Direktantrieb Seltene Erden Permanenter Magnet Getriebefreier Motor Variable Geschwindigkeit

Das charakteristische Merkmal von PMACMs ist, dass “die Permanentmagnete in ihrem Rotor “ vom rotierenden Magnetfeld (RMF) der Statorwicklungen beeinflusst werden und in eine Rotationsbewegung zurückgeschoben werden.Dies ist eine Abweichung von anderen Rotoren, bei denen die Magnetkraft im Rotorgehäuse induziert oder erzeugt werden muss, was mehr Strom erfordert. Dies bedeutet, dass PMACMs im Allgemeinen effizienter sind als Induktionsmotoren,Da das Magnetfeld des Rotors permanent ist und keine Stromquelle für seine Erzeugung benötigt,Dies bedeutet auch, dass sie einen Variable Frequency Drive (VFD oder PM-Antrieb) zum Betrieb benötigen, ein Steuerungssystem, das das von diesen Motoren erzeugte Drehmoment glättet.Durch das Ein- und Ausschalten des Stroms an den Statorwicklungen in bestimmten Phasen der Rotorrotation, der PM-Antrieb steuert gleichzeitig Drehmoment und Strom und berechnet mit diesen Daten die Position des Rotors und damit die Ausgangsgeschwindigkeit der Welle.Da ihre Drehgeschwindigkeit mit der der RMF übereinstimmtDiese Maschinen sind relativ neu und werden noch optimiert, so daß die spezifische Funktionsweise jedes PMACM für den Moment für jedes Konzept im Wesentlichen einzigartig ist.

Die wichtigsten Merkmale eines Permanentmagnet-Synchronmotors

• Konstruktion: PMSM haben eine relativ einfache mechanische Konstruktion, die ihre Wartung und Reparatur erleichtert.mit einem Durchmesser von mehr als 20 mm,, und eine Reihe von Kupferwicklungen.
• Robuste Zusammensetzung: PMSM sind so konzipiert, dass sie einer Reihe von Umgebungsbedingungen, einschließlich Temperaturextremen, Feuchtigkeit und Vibrationen, standhalten.Diese Robustheit macht sie für verschiedene Anwendungen geeignet, einschließlich Automobil- und Industrieanlagen.
• Hohe Zuverlässigkeit: Ein großer Vorteil der PMSM ist ihre Zuverlässigkeit, insbesondere bei hohen Betriebsgeschwindigkeiten.keine Verlust der Drehzahlregelung durch mechanischen Verschleiß.
• Variable Speed Drive: PMSMs können durch Variable Speed Drives (VSDs) angetrieben werden, wodurch die Drehzahl des Motors präzise gesteuert werden kann.Diese Fähigkeit macht sie für Anwendungen geeignet, bei denen die Geschwindigkeit kontinuierlich anhand veränderter Bedingungen angepasst werden muss.
• Sensorlose Bedienung: PMSMs können ohne Positions- oder Geschwindigkeitssensoren, sogenannte sensorlose Steuerung, arbeiten. Dies entfernt die Notwendigkeit zusätzlicher Sensoren, vereinfacht das Systemdesign und senkt die Kosten.
• Präzise Drehmoment- und Geschwindigkeitssteuerung: PMSMs ermöglichen eine präzise Steuerung von Drehmoment und Geschwindigkeit durch fortschrittliche Steuerungsalgorithmen und Rückkopplungsschleifen.und genaue Geschwindigkeitsregelung.
• Schnelle dynamische Reaktion: PMSM haben aufgrund ihres hohen Drehmoments-Innertia-Verhältnisses und ihres geringen Trägheitsmoments eine schnelle dynamische Reaktion.Dies macht sie für Anwendungen geeignet, die eine schnelle Beschleunigung oder eine präzise Geschwindigkeitsregelung erfordern.
• Glatte Drehmomentproduktion: PMSMs erzeugen ein glattes und kontinuierliches Drehmoment, das eine reibungslose Bewegung und minimale Vibrationen im System gewährleistet.Dies macht sie für Präzisionsbewegungssteuerungsanwendungen wie Robotik oder Präzisionsbearbeitung geeignet.
• Geräuschloser Betrieb: PMSM arbeiten aufgrund ihrer reibungslosen Drehmomentproduktion und des Fehlens von Bürsten oder Kommutatoren leise.in Innenräumen oder in Menschenräumen.

