Harvinaisten maametallien kestomagneettimateriaalien kehittämisen myötä 1970-luvulla syntyivät harvinaisten maametallien kestomagneettimoottorit. Kestomagneettimoottorit käyttävät harvinaisten maametallien kestomagneetteja magnetoinnin jälkeen, ja kestomagneetit voivat luoda kestomagneettikenttiä magnetoinnin jälkeen. Sen virityssuorituskyky on erinomainen, ja se on vakauden, laadun ja häviön vähentämisen suhteen parempi kuin sähköiset viritysmoottorit, mikä on ravistellut perinteisiä moottorimarkkinoita.

Viime vuosina nykyaikaisen tieteen ja tekniikan nopean kehityksen myötä sähkömagneettisten materiaalien, erityisesti harvinaisten maametallien sähkömagneettisten materiaalien, suorituskykyä ja teknologiaa on asteittain parannettu. Yhdessä tehoelektroniikan, voimansiirtotekniikan ja automaattisen ohjaustekniikan nopean kehityksen kanssa kestomagneettisynkronimoottoreiden suorituskyky paranee ja paranee.

Lisäksi kestomagneettisynkronimoottoreiden etuna on kevyt paino, yksinkertainen rakenne, pieni koko, hyvät ominaisuudet ja korkea tehotiheys. Monet tieteelliset tutkimuslaitokset ja yritykset tekevät aktiivisesti kestomagneettisynkronimoottoreiden tutkimusta ja kehitystä, ja niiden sovellusalueita laajennetaan edelleen.

1. Kestomagneettisynkronisen moottorin kehitysperusta

a.Suorituskykyisten harvinaisten maametallien kestomagneettimateriaalien käyttö

Harvinaisten maametallien kestomagneettimateriaalit ovat käyneet läpi kolme vaihetta: SmCo5, Sm2Co17 ja Nd2Fe14B. Tällä hetkellä NdFeB:n edustamista kestomagneettimateriaaleista on tullut yleisimmin käytetty harvinaisten maametallien kestomagneettimateriaalien erinomaisten magneettisten ominaisuuksiensa ansiosta. Kestomagneettimateriaalien kehitys on johtanut kestomagneettimoottorien kehitykseen.

Verrattuna perinteiseen kolmivaiheiseen oikosulkumoottoriin, jossa on sähköinen viritys, kestomagneetti korvaa sähköisen viritysnavan, yksinkertaistaa rakennetta, eliminoi roottorin liukurenkaan ja harjan, toteuttaa harjattoman rakenteen ja pienentää roottorin kokoa. Tämä parantaa moottorin tehotiheyttä, vääntömomenttitiheyttä ja työtehoa sekä tekee moottorista pienemmän ja kevyemmän, laajentaen entisestään sen sovellusaluetta ja edistäen sähkömoottoreiden kehitystä kohti suurempaa tehoa.

b. Uuden ohjausteorian soveltaminen

Viime vuosina ohjausalgoritmit ovat kehittyneet nopeasti. Niistä vektoriohjausalgoritmit ovat periaatteessa ratkaisseet vaihtovirtamoottoreiden ajostrategiaongelman, mikä tekee AC-moottoreista hyvän ohjaussuorituskyvyn. Suoran vääntömomentin ohjauksen ilmaantuminen tekee ohjausrakenteesta yksinkertaisemman, ja sillä on vahva piirin suorituskyky parametrien muutoksille ja nopea vääntömomentin dynaaminen vastenopeus. Epäsuora vääntömomentin ohjaustekniikka ratkaisee suoran vääntömomentin suuren vääntömomentin pulsaation alhaisella nopeudella ja parantaa moottorin nopeutta ja ohjaustarkkuutta.

c.Suorituskykyisten tehoelektronisten laitteiden ja prosessorien käyttö

Nykyaikainen tehoelektroniikkatekniikka on tärkeä rajapinta informaatioteollisuuden ja perinteisen teollisuuden välillä sekä silta heikon ja hallitun vahvan virran välillä. Tehoelektroniikkatekniikan kehitys mahdollistaa taajuusmuuttajan ohjausstrategioiden toteuttamisen.

