موتور متناوب با سرعت متغیر برای مخلوط کردن مخلوط

در بخش عمومی صنعت، جایگزینی موتورهای آسنکرون با ولتاژ پایین (۳۸۰/۶۶۰/۱۱۴۰ ولت) ، سیستم ۵ تا ۳۰ درصد انرژی را صرفه جویی می کند.و موتورهای آسنکرون بالا ولتاژ ((6kV/10kV) با کارایی بالا، این سیستم 2 تا 10 درصد صرفه جویی می کند.

مزایا موتورهای مغناطیس دائمی:

1کارایی بالاتر: موتورهای مغناطیس دائمی به خاطر کارایی بالایی که دارند شناخته شده اند. استفاده از مغناطیس های دائمی نیاز به یک کویل تحریک جداگانه را از بین می برد.کاهش تلفات انرژی مرتبط با تحریکاین کار منجر به افزایش کارایی و کاهش مصرف انرژی می شود و باعث می شود موتورهای مغناطیس دائمی نسبت به سایر انواع موتورها از نظر انرژی کارآمدتر باشند.

2چگالی قدرت بالا: موتورهای مغناطیس دائمی دارای چگالی قدرت بالا هستند ، به این معنی که می توانند در مقایسه با اندازه و وزن خود مقدار زیادی گشتاور تولید کنند.این باعث می شود آنها را ایده آل برای برنامه های کاربردی که در آن فضای و وزن محدود است، مانند وسایل نقلیه الکتریکی یا ماشین آلات کوچک.

3- کمکت و سبک وزن: عدم وجود یک کویل تحریک و استفاده از آهنرباهای دائمی به طراحی کمکت و سبک وزن موتورهای آهنربای دائمی کمک می کند.این باعث می شود که آنها را در سیستم های مختلف ادغام کند و وزن کلی برنامه را کاهش دهد..

4پاسخ پویا بهبود یافته: موتورهای مغناطیس دائمی معمولاً در مقایسه با سایر انواع موتورها پاسخ پویایی سریع تری دارند. آنها می توانند به سرعت شتاب دهند، کند شوند و جهت را تغییر دهند.که آنها را برای کاربردهایی که نیاز به کنترل دقیق و سریع سرعت و موقعیت موتور دارند مناسب می کند.

5- نگهداری کمتر: موتورهای مغناطیس دائمی دارای قطعات کمتری در مقایسه با سایر انواع موتورها هستند، که منجر به کاهش نیازهای نگهداری می شود.نیازی به تعویض منظم برس یا تعمیر و نگهداری کموتاتور نیستاین امر منجر به کاهش هزینه های نگهداری و افزایش قابلیت اطمینان می شود.

6طیف گسترده ای از سرعت: موتورهای مغناطیس دائمی می توانند در طیف گسترده ای از سرعت ها، از سرعت های پایین تا بالا، بدون از دست دادن کارایی یا عملکرد کار کنند.این تنوع باعث می شود که آنها برای کاربردهای مختلف مناسب باشنداز جمله ماشین آلات با سرعت پایین و ماشین آلات با سرعت بالا.

مهم است که توجه داشته باشید که مزایای خاص موتورهای مغناطیس دائمی می تواند بسته به کاربرد و طراحی و پیکربندی خاص موتور متفاوت باشد.کارایی بالایی که دارند، فشرده سازی، تراکم قدرت و الزامات نگهداری کم آنها را در بسیاری از کاربردهای صنعتی، تجاری و خودرو ترجیح می دهند.

کاربرد:

موتورهای هم زمان مغناطیس دائمی می توانند با تبدیل کننده های فرکانس ترکیب شوند تا بهترین سیستم کنترل سرعت بدون مرحله باز را تشکیل دهند.که به طور گسترده ای برای تجهیزات انتقال کنترل سرعت در صنایع پتروشیمی استفاده شده است.، فیبر شیمیایی، نساجی، ماشین آلات، الکترونیک، شیشه، لاستیک، بسته بندی، چاپ، تولید کاغذ، چاپ و رنگ آمیزی، متالورژی و صنایع دیگر.

یک موتور آهنربای دائمی (همچنین به نام PM) را می توان به دو دسته اصلی تقسیم کرد: آهنربای دائمی داخلی (IPM) و آهنربای دائمی سطحی (SPM).هر دو نوع تولید جریان مغناطیسی توسط آهنرباهای دائمی قرار داده شده به یا در داخل روتور.

SPM

مغناطیس دائمی سطح

یک نوع موتور که در آن آهنرباهای دائمی به دور روتور متصل می شوند.

موتورهای SPM آهنرباها را در خارج از سطح روتور قرار داده اند، قدرت مکانیکی آنها بسیار ضعیف تر از موتورهای IPM است.قدرت مکانیکی ضعیف، حداکثر سرعت مکانیکی ایمن موتور را محدود می کند.علاوه بر این، این موتورها نمایی مغناطیسی بسیار محدود (Ld ≈ Lq) را نشان می دهند. مقادیر تحرک اندازه گیری شده در پایانه های روتر صرف نظر از موقعیت روتر سازگار است.به خاطر نسبت نمایی نزدیک به واحد، طرح های موتور SPM به طور قابل توجهی، اگر نه به طور کامل، بر روی قطعات چرخش مغناطیسی برای تولید چرخش متکی تکیه می کنند.

IPM

مغناطيس دائم داخلي

یک نوع موتور که دارای یک روتور با آهنرباهای دائمی است IPM نامیده می شود.