SPM gegenüber IPM

Ein PM-Motor kann in zwei Hauptkategorien unterteilt werden: Oberflächen-Permanentmagnetmotoren (SPM) und Innenpermanentmagnetmotoren (IPM).Beide Arten erzeugen Magnetfluss durch die Permanentmagnete, die am oder im Inneren des Rotors befestigt sind.

SPM-Motoren haben Magnete an der Außenseite der Rotoroberfläche befestigt.Die geschwächte mechanische Festigkeit beschränkt die maximale sichere mechanische Drehzahl des MotorsDarüber hinaus weisen diese Motoren eine sehr begrenzte magnetische Schärfe auf (Ld ≈ Lq).

Induktivitätswerte, gemessen an den Rotorenden, sind unabhängig von der Rotorposition konsistent.auf der magnetischen Drehmomentkomponente zur Erzeugung von Drehmoment.

Im Gegensatz zu ihren SPM-Gegenstücken macht die Lage der Permanentmagnete die IPM-Motoren mechanisch sehr gut.mit einer Breite von mehr als 20 mm,Diese Motoren sind auch durch ihr relativ hohes Magnet-Ausfallverhältnis (Lq > Ld) gekennzeichnet.Ein IPM-Motor ist in der Lage, Drehmoment zu erzeugen, indem er sowohl die magnetischen als auch die Widerstandsdrehmomentkomponenten des Motors nutzt..

Selbsterkennung gegenüber geschlossenem Kreislauf

Jüngste Fortschritte in der Antriebstechnologie ermöglichen es Standard-Akkuantrieben, die Motormagnetposition zu "selbstdetektieren" und zu verfolgen.Durch bestimmte Routinen, kennt der Antrieb die genaue Position des Motormagneten, indem er die A/B-Kanäle verfolgt und Fehler beim Z-Kanal korrigiert.Die genaue Position des Magneten zu kennen, ermöglicht eine optimale Drehmomentproduktion, was zu einer optimalen Effizienz führt.

Flussschwäche/Verstärkung von PM-Motoren

Der Fluss in einem Permanentmagnetmotor wird von den Magneten erzeugt.Erhöhung oder Intensivierung des Flussfeldes ermöglicht es dem Motor, temporär die Drehmomentproduktion zu erhöhenDas abgeschwächte Magnetfeld begrenzt die Drehmomentproduktion, reduziert aber die Rückspannung.Die reduzierte Back-EMF-Spannung befreit die Spannung, um den Motor bei höheren Ausgangsgeschwindigkeiten zu drängenBeide Betriebsarten erfordern zusätzlichen Motorstrom. Die von der Motorsteuerung bereitgestellte Richtung des Motorstroms über die d-Achse bestimmt die gewünschte Wirkung.

Der Permanentmagnet-Synchromotor weist folgende Eigenschaften auf:

1Der Nennwirkungsgrad ist 2% bis 5% höher als bei normalen asynchronen Motoren.

2Der Wirkungsgrad steigt mit zunehmender Last rasch, wenn sich die Last zwischen 25% und 120% ändert, bleibt der Wirkungsgrad hoch.Der hocheffiziente Betriebsbereich ist viel größer als bei gewöhnlichen asynchronen Motoren- Leichtlast, variabler Last und Volllast haben alle erhebliche Energieeinsparungseffekte;

3Leistungsfaktoren von 0,95 und mehr, keine Reaktionskompensation erforderlich;

4Der Leistungsfaktor wird erheblich verbessert. Im Vergleich zu asynchronen Motoren wird der Laufstrom um mehr als 10% reduziert.Energieeinsparungen von etwa 1% erzielt werden können.

5. Niedriger Temperaturanstieg, hohe Leistungsdichte: 20K niedriger als drei-phasiger asynchroner Motortemperaturanstieg, der Konstruktionstemperaturanstieg ist derselbe und kann in ein kleineres Volumen umgewandelt werden,Einsparung effektiverer Materialien;

6. hohes Startdrehmoment und hohe Überlastkapazität: je nach Anforderungen kann es mit hohem Startdrehmoment (3-5mal) und hoher Überlastkapazität konstruiert werden;

7Es wird ein System zur Steuerung der Drehzahl mit variabler Frequenz verwendet, das bei der dynamischen Reaktion besser ist als bei asynchronen Motoren.

