S vývojem materiálů s permanentními magnety vzácných zemin v 70. letech minulého století vznikly motory s permanentními magnety ze vzácných zemin. Motory s permanentními magnety používají k buzení permanentní magnety vzácných zemin a permanentní magnety mohou po magnetizaci generovat permanentní magnetická pole. Jeho výkon buzení je vynikající a je lepší než motory s elektrickým buzením, pokud jde o stabilitu, kvalitu a snížení ztrát, což otřáslo tradičním motorovým trhem.

V posledních letech, s rychlým rozvojem moderní vědy a techniky, se výkon a technologie elektromagnetických materiálů, zejména elektromagnetických materiálů vzácných zemin, postupně zlepšily. Ve spojení s rychlým vývojem výkonové elektroniky, technologie přenosu výkonu a technologie automatického řízení je výkon synchronních motorů s permanentními magnety stále lepší a lepší.

Kromě toho mají synchronní motory s permanentními magnety výhody nízké hmotnosti, jednoduché konstrukce, malých rozměrů, dobrých vlastností a vysoké hustoty výkonu. Mnoho vědeckovýzkumných institucí a podniků aktivně provádí výzkum a vývoj synchronních motorů s permanentními magnety a jejich aplikační oblasti se budou dále rozšiřovat.

1. Základy vývoje synchronního motoru s permanentními magnety

a. Aplikace vysoce výkonných materiálů s permanentními magnety vzácných zemin

Materiály s permanentními magnety vzácných zemin prošly třemi fázemi: SmCo5, Sm2Co17 a Nd2Fe14B. V současné době se materiály s permanentními magnety reprezentované NdFeB staly nejpoužívanějším typem materiálů s permanentními magnety vzácných zemin díky svým vynikajícím magnetickým vlastnostem. Vývoj materiálů s permanentními magnety vedl k vývoji motorů s permanentními magnety.

Ve srovnání s tradičním třífázovým indukčním motorem s elektrickým buzením permanentní magnet nahrazuje pól elektrického buzení, zjednodušuje konstrukci, odstraňuje sběrací kroužek a kartáč rotoru, realizuje bezkomutátorovou strukturu a zmenšuje velikost rotoru. To zlepšuje hustotu výkonu, hustotu točivého momentu a pracovní účinnost motoru a činí motor menším a lehčím, což dále rozšiřuje jeho aplikační pole a podporuje vývoj elektromotorů směrem k vyššímu výkonu.

b. Aplikace nové teorie řízení

V posledních letech se řídicí algoritmy rychle rozvíjely. Mezi nimi algoritmy vektorového řízení v zásadě vyřešily problém strategie řízení střídavých motorů, díky čemuž mají střídavé motory dobrý řídicí výkon. Vznik přímého řízení točivého momentu zjednodušuje řídicí strukturu a má vlastnosti silného výkonu obvodu pro změny parametrů a rychlé dynamické odezvy točivého momentu. Technologie nepřímého řízení točivého momentu řeší problém velké pulzace točivého momentu přímého točivého momentu při nízkých otáčkách a zlepšuje rychlost a přesnost řízení motoru.

c.Aplikace vysoce výkonných výkonových elektronických zařízení a procesorů

Moderní technologie výkonové elektroniky je důležitým rozhraním mezi informačním průmyslem a tradičními průmyslovými odvětvími a mostem mezi slabým proudem a řízeným silným proudem. Rozvoj technologie výkonové elektroniky umožňuje realizaci strategií řízení pohonu.

V 70. letech 20. století se objevila řada univerzálních měničů, které dokázaly převádět průmyslovou frekvenční energii na proměnnou frekvenční energii s plynule nastavitelnou frekvencí a tím vytvářet podmínky pro variabilní frekvenční regulaci rychlosti střídavého výkonu. Tyto měniče mají po nastavení frekvence možnost měkkého startu a frekvence může stoupat z nuly na nastavenou frekvenci určitou rychlostí a rychlost stoupání lze plynule upravovat v širokém rozsahu, čímž se řeší problém spouštění synchronních motorů.

2.Stav vývoje synchronních motorů s permanentními magnety u nás a v zahraničí

První motor v historii byl motor s permanentním magnetem. V té době byl výkon materiálů s permanentními magnety poměrně špatný a koercitivní síla a remanence permanentních magnetů byly příliš nízké, takže byly brzy nahrazeny elektrickými budicími motory.

V 70. letech 20. století měly materiály s permanentními magnety vzácných zemin reprezentované NdFeB velkou koercitivní sílu, remanenci, silnou demagnetizační schopnost a velký produkt magnetické energie, díky čemuž se na scéně dějin objevily vysoce výkonné synchronní motory s permanentními magnety. Nyní je výzkum synchronních motorů s permanentními magnety stále zralejší a vyvíjí se směrem k vysoké rychlosti, vysokému točivému momentu, vysokému výkonu a vysoké účinnosti.