1970-luvulla ilmestyi sarja yleiskäyttöisiä inverttereitä, jotka pystyivät muuttamaan teollisuuden taajuustehoa muuttuvataajuiseksi tehoksi, jolla on jatkuvasti säädettävä taajuus, mikä loi olosuhteet vaihtovirtatehon vaihtelevalla taajuudella. Näillä inverttereillä on pehmeä käynnistysominaisuus taajuuden asettamisen jälkeen, ja taajuus voi nousta nollasta asetettuun taajuuteen tietyllä nopeudella, ja nousunopeutta voidaan säätää jatkuvasti laajalla alueella, mikä ratkaisee synkronisten moottoreiden käynnistysongelman.

2. Kestomagneettisynkronimoottoreiden kehitystila kotimaassa ja ulkomailla

Historian ensimmäinen moottori oli kestomagneettimoottori. Tuolloin kestomagneettimateriaalien suorituskyky oli suhteellisen heikko, ja kestomagneettien pakkovoima ja remanenssi olivat liian alhaiset, joten ne korvattiin pian sähköisillä viritysmoottoreilla.

NdFeB:n edustamilla harvinaisten maametallien kestomagneettimateriaaleilla oli 1970-luvulla suuri pakkovoima, remanenssi, vahva demagnetointikyky ja suuri magneettinen energiatuote, mikä sai suuritehoiset kestomagneettisynkronimoottorit ilmestymään historian näyttämölle. Nyt kestomagneettisynkronimoottoreiden tutkimus on tulossa yhä kypsempään ja kehittyy kohti suurta nopeutta, suurta vääntömomenttia, suurta tehoa ja korkeaa hyötysuhdetta.

Viime vuosina kestomagneettisynkroniset moottorit ovat kehittyneet nopeasti kotimaisten tutkijoiden ja hallituksen voimakkailla investoinneilla. Mikrotietokonetekniikan ja automaattisen ohjaustekniikan kehityksen myötä kestomagneettisynkronimoottoreita on käytetty laajalti eri aloilla. Yhteiskunnan kehityksen myötä ihmisten vaatimukset kestomagneettisynkronimoottoreille ovat tiukentuneet, mikä saa kestomagneettimoottorit kehittymään kohti suurempaa nopeudensäätöaluetta ja tarkempaa ohjausta. Nykyisten tuotantoprosessien parantamisen ansiosta korkean suorituskyvyn kestomagneettimateriaaleja on kehitetty edelleen. Tämä vähentää huomattavasti sen kustannuksia ja soveltaa sitä vähitellen eri elämänaloilla.

3. Nykytekniikka

a. Kestomagneetti synkronisen moottorin suunnittelutekniikka

Verrattuna tavallisiin sähköisiin viritysmoottoreihin kestomagneettisynkronimoottoreissa ei ole sähköisiä herätekäämiä, keräinrenkaita ja virityskaappeja, mikä parantaa huomattavasti paitsi vakautta ja luotettavuutta myös tehokkuutta.

Niistä sisäänrakennetuilla kestomagneettimoottoreilla on etuja korkea hyötysuhde, korkea tehokerroin, korkea yksikkötehotiheys, vahva heikko magneettinen nopeuslaajennuskyky ja nopea dynaaminen vastenopeus, mikä tekee niistä ihanteellisen valinnan moottoreille.

Kestomagneetit tarjoavat kestomagneettimoottoreiden koko viritysmagneettikentän, ja vääntömomentti lisää moottorin tärinää ja melua käytön aikana. Liiallinen hammastusmomentti vaikuttaa moottorin nopeudensäätöjärjestelmän alhaisen nopeuden suorituskykyyn ja asennonsäätöjärjestelmän erittäin tarkkaan paikannukseen. Siksi moottoria suunniteltaessa hammastusmomenttia tulisi vähentää mahdollisimman paljon moottorin optimoinnin avulla.

