Med utviklingen av sjeldne jordarters permanentmagnetmaterialer på 1970-tallet, kom sjeldne jordarters permanentmagnetmotorer til. Permanente magnetmotorer bruker sjeldne jordartsmagneter for eksitasjon, og permanente magneter kan generere permanente magnetiske felt etter magnetisering. Eksiteringsytelsen er utmerket, og den er overlegen elektriske magnetiseringsmotorer når det gjelder stabilitet, kvalitet og tapsreduksjon, noe som har rystet det tradisjonelle motormarkedet.

De siste årene, med den raske utviklingen av moderne vitenskap og teknologi, har ytelsen og teknologien til elektromagnetiske materialer, spesielt elektromagnetiske materialer av sjeldne jordarter, gradvis blitt forbedret. Sammen med den raske utviklingen av kraftelektronikk, kraftoverføringsteknologi og automatisk kontrollteknologi, blir ytelsen til synkronmotorer med permanent magnet stadig bedre.

Videre har permanentmagnet synkronmotorer fordelene med lav vekt, enkel struktur, liten størrelse, gode egenskaper og høy effekttetthet. Mange vitenskapelige forskningsinstitusjoner og bedrifter driver aktivt forskning og utvikling av synkronmotorer med permanent magnet, og deres bruksområde vil bli utvidet ytterligere.

1. Utviklingsgrunnlag for permanent magnet synkronmotor

a. Anvendelse av høyytelses permanentmagnetmaterialer av sjeldne jordarter

Sjeldne jordarters permanentmagnetmaterialer har gått gjennom tre stadier: SmCo5, Sm2Co17 og Nd2Fe14B. For tiden har permanentmagnetmaterialer representert av NdFeB blitt den mest brukte typen sjeldne jordarters permanentmagnetmaterialer på grunn av deres utmerkede magnetiske egenskaper. Utviklingen av permanentmagnetmaterialer har drevet utviklingen av permanentmagnetmotorer.

Sammenlignet med den tradisjonelle trefasede induksjonsmotoren med elektrisk eksitasjon, erstatter permanentmagneten den elektriske eksitasjonspolen, forenkler strukturen, eliminerer sleperingen og børsten til rotoren, realiserer den børsteløse strukturen og reduserer størrelsen på rotoren. Dette forbedrer krafttettheten, dreiemomenttettheten og arbeidseffektiviteten til motoren, og gjør motoren mindre og lettere, utvider bruksområdet ytterligere og fremmer utviklingen av elektriske motorer mot høyere effekt.

b. Anvendelse av ny kontrollteori

De siste årene har kontrollalgoritmer utviklet seg raskt. Blant dem har vektorkontrollalgoritmer løst drivstrategiproblemet til AC-motorer i prinsippet, noe som gjør at AC-motorer har god kontrollytelse. Fremveksten av direkte dreiemomentkontroll gjør kontrollstrukturen enklere, og har egenskapene til sterk kretsytelse for parameterendringer og rask dreiemoment dynamisk responshastighet. Indirekte dreiemomentkontrollteknologi løser problemet med stor dreiemomentpulsering av direkte dreiemoment ved lav hastighet, og forbedrer hastigheten og kontrollnøyaktigheten til motoren.

c. Anvendelse av kraftelektroniske enheter og prosessorer med høy ytelse

Moderne kraftelektronikkteknologi er et viktig grensesnitt mellom informasjonsindustrien og tradisjonell industri, og en bro mellom svak strøm og kontrollert sterk strøm. Utviklingen av kraftelektronikkteknologi muliggjør realisering av drivkontrollstrategier.

På 1970-tallet dukket det opp en serie vekselrettere for generell bruk, som kunne konvertere industriell frekvenseffekt til variabel frekvenseffekt med kontinuerlig justerbar frekvens, og dermed skape forutsetninger for variabel frekvenshastighetsregulering av vekselstrøm. Disse omformerne har myk startevne etter at frekvensen er satt, og frekvensen kan stige fra null til den innstilte frekvensen med en viss hastighet, og den stigende hastigheten kan kontinuerlig justeres innenfor et bredt område, og løser startproblemet til synkronmotorer.