V posledních letech, se silnými investicemi domácích vědců a vlády, se synchronní motory s permanentními magnety rychle rozvíjely. S rozvojem mikropočítačové technologie a technologie automatického řízení byly synchronní motory s permanentními magnety široce používány v různých oblastech. Vzhledem k pokroku společnosti se požadavky lidí na synchronní motory s permanentními magnety zpřísnily, což přimělo motory s permanentními magnety k vývoji směrem k většímu rozsahu regulace rychlosti a vyšší přesnosti řízení. Díky zdokonalování současných výrobních procesů byly dále vyvíjeny vysoce výkonné materiály s permanentními magnety. To značně snižuje jeho cenu a postupně jej aplikuje do různých oblastí života.

3. Současná technologie

A. Technologie konstrukce synchronního motoru s permanentním magnetem

Ve srovnání s běžnými elektrickými budicími motory nemají synchronní motory s permanentními magnety žádné elektrické budicí vinutí, kolektorové kroužky a budicí skříně, což výrazně zlepšuje nejen stabilitu a spolehlivost, ale také účinnost.

Mezi nimi mají vestavěné motory s permanentními magnety výhody vysoké účinnosti, vysokého účiníku, vysoké hustoty výkonu jednotky, silné schopnosti slabé magnetické expanze rychlosti a vysoké rychlosti dynamické odezvy, což z nich dělá ideální volbu pro pohon motorů.

Permanentní magnety zajišťují celé budicí magnetické pole motorů s permanentními magnety a ozubený moment zvýší vibrace a hluk motoru během provozu. Nadměrný moment ozubení ovlivní výkon systému řízení otáček motoru při nízkých otáčkách a vysoce přesné polohování systému řízení polohy. Proto by při návrhu motoru měl být co nejvíce snížen otočný moment pomocí optimalizace motoru.

Podle výzkumu zahrnují obecné metody pro snížení ozubeného momentu změnu koeficientu pólového oblouku, zmenšení šířky štěrbiny statoru, přizpůsobení šikmé štěrbiny a pólové štěrbiny, změnu polohy, velikosti a tvaru magnetického pólu atd. , je třeba poznamenat, že snížením momentu ozubení to může ovlivnit další výkon motoru, např. elektromagnetický moment se může odpovídajícím způsobem snížit. Proto by při navrhování měly být různé faktory co nejvíce vyváženy, aby bylo dosaženo nejlepšího výkonu motoru.

b. Technologie simulace synchronního motoru s permanentním magnetem

Přítomnost permanentních magnetů v motorech s permanentními magnety ztěžuje konstruktérům výpočet parametrů, jako je návrh koeficientu svodového toku naprázdno a koeficientu pólového oblouku. Obecně se software pro analýzu konečných prvků používá k výpočtu a optimalizaci parametrů motorů s permanentními magnety. Software pro analýzu konečných prvků dokáže velmi přesně vypočítat parametry motoru a je velmi spolehlivé jej použít k analýze vlivu parametrů motoru na výkon.

Metoda výpočtu konečných prvků nám usnadňuje, zrychluje a zpřesňuje výpočet a analýzu elektromagnetického pole motorů. Jedná se o numerickou metodu vyvinutou na základě rozdílové metody a je široce používána ve vědě a technice. Použijte matematické metody k diskretizaci některých domén spojitého řešení do skupin jednotek a poté interpolaci v každé jednotce. Tímto způsobem se vytvoří lineární interpolační funkce, to znamená, že se simuluje a analyzuje přibližná funkce pomocí konečných prvků, což nám umožňuje intuitivně sledovat směr magnetických siločar a rozložení hustoty magnetického toku uvnitř motoru.

c. Technologie řízení synchronního motoru s permanentními magnety

Zlepšení výkonu motorových pohonných systémů má také velký význam pro rozvoj oblasti průmyslového řízení. Umožňuje systému pracovat s nejlepším výkonem. Jeho základní vlastnosti se projevují v nízkých otáčkách, zejména při rychlém rozjezdu, statické akceleraci apod. dokáže vyvinout velký točivý moment; a při jízdě vysokou rychlostí může dosáhnout konstantního výkonu regulace otáček v širokém rozsahu. Tabulka 1 porovnává výkon několika hlavních motorů.

