V posledních letech dosáhly motory s přímým pohonem s permanentními magnety významného pokroku a používají se hlavně u nízkorychlostních zátěží, jako jsou pásové dopravníky, míchačky, tažné stroje na dráty a nízkorychlostní čerpadla, a nahrazují elektromechanické systémy složené z vysokorychlostních motorů a mechanických redukčních mechanismů. Rozsah otáček motoru je obecně pod 500 ot/min. Motory s přímým pohonem s permanentními magnety lze rozdělit do dvou konstrukčních forem: s vnějším rotorem a vnitřním rotorem. Přímý pohon s permanentními magnety s vnějším rotorem se používá hlavně u pásových dopravníků.
Při návrhu a aplikaci motorů s přímým pohonem s permanentními magnety je třeba poznamenat, že přímý pohon s permanentními magnety není vhodný pro obzvláště nízké výstupní otáčky. Pokud je většina zátěží v5Pokud jsou větrné turbíny s otáčkami 0 ot./min poháněny motorem s přímým pohonem, pokud výkon zůstane konstantní, bude to mít za následek velký točivý moment, což povede k vysokým nákladům na motor a snížené účinnosti. Při určování výkonu a otáček je nutné porovnat ekonomickou efektivitu kombinace motorů s přímým pohonem, motorů s vyššími otáčkami a převodovek (nebo jiných mechanických struktur zvyšujících a snižujících otáčky). V současné době větrné turbíny s výkonem nad 15 MW a pod 10 ot./min postupně zavádějí schéma polopřímého pohonu, které využívá převodovky k odpovídajícímu zvýšení otáček motoru, snížení nákladů na motor a v konečném důsledku i k nižším nákladům na systém. Totéž platí pro elektromotory. Proto je třeba při otáčkách pod 100 ot./min pečlivě zvážit ekonomické aspekty a zvolit schéma polopřímého pohonu.
Motory s permanentními magnety s přímým pohonem obecně používají rotory s permanentními magnety montované na povrch, aby se zvýšila hustota točivého momentu a snížila spotřeba materiálu. Vzhledem k nízkým otáčkám a malé odstředivé síle není nutné používat vestavěnou konstrukci rotoru s permanentními magnety. K upevnění a ochraně permanentního magnetu rotoru se obvykle používají přítlačné tyče, pouzdra z nerezové oceli a ochranná pouzdra ze skelných vláken. Některé motory s vysokými požadavky na spolehlivost, relativně malým počtem pólů nebo vysokými vibracemi však také používají vestavěné konstrukce rotoru s permanentními magnety.
Nízkorychlostní motor s přímým pohonem je poháněn frekvenčním měničem. Když počet pólů dosáhne horní hranice, další snížení otáček povede k nižší frekvenci. Pokud je frekvence frekvenčního měniče nízká, snižuje se pracovní cyklus PWM a tvar vlny je špatný, což může vést ke kolísání a nestabilní rychlosti. Řízení zejména nízkorychlostních motorů s přímým pohonem je proto poměrně obtížné. V současné době některé ultranízkorychlostní motory používají schéma modulace magnetického pole pro použití vyšší řídicí frekvence.
Nízkootáčkové motory s permanentními magnety s přímým pohonem mohou být chlazeny převážně vzduchem a kapalinou. Chlazení vzduchem využívá převážně chladicí metodu IC416 s nezávislými ventilátory a kapalinové chlazení může být vodní (IC71W), což lze určit podle podmínek na místě. V režimu kapalinového chlazení lze tepelné zatížení navrhnout vyšší a konstrukci kompaktnější, ale je třeba věnovat pozornost zvětšení tloušťky permanentního magnetu, aby se zabránilo demagnetizaci v důsledku nadměrného proudu.
U nízkorychlostních motorových systémů s přímým pohonem s požadavky na řízení otáček a přesnosti polohy je nutné přidat snímače polohy a zvolit metodu řízení s těmito snímači. Kromě toho, pokud je během spouštění požadován vysoký točivý moment, je nutná také metoda řízení se snímačem polohy.
Přestože použití motorů s přímým pohonem s permanentními magnety může eliminovat původní redukční mechanismus a snížit náklady na údržbu, nepřiměřená konstrukce může vést k vysokým nákladům na motory s přímým pohonem s permanentními magnety a ke snížení účinnosti systému. Obecně řečeno, zvětšení průměru motorů s přímým pohonem s permanentními magnety může snížit náklady na jednotku točivého momentu, takže motory s přímým pohonem lze vyrobit do velkého disku s větším průměrem a kratší délkou svazku. Existují však také omezení pro zvětšení průměru. Příliš velký průměr může zvýšit náklady na pouzdro a hřídel a dokonce i konstrukční materiály postupně překročí náklady na účinné materiály. Proto konstrukce motoru s přímým pohonem vyžaduje optimalizaci poměru délky k průměru, aby se snížily celkové náklady na motor.
Závěrem bych rád zdůraznil, že motory s permanentním magnetem a přímým pohonem jsou stále motory poháněné frekvenčním měničem. Účiník motoru ovlivňuje proud na výstupní straně frekvenčního měniče. Pokud je v rozsahu výkonu frekvenčního měniče, má účiník malý vliv na výkon a neovlivní účiník na straně sítě. Proto by návrh účiníku motoru měl usilovat o zajištění toho, aby motor s přímým pohonem pracoval v režimu MTPA, který generuje maximální točivý moment s minimálním proudem. Důležitým důvodem je, že frekvence motorů s přímým pohonem je obecně nízká a ztráty v železe jsou mnohem nižší než ztráty v mědi. Použití metody MTPA může minimalizovat ztráty v mědi. Technici by se neměli nechat ovlivnit tradičními asynchronními motory připojenými k síti a neexistuje žádný základ pro posuzování účinnosti motoru na základě velikosti proudu na straně motoru.
Společnost Anhui Mingteng Permanent-Magnetic Machinery &Electrical Equipment Co., Ltd. je moderní high-tech podnik, který integruje výzkum a vývoj, výrobu, prodej a servis motorů s permanentními magnety. Nabídka produktů a specifikací je kompletní. Mezi nimi jsou nízkorychlostní motory s permanentními magnety a přímým pohonem (7,5–500 ot./min.) široce používané v průmyslových zařízeních, jako jsou ventilátory, pásové dopravníky, pístová čerpadla a mlýny v cementárnách, stavebních materiálech, uhelných dolech, ropě, hutnictví a dalších průmyslových odvětvích, s dobrými provozními podmínkami.
Čas zveřejnění: 18. ledna 2024