موتور مگنت دائمی شار شعاعی خنک کننده مایع با عمر طولانی

کارکرد موتور سنکرون مغناطیس دائم:

عملکرد موتور سنکرون آهنربای دائم در مقایسه با موتورهای معمولی بسیار ساده، سریع و موثر است.عملکرد PMSM به میدان مغناطیسی دوار استاتور و میدان مغناطیسی ثابت روتور بستگی دارد.آهنرباهای دائمی به عنوان روتور برای ایجاد شار مغناطیسی ثابت و عملکرد و قفل شدن در سرعت سنکرون استفاده می شوند.این نوع موتورها مشابه موتورهای براشلس DC هستند.

گروه های فازور از اتصال سیم پیچ های استاتور به یکدیگر تشکیل می شوند.این گروه‌های فازور به یکدیگر متصل می‌شوند تا اتصالات مختلفی مانند ستاره، دلتا و دو فاز و تک فاز را تشکیل دهند.برای کاهش ولتاژ هارمونیک، سیم پیچ ها باید به مدت کوتاهی به یکدیگر پیچیده شوند.

هنگامی که منبع AC 3 فاز به استاتور داده می شود، یک میدان مغناطیسی دوار ایجاد می کند و میدان مغناطیسی ثابت به دلیل آهنربای دائمی روتور القا می شود.این روتور به صورت همزمان با سرعت سنکرون عمل می کند.کل عملکرد PMSM به شکاف هوا بین استاتور و روتور بدون بار بستگی دارد.

اگر شکاف هوا زیاد باشد، تلفات باد موتور کاهش می یابد.قطب های میدان ایجاد شده توسط آهنربای دائم برجسته هستند.موتورهای سنکرون آهنربای دائمی موتورهای خود راه انداز نیستند.بنابراین لازم است فرکانس متغیر استاتور به صورت الکترونیکی کنترل شود.

ساختار موتور IPM (آهنربای دائمی داخلی).

یک موتور معمولی SPM (مگنت دائمی سطحی) ساختاری دارد که در آن یک آهنربای دائمی به سطح روتور متصل می شود.فقط از گشتاور مغناطیسی آهنربا استفاده می کند.از سوی دیگر، موتور IPM با تعبیه یک آهنربای دائمی در خود روتور، علاوه بر گشتاور مغناطیسی، از مقاومت مغناطیسی نیز استفاده می کند.

SPM در مقابل ساختار روتور موتور IPM

ویژگی های موتور IPM (مگنت دائمی داخلی).

گشتاور بالا و راندمان بالا
گشتاور بالا و خروجی بالا با استفاده از گشتاور رلوکتانس علاوه بر گشتاور مغناطیسی به دست می آید.

عملیات صرفه جویی در انرژی
در مقایسه با موتورهای SPM معمولی تا 30 درصد انرژی کمتری مصرف می کند.

چرخش با سرعت بالا
می تواند با کنترل دو نوع گشتاور با استفاده از کنترل برداری به چرخش موتور با سرعت بالا پاسخ دهد.

ایمنی
از آنجایی که آهنربای دائمی تعبیه شده است، ایمنی مکانیکی بهبود یافته است، زیرا برخلاف SPM، آهنربا به دلیل نیروی گریز از مرکز جدا نمی شود.

ویژگی های کنترل برداری

در حالی که یک سیستم معمولی (سیستم رسانش 120 درجه) جریان وارد شده در موتور را به صورت موج مربعی دارد، یک کنترل بردار ولتاژی را تحت تاثیر قرار می دهد که به یک موج سینوسی به سمت موقعیت روتور (زاویه آهنربا) تبدیل می شود، بنابراین ممکن است جریان موتور را کنترل کنید

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 و توسط میدان مغناطیسی چرخشی تولید 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.

چرا موتورهای آهنربای دائم کارآمدتر هستند؟

موتور سنکرون آهنربای دائمی عمدتاً از اجزای استاتور، روتور و محفظه تشکیل شده است.مانند موتورهای معمولی AC، هسته استاتور یک ساختار چند لایه برای کاهش تلفات آهن به دلیل جریان گردابی و اثرات هیسترزیس در طول کار موتور است.سیم پیچ ها نیز معمولاً سازه های متقارن سه فاز هستند، اما انتخاب پارامتر کاملاً متفاوت است.

قسمت روتور اشکال مختلفی دارد، از جمله روتورهای آهنربای دائمی با قفس سنجاب شروع، و روتورهای آهنربای دائم خالص داخلی یا روی سطح.هسته روتور را می توان به یک ساختار جامد یا چند لایه تبدیل کرد.روتور مجهز به مواد آهنربای دائمی است که معمولاً فولاد آهنربایی نامیده می شود.

تحت عملکرد عادی موتور آهنربای دائم، روتور و میدان مغناطیسی استاتور در حالت سنکرون هستند، جریان القایی در قسمت روتور، افت مس روتور، هیسترزیس و افت جریان گردابی وجود ندارد و هیچ وجود ندارد. باید مشکل از دست دادن روتور و تولید گرما را در نظر گرفت.

به طور کلی، موتور آهنربای دائمی توسط یک مبدل فرکانس ویژه تغذیه می شود و به طور طبیعی دارای عملکرد نرم است.

علاوه بر این، موتور آهنربای دائمی یک موتور سنکرون است که دارای ویژگی های تنظیم ضریب قدرت موتور سنکرون از طریق قدرت تحریک است، بنابراین ضریب توان را می توان به مقدار مشخصی طراحی کرد.

از منظر راه اندازی، با توجه به اینکه موتور آهنربای دائمی توسط منبع تغذیه فرکانس متغیر یا مبدل فرکانس پشتیبانی راه اندازی می شود، فرآیند راه اندازی موتور آهنربای دائم به راحتی قابل درک است.مشابه راه اندازی موتور فرکانس متغیر، از نقص راه اندازی موتور ناهمزمان قفس معمولی جلوگیری می کند.

به طور خلاصه، راندمان و ضریب قدرت موتورهای آهنربای دائمی می تواند بسیار بالا باشد و ساختار آن بسیار ساده است.

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.