8Die Montageabmessungen sind dieselben wie bei den derzeit weit verbreiteten asynchronen Motoren, und die Konstruktion und Auswahl sind sehr praktisch.

9. Aufgrund der Erhöhung des Leistungsfaktors wird die Sichtleistung des Stromversorgungssystemtransformators stark reduziert, was die Leistung des Transformators verbessert,und kann auch die Kosten für das Systemkabel erheblich senken (neues Projekt);

Ein paar kleine Probleme, die beim Motor leicht übersehen werden:

1Warum kann man in Plateau-Gebieten keine allgemeinen Motoren einsetzen?

Die Höhe hat negative Auswirkungen auf die Motortemperaturerhöhung, die Motorkorona (Hochspannungsmotor) und die Kommutation des Gleichspannungsmotors.

(1) Je höher die Höhe, desto höher der Temperaturanstieg des Motors und desto geringer die Ausgangsleistung.wenn die Temperatur mit dem Anstieg der Höhe abnimmt, um den Einfluss der Höhe auf den Temperaturanstieg auszugleichen, kann die Nennleistung des Motors unverändert bleiben;

(2) Anti-Corona-Maßnahmen sollten ergriffen werden, wenn der Hochspannungsmotor auf dem Plateau verwendet wird;

(3) Die Höhe ist nicht gut für den Wechsel des Gleichstrommotors, so daß man bei der Auswahl der Carbon-Bürsteaufbereitung aufpassen muß.

2Warum ist der Motor nicht für den Betrieb mit leichter Last geeignet?

Wenn der Motor mit geringer Last läuft, verursacht er:

(1) Der Leistungsfaktor des Motors ist gering;

(2) Die Motoreffizienz ist gering.

(3) Es wird zu Verschwendung der Ausrüstung und zu einem unwirtschaftlichen Betrieb führen.

3Warum kann der Motor nicht in einer kalten Umgebung starten?

Übermäßiger Einsatz des Motors bei niedrigen Temperaturen verursacht:

(1) Motorisolierungsspalten;

(2) Lagerfettfrißt;

(3) Das Lötpulver der Drahtverbindung ist Pulver.

Daher sollte der Motor erwärmt und in einer kalten Umgebung gelagert werden, und die Wicklungen und Lager sollten vor dem Betrieb überprüft werden.

4Warum kann ein 60Hz-Motor keine 50Hz-Stromversorgung verwenden?

Bei der Konstruktion des Motors arbeitet die Siliziumstahlplatte im Allgemeinen im Sättigungsbereich der Magnetisierungskurve.Die Verringerung der Frequenz erhöht den magnetischen Fluss und den Anregungsstrom., was zu einer Erhöhung des Motorstroms und des Kupferverbrauchs führt, was schließlich zu einer Erhöhung des Temperaturanstiegs des Motors führt.Der Motor kann durch Überhitzung der Spule verbrannt werden..

5.Weichstart des Motors

Der weiche Start hat eine begrenzte Energieeinsparungseffekt, kann aber die Auswirkungen des Starts auf das Stromnetz reduzieren und auch einen reibungslosen Start zum Schutz des Motorgeräts erreichen.Nach der Theorie der EnergieerhaltungDurch den Hinzufügen eines relativ komplexen Steuerkreislaufs spart ein Weichstart nicht nur keine Energie, sondern erhöht auch den Energieverbrauch.Aber es kann den Startstrom des Stromkreises reduzieren und eine Schutzrolle spielen.

10Bei der Errichtung des neuen Projekts werden alle Antriebssysteme mit permanenten Magneten aus synchronen Motoren ausgestattet.und das Projekt nach Inbetriebnahme weiterhin Energieeinsparungsvorteile erzielen kann;

Im allgemeinen Industriezweig wird durch den Austausch von niedrigspannenden, 380/660/1140 V hocheffizienten asynchronen Motoren ein Energieeinsparung von 5% bis 30% erzielt.und die hocheffizienten Asynchronmotoren mit hoher Spannung ((6kV/10kV), spart das System 2% bis 10%.