Tutkimusten mukaan yleisiä menetelmiä hammastusmomentin pienentämiseksi ovat napakaarikertoimen muuttaminen, staattorin raon leveyden pienentäminen, vinouran ja naparaon sovittaminen, magneettisen navan sijainnin, koon ja muodon muuttaminen jne. , on huomattava, että hammastusmomenttia pienennettäessä se voi vaikuttaa moottorin muuhun suorituskykyyn, kuten sähkömagneettinen vääntömomentti voi laskea vastaavasti. Siksi suunnittelussa eri tekijöitä tulisi tasapainottaa mahdollisimman paljon parhaan moottorin suorituskyvyn saavuttamiseksi.

b. Kestomagneettisynkronisen moottorin simulointitekniikka

Kestomagneettien läsnäolo kestomagneettimoottoreissa tekee suunnittelijoille vaikeaksi laskea parametreja, kuten kuormittamattoman vuodon vuokertoimen ja napakaarikertoimen suunnittelua. Yleensä kestomagneettimoottorien parametrien laskemiseen ja optimointiin käytetään elementtianalyysiohjelmistoa. Elementtianalyysiohjelmisto voi laskea moottoriparametrit erittäin tarkasti, ja sen avulla on erittäin luotettavaa analysoida moottorin parametrien vaikutusta suorituskykyyn.

Elementtilaskentamenetelmä tekee moottoreiden sähkömagneettisen kentän laskemisesta ja analysoinnista helpompaa, nopeampaa ja tarkempaa. Tämä on eromenetelmän pohjalta kehitetty numeerinen menetelmä, jota on käytetty laajasti tieteessä ja tekniikassa. Käytä matemaattisia menetelmiä diskretisoidaksesi joitain jatkuvia ratkaisualueita yksikköryhmiksi ja interpoloi sitten jokaisessa yksikössä. Tällä tavalla muodostetaan lineaarinen interpolaatiofunktio, eli likimääräinen funktio simuloidaan ja analysoidaan äärellisillä elementeillä, jonka avulla voimme intuitiivisesti tarkkailla magneettikenttälinjojen suuntaa ja magneettivuon tiheyden jakautumista moottorin sisällä.

c. Kestomagneettinen synkroninen moottorin ohjaustekniikka

Moottorikäyttöjärjestelmien suorituskyvyn parantamisella on myös suuri merkitys teollisuuden ohjausalan kehitykselle. Se mahdollistaa järjestelmän käytön parhaalla mahdollisella tavalla. Sen perusominaisuudet näkyvät alhaisessa nopeudessa, erityisesti nopean käynnistyksen, staattisen kiihtyvyyden jne. tapauksessa, se voi tuottaa suuren vääntömomentin; ja suurella nopeudella ajettaessa se voi saavuttaa tasaisen tehon nopeudensäädön laajalla alueella. Taulukossa 1 verrataan useiden suurten moottoreiden suorituskykyä.

Kuten taulukosta 1 voidaan nähdä, kestomagneettimoottoreilla on hyvä luotettavuus, laaja nopeusalue ja korkea hyötysuhde. Yhdistettynä vastaavaan ohjausmenetelmään koko moottorijärjestelmä voi saavuttaa parhaan suorituskyvyn. Siksi on tarpeen valita sopiva ohjausalgoritmi tehokkaan nopeudensäädön saavuttamiseksi, jotta moottorikäyttöjärjestelmä voi toimia suhteellisen laajalla nopeudensäätöalueella ja vakiotehoalueella.

Vektoriohjausmenetelmää käytetään laajasti kestomagneettimoottorin nopeudensäätöalgoritmissa. Sen etuna on laaja nopeudensäätöalue, korkea hyötysuhde, korkea luotettavuus, hyvä vakaus ja hyvät taloudelliset edut. Sitä käytetään laajalti moottorikäytössä, kiskokuljetuksissa ja työstökoneiden servossa. Eri käyttötarkoituksista johtuen myös nykyinen vektoriohjausstrategia on erilainen.