2. Utviklingsstatus for permanentmagnet synkronmotorer i inn- og utland

Den første motoren i historien var en permanentmagnetmotor. På den tiden var ytelsen til permanentmagnetmaterialer relativt dårlig, og tvangskraften og remanensen til permanente magneter var for lav, så de ble snart erstattet av elektriske eksitasjonsmotorer.

På 1970-tallet hadde sjeldne jordarters permanentmagnetmaterialer representert av NdFeB stor tvangskraft, remanens, sterk avmagnetiseringsevne og stort magnetisk energiprodukt, noe som fikk høyeffekts permanentmagnetsynkronmotorer til å dukke opp på historiens scene. Nå blir forskningen på permanentmagnet synkronmotorer mer og mer moden, og utvikler seg mot høy hastighet, høyt dreiemoment, høy effekt og høy effektivitet.

I løpet av de siste årene, med den sterke investeringen fra innenlandske forskere og regjeringen, har synkronmotorer med permanent magnet utviklet seg raskt. Med utviklingen av mikrodatamaskinteknologi og automatisk kontrollteknologi, har permanentmagnet synkronmotorer blitt mye brukt på forskjellige felt. På grunn av utviklingen i samfunnet har folks krav til permanentmagnet synkronmotorer blitt strengere, noe som får permanentmagnetmotorer til å utvikle seg mot et større hastighetsreguleringsområde og høyere presisjonskontroll. På grunn av forbedringen av dagens produksjonsprosesser, har høyytelses permanentmagnetmaterialer blitt videreutviklet. Dette reduserer kostnadene betraktelig og bruker dem gradvis på ulike områder av livet.

3. Nåværende teknologi

en. Permanent magnet synkronmotordesignteknologi

Sammenlignet med vanlige elektriske magnetiseringsmotorer har permanentmagnetsynkronmotorer ingen elektriske eksitasjonsviklinger, samleringer og eksitasjonsskap, noe som i stor grad forbedrer ikke bare stabilitet og pålitelighet, men også effektiviteten.

Blant dem har innebygde permanentmagnetmotorer fordelene med høy effektivitet, høy effektfaktor, høy enhetseffekttetthet, sterk, svak magnetisk hastighetsutvidelsesevne og rask dynamisk responshastighet, noe som gjør dem til et ideelt valg for å drive motorer.

Permanente magneter gir hele det magnetiske eksitasjonsfeltet til permanentmagnetmotorer, og tannhjul vil øke vibrasjonen og støyen til motoren under drift. For høyt kuggingsmoment vil påvirke lavhastighetsytelsen til motorhastighetskontrollsystemet og høypresisjonsposisjoneringen av posisjonskontrollsystemet. Derfor, når du designer motoren, bør tannhjulet reduseres så mye som mulig gjennom motoroptimalisering.

I følge forskning inkluderer de generelle metodene for å redusere tannhjulsmomentet endring av polbuekoeffisienten, redusering av spaltebredden til statoren, matching av skjevsporet og polsporet, endring av posisjon, størrelse og form på magnetpolen, etc. Imidlertid , bør det bemerkes at når du reduserer tannhjulsmomentet, kan det påvirke annen ytelse til motoren, slik som at det elektromagnetiske dreiemomentet kan reduseres tilsvarende. Derfor, når du designer, bør ulike faktorer balanseres så mye som mulig for å oppnå best motorytelse.

b. Permanent magnet synkronmotor simuleringsteknologi

Tilstedeværelsen av permanente magneter i permanentmagnetmotorer gjør det vanskelig for designere å beregne parametere, for eksempel utformingen av tomgangslekkasjeflukskoeffisient og polbuekoeffisient. Vanligvis brukes endelig elementanalyseprogramvare til å beregne og optimalisere parametrene til permanentmagnetmotorer. Programvare for finittelementanalyse kan beregne motorparametere veldig nøyaktig, og det er veldig pålitelig å bruke det til å analysere effekten av motorparametere på ytelsen.

