Со развојот на материјали со постојан магнет за ретки земји во 1970-тите, настанаа мотори со постојан магнет за ретки земји. Моторите со постојан магнет користат постојани магнети за ретки земји за возбудување, а постојаните магнети можат да генерираат трајни магнетни полиња по магнетизацијата. Неговите перформанси за возбудување се одлични и тој е супериорен во однос на моторите за електрично возбудување во однос на стабилноста, квалитетот и намалувањето на загубите, што го потресе традиционалниот пазар на мотори.

Во последниве години, со брзиот развој на модерната наука и технологија, перформансите и технологијата на електромагнетните материјали, особено електромагнетните материјали од ретки земји, постепено се подобруваат. Заедно со брзиот развој на енергетската електроника, технологијата за пренос на енергија и технологијата за автоматска контрола, перформансите на синхроните мотори со постојан магнет стануваат се подобри и подобри.

Понатаму, синхроните мотори со постојан магнет имаат предности на мала тежина, едноставна структура, мала големина, добри карактеристики и висока густина на моќност. Многу научно-истражувачки институции и претпријатија активно вршат истражување и развој на синхрони мотори со постојан магнет, а нивните области на примена дополнително ќе се прошират.

1. Развојна основа на синхрон мотор со постојан магнет

a.Примена на материјали со постојани магнети од ретки земји со високи перформанси

Материјалите со постојан магнет од ретки земји поминале низ три фази: SmCo5, Sm2Co17 и Nd2Fe14B. Во моментов, материјалите со постојан магнет претставени со NdFeB станаа најшироко користен тип на материјали со постојан магнет од ретки земји поради нивните одлични магнетни својства. Развојот на материјали со постојан магнет го поттикна развојот на мотори со постојан магнет.

Во споредба со традиционалниот трифазен индукциски мотор со електрично возбудување, постојаниот магнет го заменува столбот за електрично возбудување, ја поедноставува структурата, го елиминира лизгачкиот прстен и четката на роторот, ја реализира структурата без четка и ја намалува големината на роторот. Ова ја подобрува густината на моќноста, густината на вртежниот момент и работната ефикасност на моторот и го прави моторот помал и полесен, дополнително проширувајќи го неговото поле на примена и промовирајќи го развојот на електричните мотори кон поголема моќност.

б.Примена на нова контролна теорија

Во последниве години, алгоритмите за контрола се развиваат брзо. Меѓу нив, алгоритмите за векторска контрола во принцип го решија проблемот со стратегијата за возење на моторите со наизменична струја, со што моторите со наизменична струја имаат добри контролни перформанси. Појавата на директна контрола на вртежниот момент ја прави контролната структура поедноставна и има карактеристики на силни перформанси на колото за промени на параметрите и брза брзина на динамички одговор на вртежниот момент. Технологијата за индиректна контрола на вртежниот момент го решава проблемот со големо пулсирање на директен вртежен момент при мала брзина и ја подобрува брзината и точноста на контролата на моторот.

в.Примена на електронски уреди и процесори со високи перформанси

Модерната енергетска електроника е важен интерфејс помеѓу информатичката индустрија и традиционалните индустрии и мост помеѓу слабата струја и контролираната силна струја. Развојот на технологијата за енергетска електроника овозможува реализација на стратегии за контрола на погонот.

Во 1970-тите се појавија серија инвертери за општа намена, кои можеа да ја претворат моќноста на индустриската фреквенција во моќност на променлива фреквенција со постојано прилагодлива фреквенција, со што се создадоа услови за регулирање на брзината на променлива фреквенција на наизменична струја. Овие инвертери имаат можност за мек старт откако ќе се постави фреквенцијата, а фреквенцијата може да се зголеми од нула до поставената фреквенција со одредена брзина, а стапката на зголемување може постојано да се прилагодува во широк опсег, решавајќи го стартниот проблем на синхроните мотори.

2. Развојен статус на синхрони мотори со постојан магнет дома и во странство

Првиот мотор во историјата беше мотор со постојан магнет. Во тоа време, перформансите на материјалите со постојан магнет беа релативно слаби, а силата на принуда и задржувањето на постојаните магнети беа премногу ниски, па тие наскоро беа заменети со мотори за електрично возбудување.

Во 1970-тите, материјалите со постојан магнет од ретки земји претставени со NdFeB имаа голема принудна сила, задржување, силна способност за демагнетизација и голем производ на магнетна енергија, што направи синхрони мотори со постојан магнет со висока моќност да се појават на сцената на историјата. Сега, истражувањето за синхрони мотори со постојан магнет станува сè позрело и се развива кон голема брзина, висок вртежен момент, голема моќност и висока ефикасност.

