1970'lerde nadir toprak kalıcı mıknatıslı malzemelerin geliştirilmesiyle nadir toprak kalıcı mıknatıslı motorlar ortaya çıktı. Kalıcı mıknatıslı motorlar, uyarma için nadir toprak kalıcı mıknatısları kullanır ve kalıcı mıknatıslar, mıknatıslanmadan sonra kalıcı manyetik alanlar oluşturabilir. Uyarma performansı mükemmeldir ve geleneksel motor pazarını sarsan stabilite, kalite ve kayıp azaltma açısından elektrikli uyarma motorlarından üstündür.

Son yıllarda modern bilim ve teknolojinin hızla gelişmesiyle birlikte, elektromanyetik malzemelerin, özellikle de nadir toprak elektromanyetik malzemelerinin performansı ve teknolojisi giderek iyileştirilmiştir. Güç elektroniği, güç aktarım teknolojisi ve otomatik kontrol teknolojisindeki hızlı gelişmelerle birlikte, sabit mıknatıslı senkron motorların performansı giderek daha iyi hale geliyor.

Ayrıca sabit mıknatıslı senkron motorlar hafiflik, basit yapı, küçük boyut, iyi karakteristikler ve yüksek güç yoğunluğu gibi avantajlara sahiptir. Birçok bilimsel araştırma kurumu ve işletmesi, kalıcı mıknatıslı senkron motorların araştırma ve geliştirmesini aktif olarak yürütmektedir ve bunların uygulama alanları daha da genişletilecektir.

1. Sabit mıknatıslı senkron motorun gelişim temeli

a.Yüksek performanslı nadir toprak kalıcı mıknatıs malzemelerinin uygulanması

Nadir toprak kalıcı mıknatıs malzemeleri üç aşamadan geçmiştir: SmCo5, Sm2Co17 ve Nd2Fe14B. Şu anda NdFeB tarafından temsil edilen kalıcı mıknatıslı malzemeler, mükemmel manyetik özelliklerinden dolayı nadir toprak kalıcı mıknatıslı malzemelerin en yaygın kullanılan türü haline gelmiştir. Kalıcı mıknatıslı malzemelerin geliştirilmesi, kalıcı mıknatıslı motorların geliştirilmesine yol açmıştır.

Elektrik uyarımlı geleneksel üç fazlı asenkron motorla karşılaştırıldığında, kalıcı mıknatıs, elektrik uyarma kutbunun yerini alır, yapıyı basitleştirir, rotorun kayma halkasını ve fırçasını ortadan kaldırır, fırçasız yapıyı gerçekleştirir ve rotorun boyutunu azaltır. Bu, motorun güç yoğunluğunu, tork yoğunluğunu ve çalışma verimliliğini artırır, motoru daha küçük ve daha hafif hale getirir, uygulama alanını daha da genişletir ve elektrik motorlarının daha yüksek güce yönelik gelişimini teşvik eder.

b.Yeni kontrol teorisinin uygulanması

Son yıllarda kontrol algoritmaları hızla gelişti. Bunlar arasında, vektör kontrol algoritmaları, AC motorların sürüş stratejisi problemini prensipte çözerek, AC motorların iyi bir kontrol performansına sahip olmasını sağlamıştır. Doğrudan tork kontrolünün ortaya çıkışı, kontrol yapısını daha basit hale getirir ve parametre değişiklikleri için güçlü devre performansı ve hızlı tork dinamik tepki hızı özelliklerine sahiptir. Dolaylı tork kontrol teknolojisi, düşük hızda doğrudan torkun büyük tork titreşimi sorununu çözer ve motorun hızını ve kontrol doğruluğunu artırır.

c.Yüksek performanslı güç elektroniği cihazları ve işlemcilerin uygulanması

Modern güç elektroniği teknolojisi, bilgi endüstrisi ile geleneksel endüstriler arasında önemli bir arayüz ve zayıf akım ile kontrollü güçlü akım arasında bir köprüdür. Güç elektroniği teknolojisinin gelişimi, tahrik kontrol stratejilerinin gerçekleştirilmesine olanak sağlamaktadır.

