I de senere årene har permanentmagnet-direktedrevne motorer gjort betydelige fremskritt og brukes hovedsakelig i lavhastighetsbelastninger, som båndtransportører, miksere, trådtrekkemaskiner og lavhastighetspumper, og erstatter elektromekaniske systemer som består av høyhastighetsmotorer og mekaniske reduksjonsmekanismer. Motorens hastighetsområde er vanligvis under 500 o/min. Permanentmagnet-direktedrevne motorer kan hovedsakelig deles inn i to strukturelle former: ekstern rotor og intern rotor. Permanentmagnet-direktedrevne motorer med ekstern rotor brukes hovedsakelig i båndtransportører.
Ved design og bruk av permanentmagnetiske direktedrevne motorer bør det bemerkes at permanentmagnetisk direktedrev ikke er egnet for spesielt lave utgangshastigheter. Når de fleste belastninger innenfor50 o/min drives av en direktedrevet motor. Hvis effekten forblir konstant, vil det resultere i et stort dreiemoment, noe som fører til høye motorkostnader og redusert effektivitet. Når effekt og hastighet bestemmes, er det nødvendig å sammenligne den økonomiske effektiviteten til kombinasjonen av direktedrevne motorer, motorer med høyere hastighet og gir (eller andre mekaniske strukturer som øker og senker hastigheten). For tiden tar vindturbiner over 15 MW og under 10 o/min gradvis i bruk en semi-direktedriftsordning, der de bruker gir for å øke motorhastigheten på riktig måte, redusere motorkostnadene og til slutt senke systemkostnadene. Det samme gjelder elektriske motorer. Når hastigheten er under 100 o/min, bør økonomiske hensyn derfor vurderes nøye, og en semi-direktedriftsordning kan velges.
Permanentmagnetiske direktedrevne motorer bruker vanligvis overflatemonterte permanentmagnetrotorer for å øke momenttettheten og redusere materialforbruket. På grunn av den lave rotasjonshastigheten og den lille sentrifugalkraften er det ikke nødvendig å bruke en innebygd permanentmagnetrotorstruktur. Vanligvis brukes trykkstenger, hylser i rustfritt stål og beskyttelseshylser i glassfiber for å fikse og beskytte rotorens permanentmagnet. Imidlertid bruker noen motorer med høye pålitelighetskrav, relativt små poltall eller høye vibrasjoner også innebygde permanentmagnetrotorstrukturer.
Lavhastighets direktedriftsmotoren drives av en frekvensomformer. Når poltallsdesignet når en øvre grense, vil ytterligere reduksjon i hastighet resultere i en lavere frekvens. Når frekvensen til frekvensomformeren er lav, reduseres PWM-ens arbeidssyklus, og bølgeformen er dårlig, noe som kan føre til svingninger og ustabil hastighet. Derfor er det også ganske vanskelig å kontrollere spesielt lavhastighets direktedriftsmotorer. For tiden bruker noen ultralavhastighetsmotorer et magnetfeltmodulasjonsskjema for å bruke en høyere drivfrekvens.
Lavhastighets permanentmagnet-direktedrevne motorer kan hovedsakelig være luftkjølte og væskekjølte. Luftkjøling bruker hovedsakelig IC416-kjølemetoden for uavhengige vifter, og væskekjøling kan være vannkjøling (IC71W), som kan bestemmes i henhold til forholdene på stedet. I væskekjølingsmodus kan varmebelastningen utformes høyere og strukturen mer kompakt, men man bør være oppmerksom på å øke tykkelsen på permanentmagneten for å forhindre overstrømsavmagnetisering.
For lavhastighets direktedrevne motorsystemer med krav til kontroll av hastighet og posisjonsnøyaktighet, er det nødvendig å legge til posisjonssensorer og ta i bruk en kontrollmetode med posisjonssensorer. I tillegg, når det er et høyt dreiemomentkrav under oppstart, er det også nødvendig med en kontrollmetode med en posisjonssensor.
Selv om bruk av permanentmagnet-direktedrevne motorer kan eliminere den opprinnelige reduksjonsmekanismen og redusere vedlikeholdskostnader, kan en urimelig design føre til høye kostnader for permanentmagnet-direktedrevne motorer og en reduksjon i systemeffektiviteten. Generelt sett kan økning av diameteren på permanentmagnet-direktedrevne motorer redusere kostnaden per dreiemomentenhet, slik at direktedrevne motorer kan lages til en stor skive med større diameter og kortere stabellengde. Det er imidlertid også begrensninger for økningen i diameter. En for stor diameter kan øke kostnadene for foringsrør og aksel, og selv de strukturelle materialene vil gradvis overstige kostnadene for effektive materialer. Så design av en direktedreven motor krever optimalisering av forholdet mellom lengde og diameter for å redusere motorens totale kostnad.
Til slutt vil jeg understreke at permanentmagnetiske direktedrevne motorer fortsatt er frekvensomformerdrevne motorer. Motorens effektfaktor påvirker strømmen på utgangssiden av frekvensomformeren. Så lenge den er innenfor frekvensomformerens kapasitetsområde, har effektfaktoren liten innvirkning på ytelsen og vil ikke påvirke effektfaktoren på nettsiden. Derfor bør motorens effektfaktordesign strebe etter å sikre at direktedrevne motorer opererer i MTPA-modus, som genererer maksimalt dreiemoment med minimal strøm. Den viktigste årsaken er at frekvensen til direktedrevne motorer generelt er lav, og jerntapet er mye lavere enn kobbertapet. Bruk av MTPA-metoden kan minimere kobbertapet. Teknikere bør ikke la seg påvirke av tradisjonelle netttilkoblede asynkronmotorer, og det er ikke noe grunnlag for å bedømme motorens effektivitet basert på strømstyrken på motorsiden.
Anhui Mingteng Permanent-Magnetic Machinery & Electrical Equipment Co., Ltd er en moderne høyteknologisk bedrift som integrerer forskning og utvikling, produksjon, salg og service av permanentmagnetmotorer. Produktutvalget og spesifikasjonene er komplette. Blant disse er lavhastighets direktedrevne permanentmagnetmotorer (7,5–500 o/min) mye brukt i industrielle belastninger som vifter, båndtransportører, stempelpumper og møller innen sement, byggematerialer, kullgruver, petroleum, metallurgi og andre industrier, med gode driftsforhold.
Publisert: 18. januar 2024