Ce este un motor AC sincron cu magnet permanent fără pierderi de excitație?

dezvoltarea industriei și dinamica pieței:
Odată cu creșterea cererii pentru motoare de înaltă eficiență și economisire a energiei, ponderea motoarelor sincrone cu magnet permanenți pe piața motoarelor s-a extins treptat, iar perspectivele de dezvoltare ale industriilor conexe au primit atenție. De exemplu, în automatizarea industrială, electrocasnice, tranzitul feroviar și în alte domenii, aplicarea motoarelor sincrone cu magnet permanenți este din ce în ce mai extinsă, ceea ce a promovat dezvoltarea și modernizarea industriei.
Importanța resurselor de pământuri rare în fabricarea motoarelor sincrone cu magnet permanenți a devenit din ce în ce mai proeminentă, China, ca țară bogată în resurse de pământuri rare, are anumite avantaje în dezvoltarea industriei motoarelor sincrone cu magnet permanenți, iar dezvoltarea industriilor conexe are a atras și atenția.

 

Definiție și principiu
Un motor sincron cu magnet permanent (PMSM) este un motor sincron care generează un câmp magnetic rotativ sincron excitat de un magnet permanent. Înfășurarea statorului va genera un câmp magnetic rotativ după curentul alternativ trifazat, iar rotorul este compus din magneți permanenți, bazându-se pe câmpul magnetic generat de magnetul permanent pentru a interacționa cu câmpul magnetic rotativ al statorului, astfel încât rotorul motorului se rotește sincron cu câmpul magnetic rotativ al statorului.
Principiul său de funcționare se bazează pe legea inducției electromagnetice și pe principiul interacțiunii câmpului magnetic. Există un cuplu electromagnetic între câmpul magnetic rotativ generat de curentul statorului și câmpul magnetic permanent al rotorului. Cuplul conduce rotorul motorului să se rotească, iar viteza rotorului este strict sincronizată cu cea a câmpului magnetic rotativ al statorului.

 

Caracteristici structurale
Structura statorului este similară cu cea a motorului asincron trifazat obișnuit, care este compus din miezul statorului și înfășurarea statorului. Miezul statorului este de obicei realizat din tablă de oțel siliconată laminată pentru a reduce pierderea miezului. Înfășurarea statorului este o înfășurare trifazată, care este încorporată în fanta statorului conform anumitor reguli și este utilizată pentru a genera un câmp magnetic rotativ prin trecerea curentului alternat trifazat.
Structura rotorului este partea cheie a motorului sincron cu magnet permanent. Un magnet permanent este instalat pe rotor, iar materialul magnetului permanent este de obicei NdFeb (Nd-Fe-B) și alte materiale de înaltă performanță cu magnet permanenti. În conformitate cu diferitele metode de instalare a magneților permanenți pe rotor, acesta poate fi împărțit în rotor cu magnet permanent de suprafață și rotor cu magnet permanent încorporat. Magnetul permanent al rotorului cu magnet permanent de tip suprafață este instalat pe suprafața miezului rotorului, care este simplu ca structură și proces, dar magnetul permanent este ușor de interferat de câmpul magnetic extern; Magnetul permanent al rotorului cu magnet permanent încorporat este încorporat în miezul interior al rotorului, structura sa este relativ complexă, dar are caracteristici de circuit magnetic și proprietăți mecanice mai bune.

avantaj
Eficiență ridicată: Datorită utilizării excitației cu magnet permanent, nu este necesar un curent suplimentar de excitație, reducând pierderile de excitație și, în comparație cu motoarele asincrone tradiționale, are o eficiență mai mare în aceleași condiții de lucru. Acest lucru poate reduce semnificativ consumul de energie și poate economisi costurile de energie pentru echipamentele de funcționare pe termen lung.
Factor de putere mare: factorul de putere al motorului sincron cu magnet permanent poate fi aproape de 1, ceea ce înseamnă că atunci când rețeaua de alimentare este alimentată, puterea reactivă absorbită de motor din rețea este foarte mică, reducând sarcina de putere reactivă a rețelei. și îmbunătățirea calității alimentării cu energie electrică a rețelei.
Viteză de răspuns rapidă: răspunsul său cuplului este rapid și poate regla rapid viteza și cuplul în funcție de semnalul de control, care este potrivit pentru ocazii care necesită un control de înaltă precizie, cum ar fi liniile de producție automate industriale, roboții și alte domenii.
Structură compactă: Deoarece nu este nevoie de înfășurări de excitație și dispozitive de excitare aferente, structura generală a motorului este mai compactă și mai mică, ceea ce are mari avantaje în unele echipamente cu cerințe mari de spațiu.