1970'lerde, endüstriyel frekans gücünü sürekli olarak ayarlanabilen frekansa sahip değişken frekans gücüne dönüştürebilen ve böylece AC gücünün değişken frekans hızı regülasyonu için koşullar yaratabilen bir dizi genel amaçlı invertör ortaya çıktı. Bu invertörler, frekans ayarlandıktan sonra yumuşak kalkış özelliğine sahip olup, frekans sıfırdan ayarlanan frekansa belirli bir oranda yükselebilmekte ve yükselme hızı geniş bir aralıkta sürekli olarak ayarlanabilmekte, böylece senkron motorların kalkış problemi çözülmektedir.

2.Sabit mıknatıslı senkron motorların yurt içi ve yurt dışındaki gelişim durumu

Tarihteki ilk motor sabit mıknatıslı bir motordu. O zamanlar, kalıcı mıknatıslı malzemelerin performansı nispeten zayıftı ve kalıcı mıknatısların zorlayıcı kuvveti ve kalıcılığı çok düşüktü, bu nedenle kısa süre sonra bunların yerini elektrikli uyarma motorları aldı.

1970'li yıllarda, NdFeB tarafından temsil edilen nadir toprak kalıcı mıknatıslı malzemeler, büyük bir zorlayıcı kuvvete, kalıcılığa, güçlü demanyetizasyon yeteneğine ve büyük manyetik enerji ürününe sahipti, bu da yüksek güçlü kalıcı mıknatıslı senkron motorların tarih sahnesine çıkmasını sağladı. Artık sabit mıknatıslı senkron motorlara ilişkin araştırmalar giderek olgunlaşıyor ve yüksek hız, yüksek tork, yüksek güç ve yüksek verime doğru gelişiyor.

Son yıllarda yerli bilim adamlarının ve hükümetin güçlü yatırımlarıyla sabit mıknatıslı senkron motorlar hızla gelişti. Mikrobilgisayar teknolojisinin ve otomatik kontrol teknolojisinin gelişmesiyle birlikte, sabit mıknatıslı senkron motorlar çeşitli alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Toplumun ilerlemesine bağlı olarak, insanların sabit mıknatıslı senkron motorlara olan gereksinimleri daha sıkı hale geldi ve bu da kalıcı mıknatıslı motorların daha geniş bir hız düzenleme aralığına ve daha yüksek hassasiyetli kontrole doğru gelişmesini sağladı. Mevcut üretim süreçlerinin iyileştirilmesi nedeniyle yüksek performanslı kalıcı mıknatıs malzemeleri daha da geliştirildi. Bu, maliyetini büyük ölçüde azaltır ve bunu yavaş yavaş yaşamın çeşitli alanlarına uygular.

3. Güncel teknoloji

A. Kalıcı mıknatıslı senkron motor tasarım teknolojisi

Sıradan elektrikli uyarma motorlarıyla karşılaştırıldığında, sabit mıknatıslı senkron motorlarda elektrikli uyarma sargıları, toplayıcı halkalar ve uyarma kabinleri yoktur; bu, yalnızca stabiliteyi ve güvenilirliği değil aynı zamanda verimliliği de büyük ölçüde artırır.

Bunlar arasında yerleşik sabit mıknatıslı motorlar, yüksek verimlilik, yüksek güç faktörü, yüksek birim güç yoğunluğu, güçlü zayıf manyetik hız genişletme kapasitesi ve hızlı dinamik tepki hızı avantajlarına sahiptir ve bu da onları motorları sürmek için ideal bir seçim haline getirir.

Kalıcı mıknatıslar, kalıcı mıknatıslı motorların uyarılma manyetik alanının tamamını sağlar ve vuruntu torku, çalışma sırasında motorun titreşimini ve gürültüsünü artıracaktır. Aşırı vuruntu torku, motor hız kontrol sisteminin düşük hız performansını ve konum kontrol sisteminin yüksek hassasiyetli konumlandırmasını etkileyecektir. Bu nedenle motor tasarlanırken motor optimizasyonu yoluyla vuruntu torku mümkün olduğunca azaltılmalıdır.

