S vývojom materiálov s permanentnými magnetmi vzácnych zemín v 70. rokoch minulého storočia vznikli motory s permanentnými magnetmi zo vzácnych zemín. Motory s permanentnými magnetmi využívajú na budenie permanentné magnety zo vzácnych zemín a permanentné magnety môžu po magnetizácii vytvárať permanentné magnetické polia. Jeho budiaci výkon je vynikajúci a je lepší ako elektrické budiace motory z hľadiska stability, kvality a zníženia strát, čo otriaslo tradičným trhom s motormi.

V posledných rokoch, s rýchlym rozvojom modernej vedy a techniky, sa výkon a technológia elektromagnetických materiálov, najmä elektromagnetických materiálov vzácnych zemín, postupne zlepšila. V spojení s rýchlym vývojom výkonovej elektroniky, technológie prenosu energie a technológie automatického riadenia sa výkon synchrónnych motorov s permanentnými magnetmi zlepšuje a zlepšuje.

Synchrónne motory s permanentnými magnetmi majú okrem toho výhody nízkej hmotnosti, jednoduchej konštrukcie, malej veľkosti, dobrých vlastností a vysokej hustoty výkonu. Mnohé vedecko-výskumné inštitúcie a podniky aktívne vykonávajú výskum a vývoj synchrónnych motorov s permanentnými magnetmi a ich aplikačné oblasti sa budú ďalej rozširovať.

1.Vývojový základ synchrónneho motora s permanentným magnetom

a.Aplikácia vysokovýkonných materiálov s permanentnými magnetmi vzácnych zemín

Materiály s permanentnými magnetmi vzácnych zemín prešli tromi štádiami: SmCo5, Sm2Co17 a Nd2Fe14B. V súčasnosti sa materiály s permanentnými magnetmi reprezentované NdFeB stali najpoužívanejším typom materiálov s permanentnými magnetmi vzácnych zemín vďaka svojim vynikajúcim magnetickým vlastnostiam. Vývoj materiálov s permanentnými magnetmi podnietil vývoj motorov s permanentnými magnetmi.

V porovnaní s tradičným trojfázovým indukčným motorom s elektrickým budením permanentný magnet nahrádza elektrický budiaci pól, zjednodušuje štruktúru, odstraňuje zberací krúžok a kefu rotora, realizuje bezkomutátorovú štruktúru a zmenšuje veľkosť rotora. To zlepšuje hustotu výkonu, hustotu krútiaceho momentu a pracovnú účinnosť motora a robí motor menším a ľahším, čím sa ďalej rozširuje jeho oblasť použitia a podporuje sa vývoj elektromotorov smerom k vyšším výkonom.

b.Aplikácia novej teórie riadenia

V posledných rokoch sa rýchlo rozvíjali riadiace algoritmy. Medzi nimi algoritmy vektorového riadenia v zásade vyriešili problém stratégie riadenia striedavých motorov, vďaka čomu majú striedavé motory dobrý riadiaci výkon. Vznik priameho riadenia krútiaceho momentu zjednodušuje riadiacu štruktúru a má vlastnosti silného výkonu obvodu pre zmeny parametrov a rýchlej rýchlosti dynamickej odozvy krútiaceho momentu. Technológia nepriameho riadenia krútiaceho momentu rieši problém veľkej pulzácie krútiaceho momentu priameho krútiaceho momentu pri nízkej rýchlosti a zlepšuje rýchlosť a presnosť riadenia motora.

c.Aplikácia vysokovýkonných výkonových elektronických zariadení a procesorov

Moderná technológia výkonovej elektroniky je dôležitým rozhraním medzi informačným priemyslom a tradičnými odvetviami a mostom medzi slabým prúdom a riadeným silným prúdom. Rozvoj technológie výkonovej elektroniky umožňuje realizáciu stratégií riadenia pohonu.