4. Kestomagneettisynkronisen moottorin ominaisuudet

Kestomagneettisynkronisella moottorilla on yksinkertainen rakenne, pieni häviö ja korkea tehokerroin. Verrattuna sähköiseen viritysmoottoriin, koska harjoja, kommutaattoreita ja muita laitteita ei ole, reaktiivista viritysvirtaa ei tarvita, joten staattorin virta ja vastushäviö ovat pienempiä, hyötysuhde on suurempi, viritysmomentti on suurempi ja ohjausteho on parempi. Siinä on kuitenkin haittoja, kuten korkeat kustannukset ja käynnistysvaikeudet. Moottoreiden ohjaustekniikan soveltamisen, erityisesti vektoriohjausjärjestelmien, ansiosta kestomagneettisynkronimoottoreilla voidaan saavuttaa laaja nopeussäätö, nopea dynaaminen vaste ja erittäin tarkka paikannusohjaus, joten kestomagneettisynkroniset moottorit houkuttelevat enemmän ihmisiä johtamaan laaja tutkimus.

5. Anhui Mingtengin kestomagneettisynkronisen moottorin tekniset ominaisuudet

a. Moottorilla on korkea tehokerroin ja korkea sähköverkon laatukerroin. Tehokerroinkompensaattoria ei tarvita, ja sähköasemalaitteiston kapasiteetti voidaan hyödyntää täysimääräisesti;

b. Kestomagneettimoottori virittyy kestomagneeteilla ja toimii synkronisesti. Nopeuspulsaatiota ei tapahdu, eikä putkilinjan vastus kasva, kun puhaltimia ja pumppuja käytetään;

c. Kestomagneettimoottori voidaan suunnitella suurella käynnistysmomentilla (yli 3 kertaa) ja suurella ylikuormituskapasiteetilla tarpeen mukaan, mikä ratkaisee ilmiön "iso hevonen vetää pientä kärryä";

d. Tavallisen asynkronisen moottorin loisvirta on yleensä noin 0,5-0,7 kertaa nimellisvirta. Mingtengin kestomagneettisynkroninen moottori ei tarvitse viritysvirtaa. Kestomagneettimoottorin ja asynkronisen moottorin loisvirta on noin 50% erilainen, ja todellinen käyttövirta on noin 15% pienempi kuin asynkronisen moottorin;

e. Moottori voidaan suunnitella käynnistymään suoraan, ja ulkoiset asennusmitat ovat samat kuin tällä hetkellä laajalti käytettyjen asynkronisten moottoreiden, jotka voivat korvata asynkroniset moottorit täysin;

f. Kuljettajan lisääminen voi saavuttaa pehmeän käynnistyksen, pehmeän pysäytyksen ja portaaton nopeudensäädön, jolla on hyvä dynaaminen vaste ja entisestään parannettu virransäästövaikutus;

g. Moottorissa on monia topologisia rakenteita, jotka täyttävät suoraan mekaanisten laitteiden perusvaatimukset laajalla alueella ja äärimmäisissä olosuhteissa;

h. Järjestelmän tehokkuuden parantamiseksi, siirtoketjun lyhentämiseksi ja ylläpitokustannusten pienentämiseksi nopeat ja matalan nopeuden kestomagneettisynkronimoottorit voidaan suunnitella ja valmistaa vastaamaan käyttäjien korkeampia vaatimuksia.

Anhui Mingteng Permanent-Magnetic Machinery & Electrical Equipment Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/) on perustettu vuonna 2007. Se on korkean teknologian yritys, joka on erikoistunut huipputehokkaiden kestomagneettisynkronimoottoreiden tutkimukseen ja kehitykseen, tuotantoon ja myyntiin. Yritys käyttää nykyaikaista moottorin suunnitteluteoriaa, ammattimaista suunnitteluohjelmistoa ja itse kehitettyä kestomagneettimoottorin suunnitteluohjelmaa simuloimaan kestomagneettimoottorin sähkömagneettista kenttää, nestekenttää, lämpötilakenttää, jännityskenttää jne., optimoimaan magneettipiirin rakennetta, parantamaan moottorin energiatehokkuustaso ja pohjimmiltaan varmistavat kestomagneettimoottorin luotettavan käytön.

Tekijänoikeus: Tämä artikkeli on uusintapainos WeChatin julkisesta numerosta "Motor Alliance", alkuperäinen linkkihttps://mp.weixin.qq.com/s/tROOKT3pQwZtnHJT4Ji0Cg

Tämä artikkeli ei edusta yrityksemme näkemyksiä. Jos sinulla on erilaisia ​​mielipiteitä tai näkemyksiä, oikaise meitä!