Araştırmaya göre vuruntu torkunu azaltmanın genel yöntemleri arasında kutup ark katsayısının değiştirilmesi, statorun yarık genişliğinin azaltılması, eğri yarık ile kutup yuvasının eşleştirilmesi, manyetik kutbun konumunun, boyutunun ve şeklinin değiştirilmesi vb. yer alıyor. Ancak Vuruntu torkunu azaltırken, elektromanyetik torkun buna göre azalabileceği gibi motorun diğer performansını da etkileyebileceğine dikkat edilmelidir. Bu nedenle tasarım yaparken en iyi motor performansını elde etmek için çeşitli faktörlerin mümkün olduğunca dengelenmesi gerekir.

b.Sabit mıknatıslı senkron motor simülasyon teknolojisi

Sabit mıknatıslı motorlarda kalıcı mıknatısların varlığı, tasarımcıların yüksüz kaçak akı katsayısı ve kutup ark katsayısı tasarımı gibi parametreleri hesaplamasını zorlaştırır. Sabit mıknatıslı motorların parametrelerini hesaplamak ve optimize etmek için genellikle sonlu elemanlar analiz yazılımı kullanılır. Sonlu elemanlar analiz yazılımı, motor parametrelerini çok doğru bir şekilde hesaplayabilir ve bunu motor parametrelerinin performans üzerindeki etkisini analiz etmek için kullanmak çok güvenilirdir.

Sonlu elemanlar hesaplama yöntemi, motorların elektromanyetik alanını hesaplamamızı ve analiz etmemizi daha kolay, daha hızlı ve daha doğru hale getirir. Bu, fark yöntemi temel alınarak geliştirilen sayısal bir yöntemdir ve bilim ve mühendislikte yaygın olarak kullanılmaktadır. Bazı sürekli çözüm alanlarını birim gruplarına ayırmak ve ardından her birimde enterpolasyon yapmak için matematiksel yöntemler kullanın. Bu şekilde doğrusal bir enterpolasyon fonksiyonu oluşturulur, yani sonlu elemanlar kullanılarak yaklaşık bir fonksiyon simüle edilir ve analiz edilir, bu da manyetik alan çizgilerinin yönünü ve motor içindeki manyetik akı yoğunluğunun dağılımını sezgisel olarak gözlemlememizi sağlar.

c.Kalıcı mıknatıslı senkron motor kontrol teknolojisi

Motor sürücü sistemlerinin performansının arttırılması, endüstriyel kontrol alanının gelişimi açısından da büyük önem taşımaktadır. Sistemin en iyi performansta sürülmesini sağlar. Temel özellikleri düşük hıza yansır, özellikle hızlı başlatma, statik hızlanma vb. durumlarda büyük bir tork üretebilir; ve yüksek hızda sürüş sırasında geniş bir aralıkta sabit güç hızı kontrolü elde edebilir. Tablo 1 birkaç ana motorun performansını karşılaştırmaktadır.

Tablo 1'de görülebileceği gibi, sabit mıknatıslı motorlar iyi bir güvenilirliğe, geniş hız aralığına ve yüksek verimliliğe sahiptir. İlgili kontrol yöntemiyle birleştirildiğinde tüm motor sistemi en iyi performansı elde edebilir. Bu nedenle, motor tahrik sisteminin nispeten geniş bir hız düzenleme alanında ve sabit güç aralığında çalışabilmesi için verimli hız regülasyonu elde etmek için uygun bir kontrol algoritmasının seçilmesi gerekmektedir.

Vektör kontrol yöntemi, sabit mıknatıslı motor hız kontrol algoritmasında yaygın olarak kullanılmaktadır. Geniş hız düzenleme aralığı, yüksek verimlilik, yüksek güvenilirlik, iyi stabilite ve iyi ekonomik faydalar gibi avantajlara sahiptir. Motor tahrikinde, demiryolu taşımacılığında ve takım tezgahı servosunda yaygın olarak kullanılır. Farklı kullanımlar nedeniyle benimsenen mevcut vektör kontrol stratejisi de farklıdır.