V 70. rokoch 20. storočia sa objavila séria univerzálnych invertorov, ktoré dokázali premeniť priemyselnú frekvenčnú energiu na premenlivú frekvenciu s plynule nastaviteľnou frekvenciou, čím sa vytvorili podmienky pre variabilnú frekvenčnú reguláciu rýchlosti striedavého prúdu. Tieto meniče majú schopnosť mäkkého štartu po nastavení frekvencie a frekvencia môže stúpať z nuly na nastavenú frekvenciu určitou rýchlosťou a rýchlosť stúpania môže byť plynule upravovaná v širokom rozsahu, čím sa rieši problém štartovania synchrónnych motorov.

2. Stav vývoja synchrónnych motorov s permanentnými magnetmi doma av zahraničí

Prvý motor v histórii bol motor s permanentným magnetom. V tom čase bol výkon materiálov s permanentnými magnetmi pomerne slabý a koercitívna sila a remanencia permanentných magnetov boli príliš nízke, takže boli čoskoro nahradené elektrickými budiacimi motormi.

V 70. rokoch 20. storočia mali materiály s permanentnými magnetmi zo vzácnych zemín reprezentované NdFeB veľkú koercitívnu silu, remanenciu, silnú demagnetizačnú schopnosť a veľký produkt magnetickej energie, vďaka čomu sa na javisku histórie objavili vysokovýkonné synchrónne motory s permanentnými magnetmi. Teraz je výskum synchrónnych motorov s permanentnými magnetmi stále zrelší a vyvíja sa smerom k vysokej rýchlosti, vysokému krútiacemu momentu, vysokému výkonu a vysokej účinnosti.

V posledných rokoch sa so silnými investíciami domácich učencov a vlády rýchlo rozvíjali synchrónne motory s permanentnými magnetmi. S rozvojom mikropočítačovej technológie a technológie automatického riadenia sa synchrónne motory s permanentnými magnetmi široko používajú v rôznych oblastiach. V dôsledku pokroku spoločnosti sa požiadavky ľudí na synchrónne motory s permanentnými magnetmi sprísnili, čo viedlo k tomu, že motory s permanentnými magnetmi sa vyvíjali smerom k väčšiemu rozsahu regulácie rýchlosti a vyššej presnosti riadenia. V dôsledku zdokonaľovania súčasných výrobných procesov sa ďalej vyvíjali vysokovýkonné materiály s permanentnými magnetmi. To výrazne znižuje jeho náklady a postupne ho aplikuje do rôznych oblastí života.

3. Súčasná technológia

a. Technológia konštrukcie synchrónneho motora s permanentným magnetom

V porovnaní s bežnými elektrickými budiacimi motormi nemajú synchrónne motory s permanentnými magnetmi žiadne elektrické budiace vinutia, kolektorové krúžky a budiace skrine, čo výrazne zlepšuje nielen stabilitu a spoľahlivosť, ale aj účinnosť.

Medzi nimi, vstavané motory s permanentnými magnetmi majú výhody vysokej účinnosti, vysokého účinníka, vysokej hustoty výkonu jednotky, silnej slabej schopnosti expanzie magnetickej rýchlosti a vysokej rýchlosti dynamickej odozvy, čo z nich robí ideálnu voľbu pre pohon motorov.

Permanentné magnety zabezpečujú celé budiace magnetické pole motorov s permanentnými magnetmi a ozubený krútiaci moment zvýši vibrácie a hluk motora počas prevádzky. Nadmerný ozubený krútiaci moment ovplyvní výkon systému riadenia rýchlosti motora pri nízkych otáčkach a vysoko presné polohovanie systému riadenia polohy. Preto by sa pri navrhovaní motora mal krútiaci moment ozubenia čo najviac znížiť pomocou optimalizácie motora.