موتورهای IPM دارای یک آهنربا دائمی در خود روتور هستند. بر خلاف همتایان SPM خود، محل مغناطیس های دائمی باعث می شود موتورهای IPM بسیار مکانیکی باشند.و برای کار در سرعت های بسیار بالا مناسب استاین موتورها همچنین با نسبت نسبتا بالا از نمایی مغناطیسی خود تعریف می شوند (Lq > Ld).یک موتور IPM توانایی تولید گشتاور را با استفاده از هر دو مولفه مغناطیسی و گشتاور بی میلی موتور دارد..

چرا باید موتور IPM را به جای SPM انتخاب کنید؟

1. تورک بالا با استفاده از تورک مقاومت علاوه بر تورک مغناطیسی به دست می آید.

2موتورهای IPM در مقایسه با موتورهای الکتریکی معمولی تا 30 درصد انرژی کمتری مصرف می کنند.

3ایمنی مکانیکی بهبود می یابد زیرا بر خلاف SPM، آهنربا به دلیل نیروی دور مرکزی جدا نمی شود.

4می تواند به چرخش موتور با سرعت بالا با کنترل دو نوع گشتاور با استفاده از کنترل بردار پاسخ دهد.

موتورهای مقناطیس دائمی بدون برس (PM) با یک منبع برق AC کار می کنند بنابراین اغلب به عنوان موتورهای PMAC شناخته می شوند.استفاده از آهنرباهای دائمی نیاز به هادی ها (بار های روتور) را از بین می برد بنابراین از دست دادن روتور از بین می روداین طراحی امکان ترکیب کارایی بالا، سرعت پایین و گشتاور بالا را در یک بسته واحد فراهم می کند. برای موتورهای کوچک، کارایی موتور PM ممکن است 10 تا 15 درصد بیشتر از موتورهای قدیمی باشد.موتورهای با کارایی استاندارد در همان نقطه باراین افزایش بهره وری در کل محدوده بار های معمولی موتور اعمال می شود.

چطور کارایی موتور را افزایش دهیم؟

برای بهبود بهره وری موتور، اصل این است که از دست دادن موتور را کاهش دهید. از دست دادن موتور به از دست دادن مکانیکی و از دست دادن الکترومغناطیسی تقسیم می شود. به عنوان مثال،برای یک موتور اسینکرون AC، جریان از طریق پیچ و تاب استاتور و روتور عبور می کند، که باعث از دست دادن مس و از دست دادن هادی می شود، در حالی که میدان مغناطیسی در آهن است.اين باعث ميشه که جريان هاي گرد و غبار باعث از دست دادن هيسترز بشه، هارمونیک های بالا از میدان مغناطیسی هوا باعث از دست دادن محموله می شود و در طول چرخش لگن ها و فن ها از دست دادن لباس وجود دارد.

برای کاهش از دست دادن روتور، می توانید مقاومت پیچ روتور را کاهش دهید، از سیم نسبتا ضخیم با مقاومت کم استفاده کنید یا مساحت برش قطعی سوراخ روتور را افزایش دهید.البته، این ماده بسیار مهم است. تولید مشروط روتورهای مس باعث کاهش خسارات حدود 15 درصد می شود. موتورهای آسنکرون فعلی اساسا روتورهای آلومینیومی هستند،پس کارايي اينقدر بالا نيست.

به طور مشابه، از دست دادن مس در استاتور وجود دارد، که می تواند سطح سوراخ استاتور را افزایش دهد، نسبت سوراخ کامل استاتور را افزایش دهد و طول پای پیچ استاتور را کوتاه کند.اگر از یک آهنربا دائمی برای جایگزینی پیچ و تاب استاتور استفاده شودالبته، کارایی می تواند به وضوح بهبود یابد، که دلیل اساسی این است که موتور همگام نسبت به موتور غیرمستقیم کارآمدتر است.

برای از دست دادن آهن موتور، می توان از ورق های فولادی سیلیکونی با کیفیت بالا برای کاهش از دست دادن هیستریز استفاده کرد یا طول هسته آهن می تواند طولانی شود.که می تواند تراکم جریان مغناطیسی را کاهش دهدعلاوه بر این، فرآیند درمان حرارتی نیز بسیار مهم است.

عملکرد تهویه ی موتور مهم تر است. وقتی دمای بالا باشد، از دست دادنش البته بزرگ خواهد بود.ساختار خنک کننده مربوطه یا روش خنک کننده اضافی می تواند برای کاهش از دست دادن اصطکاک استفاده شود.

هارمونیک های درجه بالا باعث از دست دادن ضایعات در پیچ و هسته آهن می شوند که می توانند پیچ و تاب استاتور را بهبود بخشند و تولید هارمونیک های درجه بالا را کاهش دهند.درمان عایق بندی نیز می تواند بر روی سطح سوراخ روتور انجام شود، و گل سوراخ مغناطیسی می تواند برای کاهش اثر سوراخ مغناطیسی استفاده شود.

به دلیل نیاز به یک درایو یا کنترل کننده ، موتورهای PMAC با سرعت متغیر بسیار گران تر از موتورهای induktor Premium Efficiency با سرعت ثابت هستند.همچنین جایگزین های معادل برای یک درایو فرکانس متغیر الکتریکی با عرض نبض (VFD) کنترل یک موتور جدید Premium Efficiency inverter dutyدر هنگام تعویض موتورهای سرعتی ثابت در کاربردهای جریان متغیر،صرفه جویی در انرژی به دلیل قابلیت سرعت متغیر موتور PMAC به شدت از صرفه جویی در اثر افزایش بهره وری خود موتور بیشتر خواهد بود.موتورهای مغناطیس دائمی باعث افزایش کارایی در کل محدوده عملیاتی خود می شوند و با استانداردهای کارایی IE4 کمیسیون بین المللی الکتروتکنیک (IEC) مطابقت دارند یا از آنها فراتر می روند.