موتور الکتریکی مغناطیس دائمی با بهره وری بالا

کاربرد موتور آهنربا دائمی زمین های نادر

مزایایی از آهنرباهای نادر زمین موتورهای آهنربای دائمیبسیاری و متنوع، آن را به یک انتخاب ایده آل برای طیف گسترده ای از برنامه های کاربردی. rpm پایین و خروجی گشتاور بالا آن را برای برنامه های کاربردی محرک مستقیم کامل می کندعلاوه بر این، تولید کم سر و صدا باعث می شود که برای استفاده در محیط هایی که کاهش سر و صدا اولویت دارد، ایده آل باشد.نیازهای نگهداری کم آن را به یک گزینه مقرون به صرفه در دراز مدت تبدیل می کند.

مزایایی که موتورهای آهنربا دائمی زمین های نادر دارند

کارایی بالا: منحنی کارایی موتور غیرمستقیم به طور کلی سریع تر در زیر 60٪ بار نامی سقوط می کند و کارایی در بار سبک بسیار پایین است.منحنی بهره وری موتور آهنربا دائمی زمین نادر بالا و مسطح است، و در منطقه کارایی بالا در 20٪ ~ 120٪ از بار نامی است.

فاکتور قدرت بالا: مقدار اندازه گیری شده فاکتور قدرت موتور هم زمان مقناطیس دائمی زمین نادر نزدیک به مقدار مرزی 1 است.0منحنی فاکتور قدرت به اندازه منحنی کارایی بالا و صاف است.تعویض قدرت واکنش کم ولتاژ مورد نیاز نیست و ظرفیت سیستم توزیع برق به طور کامل استفاده می شود.

جریان استاتور کوچک است: روتور هیچ جریان تحریک ندارد، قدرت واکنش کاهش می یابد و جریان استاتور به طور قابل توجهی کاهش می یابد. در مقایسه با موتور آسنکرون با همان ظرفیت,مقدار جریان استاتور می تواند 30 تا 50 درصد کاهش یابد. در عین حال، از آنجا که جریان استاتور به شدت کاهش می یابد، افزایش دمای موتور کاهش می یابد.و روغن حامل و عمر حامل طولانی می شود..

چرخش خارج از مرحله و چرخش کششی بالا: موتورهای هم زمان مقناطیس دائمی زمین نادر دارای چرخش خارج از مرحله و چرخش کششی بالاتر هستند.که باعث می شود موتور دارای ظرفیت بار بالاتر و می تواند به آرامی به همگام سازی کشیده می شود.

معایب موتورهای مقناطیسی دائمی زمین های نادر

هزینه بالا: در مقایسه با موتور آسنکرون از همان مشخصات، شکاف هوا بین استاتور و روتر کوچکتر است و دقت پردازش هر جزء بالا است.ساختار روتور پیچیده تر است و قیمت مواد فولادی مغناطیسی زمین های نادر بالا استبنابراین، هزینه تولید موتور بالا است، که برای موتورهای غیرمستقیم تقریبا 2 برابر است.

ضربه بزرگ در تمام قدرت شروع: هنگامی که با فشار کامل شروع می شود، سرعت هم زمان می تواند در زمان بسیار کوتاه کشیده شود. شوک مکانیکی بزرگ است.در حال حاضر شروع بیش از 10 برابر در حال حاضر نامگذاری شده استتاثیر بر سیستم تامین برق بزرگ است و نیاز به ظرفیت بزرگ سیستم تامین برق دارد.

فولاد مغناطیس نادر زمین به راحتی از مغناطیس خارج می شود: هنگامی که مواد مغناطیس دائمی در معرض لرزش، دمای بالا و جریان بیش از حد قرار می گیرند، نفوذ مغناطیسی آن ممکن است کاهش یابد،یا پدیده ی از آهنگر شدن رخ می دهد.، که باعث کاهش عملکرد موتور آهنربا دائمی می شود.

تغییر در نفوذ موتور PM با بار
فقط مقدار محدودی از جریان می تواند به قطعه آهن متصل شود تا تورک تولید شود. در نهایت، آهن اشباع می شود و دیگر اجازه نمی دهد جریان به هم متصل شود.نتیجه این است که کاهش در حثیت مسیر گرفته شده توسط یک میدان جریاندر یک دستگاه PM، مقادیر محور d و محور q با افزایش جریان بار کاهش می یابد.