Podľa výskumu všeobecné metódy na zníženie krútiaceho momentu zahŕňajú zmenu koeficientu pólového oblúka, zmenšenie šírky štrbiny statora, prispôsobenie šikmej štrbiny a pólovej štrbiny, zmenu polohy, veľkosti a tvaru magnetického pólu atď. , treba poznamenať, že pri znižovaní krútiaceho momentu ozubenia to môže ovplyvniť iný výkon motora, napríklad elektromagnetický krútiaci moment sa môže primerane znížiť. Preto by pri navrhovaní mali byť rôzne faktory čo najviac vyvážené, aby sa dosiahol najlepší výkon motora.

b.Technológia simulácie synchrónneho motora s permanentným magnetom

Prítomnosť permanentných magnetov v motoroch s permanentnými magnetmi sťažuje konštruktérom výpočet parametrov, ako je návrh koeficientu únikového toku bez zaťaženia a koeficientu pólového oblúka. Vo všeobecnosti sa softvér na analýzu konečných prvkov používa na výpočet a optimalizáciu parametrov motorov s permanentnými magnetmi. Softvér na analýzu konečných prvkov dokáže veľmi presne vypočítať parametre motora a je veľmi spoľahlivé ho použiť na analýzu vplyvu parametrov motora na výkon.

Metóda výpočtu konečných prvkov nám uľahčuje, zrýchľuje a spresňuje výpočet a analýzu elektromagnetického poľa motorov. Ide o numerickú metódu vyvinutú na základe rozdielovej metódy a široko používanú vo vede a technike. Použite matematické metódy na diskretizáciu niektorých oblastí súvislého riešenia do skupín jednotiek a potom ich interpolujte v každej jednotke. Týmto spôsobom sa vytvorí lineárna interpolačná funkcia, to znamená, že sa pomocou konečných prvkov simuluje a analyzuje približná funkcia, čo nám umožňuje intuitívne pozorovať smer magnetických siločiar a rozloženie hustoty magnetického toku vo vnútri motora.

c.Technológia riadenia synchrónneho motora s permanentným magnetom

Zlepšenie výkonu systémov motorového pohonu má tiež veľký význam pre rozvoj oblasti priemyselného riadenia. Umožňuje systému poháňať ten najlepší výkon. Jeho základné charakteristiky sa prejavujú v nízkych otáčkach, najmä pri prudkom rozbehu, statickej akcelerácii a pod. dokáže vydávať veľký krútiaci moment; a pri jazde vysokou rýchlosťou dokáže dosiahnuť konštantnú reguláciu otáčok výkonu v širokom rozsahu. Tabuľka 1 porovnáva výkon niekoľkých hlavných motorov.

Ako je zrejmé z tabuľky 1, motory s permanentnými magnetmi majú dobrú spoľahlivosť, široký rozsah otáčok a vysokú účinnosť. V kombinácii s príslušným spôsobom ovládania môže celý motorový systém dosiahnuť najlepší výkon. Na dosiahnutie efektívnej regulácie otáčok je preto potrebné zvoliť vhodný riadiaci algoritmus, aby systém pohonu motora mohol pracovať v relatívne širokej oblasti regulácie otáčok a konštantnom výkonovom rozsahu.

Metóda vektorového riadenia je široko používaná v algoritme riadenia rýchlosti motora s permanentným magnetom. Má výhody širokého rozsahu regulácie rýchlosti, vysokej účinnosti, vysokej spoľahlivosti, dobrej stability a dobrých ekonomických výhod. Je široko používaný v motorovom pohone, železničnej doprave a servomotoroch obrábacích strojov. V dôsledku rôznych použití je aj aktuálna prijatá stratégia vektorového riadenia odlišná.