Câmpul de aplicare
Domeniu industrial: utilizat pe scară largă în echipamentele de automatizare industrială, cum ar fi mașini-unelte CNC, mașini textile, mașini de imprimare etc. De exemplu, în mașinile-unelte CNC, motoarele sincrone cu magnet permanenți pot controla cu precizie viteza și poziția sculei, îmbunătățind prelucrarea. precizie.
Domeniul de transport: motoarele sincrone cu magnet permanent sunt utilizate pe scară largă ca motoare de conducere în vehicule electrice, trenuri electrice și alte vehicule de transport. Motorul sincron cu magnet permanent în vehiculul electric are avantajele unei eficiențe ridicate, economie de energie și caracteristici bune de cuplu, ceea ce poate îmbunătăți autonomia și performanța puterii vehiculului electric.
Aparate electrocasnice: Este, de asemenea, utilizat în aparatele de aer condiționat, frigidere, mașini de spălat și alte aparate electrocasnice. De exemplu, utilizarea motoarelor sincrone cu magnet permanent pentru compresoarele de aer condiționat poate îmbunătăți raportul de eficiență energetică a aparatelor de aer condiționat și poate reduce zgomotul de funcționare.
În al doilea rând, înțelegerea și situația reală a „fără pierderi”

 

În mod ideal, nicio pierdere
În circumstanțe ideale, dacă pierderea de fier (pierderea prin histerezis și pierderea curentului turbionar în miezul de fier) ​​și pierderea mecanică (pierderea prin frecare lagărului, pierderea rezistenței vântului etc.) din motor sunt ignorate, eficiența de conversie a energiei a magnetului permanent sincron. motorul poate fi aproape de 100% deoarece nu există pierderi de excitație, adică așa-numita „fără pierdere”. Aceasta se bazează pe ipoteza teoretică că, în această ipoteză, energia electrică introdusă în înfășurarea statorului este aproape complet convertită în energie mecanică de ieșire.
Condiția reală de pierdere
Pierderea fierului: în funcționarea efectivă, tabla de oțel cu siliciu din miezul statorului va produce pierderi de histerezis și pierderi de curent turbionar sub acțiunea câmpului magnetic alternativ. Pierderea de histerezis se datorează caracteristicilor de histerezis ale materialului miezului, ceea ce face ca domeniul magnetic din interiorul miezului să se răstoarne și să consume energie atunci când câmpul magnetic se modifică. Pierderea curenților turbionari este cauzată de curentul turbionar indus de câmpul magnetic alternativ din miez, care generează căldură pe rezistența miezului și consumă energie.
Pierdere mecanică: rotorul motorului în procesul de rotație, rulmentul va produce pierderi de frecare, în timp ce rotația motorului și aerul înconjurător există mișcare relativă, va produce pierderi de rezistență la vânt. Aceste pierderi mecanice reduc randamentul motorului.
Pierdere de pierdere: inclusiv pierderea cauzată de interacțiunea câmpurilor magnetice armonice de ordin înalt în stator și rotor și pierderea suplimentară cauzată de procesul de fabricație și de alți factori. Deși eficiența motoarelor sincrone cu magnet permanenți este relativ mare, aceste pierderi reale nu pot fi ignorate.
În al treilea rând, caracteristicile motorului AC sunt legate
Adaptabilitatea sursei de curent alternativ
Motorul sincron cu magnet permanent este un fel de motor de curent alternativ, acesta poate fi conectat direct la funcționarea de alimentare cu curent alternativ trifazat. În aplicațiile practice, este necesar să se potrivească sursa de alimentare AC corespunzătoare în funcție de tensiunea nominală și frecvența nominală a motorului. Este posibil ca diferitele scenarii de aplicare să fie necesare pentru a face ajustări corespunzătoare la sursa de alimentare cu curent alternativ, cum ar fi în unele ocazii industriale, când fluctuațiile de tensiune ale rețelei de alimentare sunt mari, poate fi necesar să utilizați un regulator de tensiune pentru a asigura funcționarea normală a motorului.
Comparație cu alte motoare AC
În comparație cu motoarele asincrone, așa cum am menționat mai devreme, motoarele sincrone cu magnet permanent au o eficiență mai mare, un factor de putere și alte avantaje. Motorul asincron are o structură simplă, cost redus și fiabilitate ridicată și este utilizat pe scară largă în unele ocazii în care cerințele de eficiență nu sunt deosebit de ridicate și costul este mai sensibil.
În comparație cu motorul sincron cu reluctanță, motorul sincron cu magnet permanent are o densitate mai mare a cuplului și poate produce un cuplu mai mare la același volum și putere. Motorul cu reluctanță sincronă depinde în principal de funcționarea cuplului de reluctanță, eficiența și performanța acestuia nu sunt la fel de bune ca motorul sincron cu magnet permanent în unele aspecte.