محرک های محور d و q تقریباً یکسان هستند. از آنجا که آهنربا در خارج از روتور قرار دارد، محرک محور q با همان سرعت محرک محور d کاهش می یابد.با این حال، محرک IPM به طور متفاوتی کاهش می یابد. دوباره محور d به طور طبیعی پایین تر است زیرا آهنربا در مسیر جریان است و یک خاصیت محرک تولید نمی کند. بنابراین,آهن کمتری برای اشباع در محور d وجود دارد، که منجر به کاهش قابل توجهی در جریان نسبت به محور q می شود.

کاهش یا تشدید جریان موتورهای PM
جریان در یک موتور آهنربا دائمی توسط آهنرباها تولید می شود. میدان جریان یک مسیر خاص را دنبال می کند که می تواند افزایش یابد یا مخالفت کند.افزایش یا تشدید میدان جریان اجازه می دهد تا موتور به طور موقت افزایش تولید گشتاور. مخالفت با میدان جریان میدان مغناطیسی موجود موتور را خنثی می کند. میدان مغناطیسی کاهش یافته تولید گشتاور را محدود می کند، اما ولتاژ back-emf را کاهش می دهد.کاهش ولتاژ back-emf ولتاژ آزاد برای فشار موتور به کار در سرعت های خروجی بالاترهر دو نوع عملیات نیاز به جریان اضافی موتور دارند. جهت جریان موتور در محور d، که توسط کنترل کننده موتور ارائه می شود، اثر مورد نظر را تعیین می کند.

IPM VS SPM

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

موتورهای SPM دارای آهنرباها در خارج از سطح روتور هستند. به دلیل این نصب مکانیکی، قدرت مکانیکی آنها 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.

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 از موتورهای مغناطیس دائمی استفاده می کنیم؟

‍‍

موتورهای هم زمان مقناطیسی دائمی (PMSM) موتورهای الکتریکی پیشرفته AC هستند که شامل یک استاتور و یک روتور هستند که به شاخه خروجی متصل می شوند.موتورهای مغناطیس دائمی به طور معمول از مغناطیس های نئودیمیوم استفاده می کنند که در روتور جاسازی شده اند تا گشتاور تولید شده توسط الکترومغناطیس را ایجاد کننداین نوع موتور از اکثر موتورهای الکتریکی دیگر متفاوت است، زیرا روتور میدان مغناطیسی خود را از طریق تحرک تولید می کند.یا جایی که جریان میدان توسط برس ها و حلقه های لغزنده به روتور منتقل می شودموتورهای PMSM یک انتخاب عالی برای طیف وسیعی از برنامه های کنترل حرکت هستند.

روند توسعه موتورهای آهنربای دائمی زمین های نادر

موتورهای آهنربا دائمی زمین نادر در حال توسعه به سمت قدرت بالا (سرعت بالا، گشتاور بالا) ، قابلیت های بالا و کوچک سازی هستند.و به طور مداوم در حال گسترش انواع جدید موتور و زمینه های کاربردی هستند، و چشم انداز کاربرد بسیار خوش بینانه است. برای پاسخگویی به نیازهای، طراحی و فرآیند تولید موتورهای آهنربای دائمی زمین های نادر هنوز نیاز به نوآوری مداوم دارد.ساختار الکترومغناطیسی پیچیده تر خواهد بود، ساختار محاسبه دقیق تر خواهد بود و فرآیند تولید پیشرفته تر و قابل استفاده تر خواهد بود.

کاربرد موتور آهنربا دائمی زمین های نادر

با توجه به برتری موتورهای آهنربا دائمی زمین های نادر، کاربرد آنها به طور فزاینده ای گسترده تر می شود. زمینه های اصلی کاربرد عبارتند از:

تمرکز بر بهره وری بالا و صرفه جویی در انرژی موتورهای آهنربای دائمی زمین های نادرمانند مغناطیس دائمی زمین های نادر موتورهای هم زمان برای صنایع نساجی و فیبر شیمیایی، موتورهای هم زمان آهنربای دائمی زمین های نادر برای انواع ماشین آلات معدن و حمل و نقل مورد استفاده در میدان های نفتی و معادن زغال سنگو مغناطیس دائمی زمین های نادر موتورهای هم زمان برای حرکت پمپ ها و فن های مختلف.