4. Sabit mıknatıslı senkron motorun özellikleri

Sabit mıknatıslı senkron motor basit bir yapıya, düşük kayıp ve yüksek güç faktörüne sahiptir. Elektrikli uyarma motoruyla karşılaştırıldığında, fırça, komütatör ve diğer cihazlar olmadığından reaktif uyarma akımına gerek yoktur, bu nedenle stator akımı ve direnç kaybı daha küçük, verimlilik daha yüksek, uyarma torku daha büyük ve kontrol performansı daha yüksektir. daha iyi. Ancak maliyetinin yüksek olması ve başlama zorluğu gibi dezavantajları da bulunmaktadır. Motorlarda kontrol teknolojisinin uygulanması, özellikle vektör kontrol sistemlerinin uygulanması nedeniyle, sabit mıknatıslı senkron motorlar geniş aralıkta hız regülasyonu, hızlı dinamik tepki ve yüksek hassasiyetli konumlandırma kontrolü elde edebilir, böylece sabit mıknatıslı senkron motorlar daha fazla insanı hareket ettirecektir. kapsamlı araştırma.

5. Anhui Mingteng sabit mıknatıslı senkron motorun teknik özellikleri

A. Motor, yüksek bir güç faktörüne ve güç şebekesinin yüksek kalite faktörüne sahiptir. Hiçbir güç faktörü kompansatörüne gerek yoktur ve trafo merkezi ekipmanının kapasitesi tam olarak kullanılabilir;

B. Kalıcı mıknatıslı motor, kalıcı mıknatıslar tarafından uyarılır ve senkronize olarak çalışır. Hız dalgalanması yoktur ve fanlar ve pompalar çalıştırılırken boru hattı direnci artmaz;

C. Sabit mıknatıslı motor, gerektiğinde yüksek başlangıç ​​torku (3 kattan fazla) ve yüksek aşırı yük kapasitesi ile tasarlanabilir, böylece "büyük atın küçük arabayı çekmesi" olgusu çözülür;

D. Sıradan asenkron motorun reaktif akımı genellikle nominal akımın yaklaşık 0,5-0,7 katıdır. Mingteng kalıcı mıknatıslı senkron motorun uyarma akımına ihtiyacı yoktur. Sabit mıknatıslı motorun ve asenkron motorun reaktif akımı yaklaşık %50 farklıdır ve gerçek çalışma akımı, asenkron motorunkinden yaklaşık %15 daha düşüktür;

e. Motor doğrudan çalışacak şekilde tasarlanabilir ve harici kurulum boyutları, asenkron motorların tamamen yerini alabilen, şu anda yaygın olarak kullanılan asenkron motorlarla aynıdır;

F. Bir sürücü eklemek, iyi bir dinamik tepki ve daha da geliştirilmiş güç tasarrufu etkisi ile yumuşak başlatma, yumuşak durdurma ve kademesiz hız düzenlemesi sağlayabilir;

G. Motor, mekanik ekipmanın temel gereksinimlerini geniş bir aralıkta ve aşırı koşullar altında doğrudan karşılayan birçok topolojik yapıya sahiptir;

H. Sistem verimliliğini artırmak, iletim zincirini kısaltmak ve bakım maliyetlerini azaltmak amacıyla, yüksek ve düşük hızlı doğrudan tahrikli sabit mıknatıslı senkron motorlar, kullanıcıların daha yüksek gereksinimlerini karşılayacak şekilde tasarlanıp üretilebilir.

Anhui Mingteng Kalıcı Manyetik Makine ve Elektrik Ekipmanları Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/) 2007 yılında kurulmuştur. Ultra yüksek verimli sabit mıknatıslı senkron motorların araştırma ve geliştirmesi, üretimi ve satışı konusunda uzmanlaşmış yüksek teknolojiye sahip bir kuruluştur. Şirket, kalıcı mıknatıslı motorun elektromanyetik alanını, akışkan alanını, sıcaklık alanını, stres alanını vb. simüle etmek, manyetik devre yapısını optimize etmek, geliştirmek için modern motor tasarım teorisini, profesyonel tasarım yazılımını ve kendi geliştirdiği kalıcı mıknatıslı motor tasarım programını kullanıyor. motorun enerji verimliliği seviyesini belirler ve temel olarak sabit mıknatıslı motorun güvenilir kullanımını sağlar.

Telif hakkı: Bu makale, orijinal bağlantı olan WeChat genel numarası "Motor Alliance"ın yeniden basımıdır.https://mp.weixin.qq.com/s/tROOkT3pQwZtnHJT4Ji0Cg

Bu yazı şirketimizin görüşlerini yansıtmamaktadır. Farklı görüşleriniz veya görüşleriniz varsa lütfen bizi düzeltin!