Во последниве години, со силната инвестиција на домашните научници и владата, синхроните мотори со постојан магнет брзо се развија. Со развојот на микрокомпјутерската технологија и технологијата за автоматска контрола, синхроните мотори со постојан магнет се широко користени во различни области. Поради напредокот на општеството, барањата на луѓето за синхрони мотори со постојан магнет станаа построги, што ги поттикна моторите со постојан магнет да се развијат кон поголем опсег на регулација на брзината и поголема прецизна контрола. Поради подобрувањето на тековните производствени процеси, материјалите со постојан магнет со високи перформанси се дополнително развиени. Ова во голема мера ја намалува неговата цена и постепено се применува на различни полиња од животот.

3. Актуелна технологија

а. Технологија за дизајнирање на синхрони мотори со постојан магнет

Во споредба со обичните електрични мотори за возбудување, синхроните мотори со постојан магнет немаат намотки за електрично возбудување, колекторски прстени и кабинети за возбудување, што значително ја подобрува не само стабилноста и сигурноста, туку и ефикасноста.

Меѓу нив, вградените мотори со постојан магнет ги имаат предностите на високата ефикасност, висок фактор на моќност, висока густина на моќност на единицата, силна слаба способност за проширување на магнетната брзина и брза брзина на динамички одговор, што ги прави идеален избор за возење мотори.

Постојаните магнети го обезбедуваат целото возбудно магнетно поле на моторите со постојан магнет, а вртежниот момент на прицврстување ќе ги зголеми вибрациите и бучавата на моторот за време на работата. Прекумерниот вртежен момент ќе влијае на перформансите на ниските брзини на системот за контрола на брзината на моторот и на високопрецизното позиционирање на системот за контрола на положбата. Затоа, при дизајнирање на моторот, вртежниот момент на запирање треба да се намали што е можно повеќе преку оптимизација на моторот.

Според истражувањата, општите методи за намалување на вртежниот момент вклучуваат менување на коефициентот на половиот лак, намалување на ширината на процепот на статорот, усогласување на заоблениот отвор и отворот на столбот, промена на положбата, големината и обликот на магнетниот пол, итн. , треба да се забележи дека кога се намалува вртежниот момент на запирање, тоа може да влијае на другите перформанси на моторот, како што е електромагнетниот вртежен момент може соодветно да се намали. Затоа, при дизајнирање, различни фактори треба да се избалансираат колку што е можно повеќе за да се постигнат најдобри перформанси на моторот.

б.Технологија за симулација на синхрони мотори со постојан магнет

Присуството на постојани магнети во моторите со постојан магнет им отежнува на дизајнерите да ги пресметаат параметрите, како што е дизајнот на коефициентот на флукс на истекување без оптоварување и коефициентот на половиот лак. Општо земено, софтверот за анализа на конечни елементи се користи за пресметување и оптимизирање на параметрите на моторите со постојан магнет. Софтверот за анализа на конечни елементи може многу прецизно да ги пресмета параметрите на моторот и многу е сигурно да се користи за да се анализира влијанието на параметрите на моторот врз перформансите.

Методот за пресметување на конечни елементи ни го олеснува, побрзо и попрецизно пресметувањето и анализата на електромагнетното поле на моторите. Ова е нумерички метод развиен врз основа на методот на разлика и е широко користен во науката и инженерството. Користете математички методи за дискретизирање на некои домени на континуирани решенија во групи единици, а потоа интерполирајте во секоја единица. На овој начин се формира линеарна интерполациона функција, односно приближна функција се симулира и анализира со помош на конечни елементи, што ни овозможува интуитивно да ја набљудуваме насоката на линиите на магнетното поле и распределбата на густината на магнетниот тек во моторот.

c.Технологија за контрола на синхрони мотори со постојан магнет

Подобрувањето на перформансите на системите за погон на моторот е исто така од големо значење за развојот на полето на индустриска контрола. Тоа му овозможува на системот да се вози со најдобри перформанси. Нејзините основни карактеристики се рефлектираат во малата брзина, особено во случај на брзо стартување, статичко забрзување итн., може да произведе голем вртежен момент; и кога се вози со голема брзина, може да постигне постојана контрола на брзината на моќноста во широк опсег. Табела 1 ги споредува перформансите на неколку главни мотори.