4.Charakteristika synchrónneho motora s permanentnými magnetmi

Synchrónny motor s permanentným magnetom má jednoduchú konštrukciu, nízke straty a vysoký účinník. V porovnaní s elektrickým budiacim motorom, pretože neexistujú žiadne kefy, komutátory a iné zariadenia, nie je potrebný žiadny jalový budiaci prúd, takže statorový prúd a strata odporu sú menšie, účinnosť je vyššia, budiaci moment je väčší a riadiaci výkon je lepšie. Existujú však nevýhody, ako sú vysoké náklady a ťažkosti pri štarte. Vďaka aplikácii riadiacej technológie v motoroch, najmä aplikácii vektorových riadiacich systémov, môžu synchrónne motory s permanentnými magnetmi dosiahnuť široký rozsah regulácie rýchlosti, rýchlu dynamickú odozvu a vysoko presné polohovanie, takže synchrónne motory s permanentnými magnetmi priťahujú viac ľudí na vedenie. rozsiahly výskum.

5.Technické vlastnosti synchrónneho motora s permanentným magnetom Anhui Mingteng

a. Motor má vysoký účinník a vysoký faktor kvality elektrickej siete. Nie je potrebný žiadny kompenzátor účinníka a kapacita zariadenia rozvodne môže byť plne využitá;

b. Motor s permanentnými magnetmi je budený permanentnými magnetmi a pracuje synchrónne. Nedochádza k pulzácii otáčok a pri pohone ventilátorov a čerpadiel sa nezvyšuje odpor potrubia;

c. Motor s permanentným magnetom môže byť navrhnutý s vysokým rozbehovým momentom (viac ako 3-krát) a vysokou kapacitou preťaženia podľa potreby, čím sa rieši fenomén „veľkého koňa ťahajúceho malý vozík“;

d. Reaktívny prúd bežného asynchrónneho motora je vo všeobecnosti asi 0,5-0,7 násobok menovitého prúdu. Synchrónny motor Mingteng s permanentným magnetom nepotrebuje budiaci prúd. Reaktívny prúd motora s permanentným magnetom a asynchrónneho motora je asi o 50% odlišný a skutočný prevádzkový prúd je asi o 15% nižší ako u asynchrónneho motora;

e. Motor môže byť navrhnutý tak, aby sa spúšťal priamo, a vonkajšie inštalačné rozmery sú rovnaké ako u v súčasnosti široko používaných asynchrónnych motorov, ktoré môžu plne nahradiť asynchrónne motory;

f. Pridaním ovládača môžete dosiahnuť mäkký štart, jemné zastavenie a plynulú reguláciu rýchlosti s dobrou dynamickou odozvou a ešte lepším efektom úspory energie;

g. Motor má mnoho topologických štruktúr, ktoré priamo spĺňajú základné požiadavky na mechanické zariadenia v širokom rozsahu a v extrémnych podmienkach;

h. Aby sa zlepšila efektívnosť systému, skrátil sa prenosový reťazec a znížili sa náklady na údržbu, je možné navrhnúť a vyrobiť vysokorýchlostné a nízkorýchlostné synchrónne motory s permanentným magnetom s priamym pohonom a vyrábať tak, aby spĺňali vyššie požiadavky používateľov.

Anhui Mingteng Permanent-Magnetic Machinery & Electric Equipment Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/) bola založená v roku 2007. Je to high-tech spoločnosť špecializujúca sa na výskum a vývoj, výrobu a predaj ultra-vysoko účinných synchrónnych motorov s permanentnými magnetmi. Spoločnosť používa modernú teóriu návrhu motora, profesionálny dizajnový softvér a vlastný program na návrh motora s permanentnými magnetmi na simuláciu elektromagnetického poľa, poľa tekutín, teplotného poľa, napäťového poľa atď. motora s permanentnými magnetmi, optimalizáciu štruktúry magnetického obvodu, zlepšenie úroveň energetickej účinnosti motora a zásadne zabezpečujú spoľahlivé používanie motora s permanentným magnetom.

Copyright: Tento článok je pretlačou verejného čísla WeChat „Motor Alliance“, pôvodného odkazuhttps://mp.weixin.qq.com/s/tROOkT3pQwZtnHJT4Ji0Cg

Tento článok nereprezentuje názory našej spoločnosti. Ak máte iné názory alebo názory, opravte nás!