Jak je vidět z tabulky 1, motory s permanentními magnety mají dobrou spolehlivost, široký rozsah otáček a vysokou účinnost. V kombinaci s odpovídajícím způsobem ovládání může celý motorový systém dosáhnout nejlepšího výkonu. Proto je nutné zvolit vhodný řídicí algoritmus pro dosažení účinné regulace otáček, aby systém pohonu motoru mohl pracovat v relativně široké oblasti regulace otáček a konstantním rozsahu výkonu.

Metoda vektorového řízení je široce používána v algoritmu řízení rychlosti motoru s permanentními magnety. Má výhody širokého rozsahu regulace rychlosti, vysoké účinnosti, vysoké spolehlivosti, dobré stability a dobrých ekonomických výhod. Je široce používán v motorovém pohonu, železniční dopravě a servomotorech obráběcích strojů. V důsledku různého použití je současná přijatá strategie vektorového řízení také odlišná.

4.Charakteristiky synchronního motoru s permanentními magnety

Synchronní motor s permanentními magnety má jednoduchou konstrukci, nízké ztráty a vysoký účiník. Ve srovnání s elektrickým budicím motorem, protože zde nejsou žádné kartáče, komutátory a další zařízení, není vyžadován žádný jalový budicí proud, takže statorový proud a ztráta odporu jsou menší, účinnost je vyšší, budicí moment je větší a řídicí výkon je lepší. Existují však nevýhody, jako je vysoká cena a obtížné startování. Díky použití řídicí technologie v motorech, zejména aplikací vektorových řídicích systémů, mohou synchronní motory s permanentními magnety dosáhnout širokého rozsahu regulace rychlosti, rychlé dynamické odezvy a vysoce přesného polohování, takže synchronní motory s permanentními magnety přitahují více lidí k řízení. rozsáhlý výzkum.

5.Technické vlastnosti synchronního motoru s permanentními magnety Anhui Mingteng

A. Motor má vysoký účiník a vysoký činitel kvality elektrické sítě. Není potřeba žádný kompenzátor účiníku a kapacita zařízení rozvodny může být plně využita;

b. Motor s permanentními magnety je buzen permanentními magnety a pracuje synchronně. Nedochází k pulsaci otáček a při pohonu ventilátorů a čerpadel se nezvyšuje odpor potrubí;

C. Motor s permanentními magnety může být navržen s vysokým rozběhovým momentem (více než 3krát) a vysokou přetížitelností podle potřeby, čímž se řeší fenomén „velkého koně tahajícího malý vozík“;

d. Jalový proud běžného asynchronního motoru je obecně asi 0,5-0,7 násobek jmenovitého proudu. Synchronní motor Mingteng s permanentním magnetem nepotřebuje budicí proud. Jalový proud motoru s permanentním magnetem a asynchronního motoru se liší asi o 50 % a skutečný provozní proud je asi o 15 % nižší než u asynchronního motoru;

E. Motor může být navržen pro přímý start a vnější instalační rozměry jsou stejné jako u v současnosti hojně používaných asynchronních motorů, které mohou plně nahradit asynchronní motory;

F. Přidáním ovladače lze dosáhnout pozvolného rozběhu, pozvolného zastavení a plynulé regulace rychlosti s dobrou dynamickou odezvou a dále zlepšeným účinkem úspory energie;

G. Motor má mnoho topologických struktur, které přímo splňují základní požadavky na mechanická zařízení v širokém rozsahu a za extrémních podmínek;

h. Za účelem zlepšení účinnosti systému, zkrácení převodového řetězce a snížení nákladů na údržbu mohou být vysokorychlostní a nízkorychlostní synchronní motory s permanentním magnetem s přímým pohonem navrženy a vyrobeny tak, aby splňovaly vyšší požadavky uživatelů.

Anhui Mingteng Permanent-Magnetic Machinery&Electrical Equipment Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/) byla založena v roce 2007. Jedná se o high-tech společnost specializující se na výzkum a vývoj, výrobu a prodej ultra-vysoko účinných synchronních motorů s permanentními magnety. Společnost používá moderní teorii návrhu motoru, profesionální návrhářský software a vlastní program pro návrh motoru s permanentními magnety k simulaci elektromagnetického pole, pole kapalin, teplotního pole, napěťového pole atd. motoru s permanentními magnety, optimalizaci struktury magnetického obvodu, zlepšení úroveň energetické účinnosti motoru a zásadně zajišťují spolehlivé používání motoru s permanentními magnety.

Copyright: Tento článek je přetiskem veřejného čísla WeChat „Motor Alliance“, původního odkazuhttps://mp.weixin.qq.com/s/tROOkT3pQwZtnHJT4Ji0Cg

Tento článek nereprezentuje názory naší společnosti. Pokud máte jiné názory nebo pohledy, opravte nás!