Како што може да се види од Табела 1, моторите со постојан магнет имаат добра доверливост, широк опсег на брзина и висока ефикасност. Ако се комбинира со соодветниот метод на контрола, целиот моторен систем може да постигне најдобри перформанси. Затоа, неопходно е да се избере соодветен контролен алгоритам за да се постигне ефикасно регулирање на брзината, така што системот за погон на моторот може да работи во релативно широк простор за регулирање на брзината и опсег на постојана моќност.

Методот на векторска контрола е широко користен во алгоритмот за контрола на брзината на моторот со постојан магнет. Ги има предностите на широк опсег на регулација на брзината, висока ефикасност, висока доверливост, добра стабилност и добри економски придобивки. Широко се користи во моторниот погон, железничкиот транспорт и сервото за машински алати. Поради различни намени, усвоената тековна стратегија за контрола на векторите е исто така различна.

4.Карактеристики на синхрониот мотор со постојан магнет

Синхрониот мотор со постојан магнет има едноставна структура, мала загуба и висок фактор на моќност. Во споредба со електричниот мотор за побудување, бидејќи нема четки, комутатори и други уреди, не е потребна реактивна струја на возбудување, така што струјата на статорот и загубата на отпор се помали, ефикасноста е поголема, вртежниот момент на возбуда е поголем и контролните перформанси е подобро. Сепак, постојат недостатоци како што се високата цена и тешкотијата при стартување. Поради примената на технологијата за контрола во моторите, особено примената на системи за векторска контрола, синхроните мотори со постојан магнет можат да постигнат регулација на брзината со широк опсег, брз динамичен одговор и контрола на позиционирањето со висока прецизност, така што синхроните мотори со постојан магнет ќе привлечат повеќе луѓе да спроведат опширно истражување.

5. Технички карактеристики на синхрониот мотор со постојан магнет Anhui Mingteng

а. Моторот има висок фактор на моќност и висок фактор на квалитет на електричната мрежа. Не е потребен компензатор на факторот на моќност, а капацитетот на опремата на трафостаницата може целосно да се искористи;

б. Моторот со постојан магнет е возбуден од постојани магнети и работи синхроно. Нема пулсирање на брзината, а отпорот на цевководот не се зголемува при возење вентилатори и пумпи;

в. Моторот со постојан магнет може да биде дизајниран со висок стартен вртежен момент (повеќе од 3 пати) и висок капацитет за преоптоварување по потреба, со што се решава феноменот на „големиот коњ што влече мала количка“;

г. Реактивната струја на обичниот асинхрон мотор е генерално околу 0,5-0,7 пати од номиналната струја. На синхрониот мотор Mingteng постојан магнет не му е потребна струја на возбудување. Реактивната струја на моторот со постојан магнет и асинхрониот мотор е околу 50% различна, а вистинската работна струја е околу 15% помала од онаа на асинхрониот мотор;

д. Моторот може да биде дизајниран да стартува директно, а димензиите на надворешната инсталација се исти како оние на моментално широко користените асинхрони мотори, кои можат целосно да ги заменат асинхроните мотори;

ѓ. Додавањето возач може да постигне мек старт, меко запирање и регулација на брзината без чекори, со добар динамичен одговор и дополнително подобрен ефект на заштеда на енергија;

е. Моторот има многу тополошки структури, кои директно ги задоволуваат основните барања на механичката опрема во широк опсег и под екстремни услови;

ч. Со цел да се подобри ефикасноста на системот, да се скрати синџирот на пренос и да се намалат трошоците за одржување, може да се дизајнираат и произведат синхрони мотори со постојан магнет со директен погон со голема и мала брзина за да ги задоволат повисоките барања на корисниците.

Anhui Mingteng Permanent-Magnetic Machinery & Electrical Equipment Co., Ltd.https://www.mingtengmotor.com/) е основана во 2007 година. Тоа е претпријатие со висока технологија специјализирано за истражување и развој, производство и продажба на синхрони мотори со постојан магнет со ултра висока ефикасност. Компанијата користи модерна теорија за дизајн на мотори, професионален софтвер за дизајн и саморазвиена програма за дизајн на мотор со постојан магнет за да симулира електромагнетно поле, поле на течност, температурно поле, поле на стрес итн. на моторот со постојан магнет, оптимизирање на структурата на магнетното коло, подобрување нивото на енергетска ефикасност на моторот и фундаментално обезбедува сигурна употреба на моторот со постојан магнет.

Авторски права: Оваа статија е препечатување на јавниот број на WeChat „Motor Alliance“, оригиналната врскаhttps://mp.weixin.qq.com/s/tROOkT3pQwZtnHJT4Ji0Cg

Оваа статија не ги претставува ставовите на нашата компанија. Доколку имате различни мислења или ставови, поправете не!