصرف انرژی نمی شود، بلکه مصرف انرژی را نیز افزایش می دهد.اما می تواند جریان راه اندازی مدار را کاهش دهد و نقش محافظتی ایفا کند.