Beregningsmetoden for finite element gjør det enklere, raskere og mer nøyaktig for oss å beregne og analysere det elektromagnetiske feltet til motorer. Dette er en numerisk metode utviklet på grunnlag av differansemetoden og har vært mye brukt innen naturvitenskap og ingeniørfag. Bruk matematiske metoder for å diskretisere noen kontinuerlige løsningsdomener i grupper av enheter, og interpoler deretter i hver enhet. På denne måten dannes en lineær interpolasjonsfunksjon, det vil si at en omtrentlig funksjon simuleres og analyseres ved hjelp av endelige elementer, som lar oss intuitivt observere retningen til magnetiske feltlinjer og fordelingen av magnetisk flukstetthet inne i motoren.

c. Permanent magnet synkron motorkontrollteknologi

Forbedring av ytelsen til motordrivsystemer er også av stor betydning for utviklingen av det industrielle kontrollfeltet. Det gjør at systemet kan drives med den beste ytelsen. Dens grunnleggende egenskaper gjenspeiles i lav hastighet, spesielt ved rask oppstart, statisk akselerasjon, etc., kan den gi et stort dreiemoment; og når du kjører i høy hastighet, kan den oppnå konstant krafthastighetskontroll i et bredt område. Tabell 1 sammenligner ytelsen til flere hovedmotorer.

Som det fremgår av tabell 1, har permanentmagnetmotorer god pålitelighet, bredt hastighetsområde og høy effektivitet. Kombinert med tilsvarende kontrollmetode kan hele motorsystemet oppnå best ytelse. Derfor er det nødvendig å velge en passende kontrollalgoritme for å oppnå effektiv hastighetsregulering, slik at motordrivsystemet kan operere i et relativt bredt hastighetsreguleringsområde og konstant effektområde.

Vektorkontrollmetoden er mye brukt i hastighetskontrollalgoritmen for permanent magnetmotor. Den har fordelene med bredt hastighetsreguleringsområde, høy effektivitet, høy pålitelighet, god stabilitet og gode økonomiske fordeler. Den er mye brukt i motordrift, jernbanetransport og maskinverktøyservo. På grunn av forskjellig bruk er den nåværende vektorkontrollstrategien som er tatt i bruk også annerledes.

4. Kjennetegn på permanent magnet synkron motor

Den permanentmagnetiske synkronmotoren har en enkel struktur, lavt tap og høy effektfaktor. Sammenlignet med den elektriske eksitasjonsmotoren, fordi det ikke er børster, kommutatorer og andre enheter, kreves det ingen reaktiv eksitasjonsstrøm, så statorstrømmen og motstandstapet er mindre, effektiviteten er høyere, eksitasjonsmomentet er større og kontrollytelsen. er bedre. Det er imidlertid ulemper som høye kostnader og vanskeligheter med å starte. På grunn av bruken av kontrollteknologi i motorer, spesielt bruken av vektorkontrollsystemer, kan permanentmagnetsynkronmotorer oppnå hastighetsregulering med stort område, rask dynamisk respons og høypresisjonsposisjonskontroll, slik at permanentmagnetsynkronmotorer vil tiltrekke flere mennesker til å utføre omfattende forskning.

5. Tekniske egenskaper av Anhui Mingteng permanent magnet synkron motor

en. Motoren har høy effektfaktor og høy kvalitetsfaktor på strømnettet. Ingen effektfaktorkompensator er nødvendig, og kapasiteten til nettstasjonsutstyret kan utnyttes fullt ut;

b. Permanentmagnetmotoren begeistres av permanentmagneter og fungerer synkront. Det er ingen hastighetspulsering, og rørledningsmotstanden økes ikke ved kjøring av vifter og pumper;

c. Permanentmagnetmotoren kan utformes med høyt startmoment (mer enn 3 ganger) og høy overbelastningskapasitet etter behov, og løser dermed Fenomenet "stor hest som trekker liten vogn";

d. Den reaktive strømmen til en vanlig asynkronmotor er vanligvis omtrent 0,5-0,7 ganger av merkestrømmen. Mingteng permanent magnet synkronmotor trenger ikke eksitasjonsstrøm. Den reaktive strømmen til permanentmagnetmotor og asynkronmotor er omtrent 50% forskjellig, og den faktiske driftsstrømmen er omtrent 15% lavere enn for asynkronmotor;

e. Motoren kan utformes for å starte direkte, og de eksterne installasjonsdimensjonene er de samme som de for tiden mye brukte asynkronmotorer, som fullt ut kan erstatte asynkronmotorer;

f. Å legge til en sjåfør kan oppnå myk start, myk stopp og trinnløs hastighetsregulering, med god dynamisk respons og ytterligere forbedret strømsparende effekt;

g. Motoren har mange topologiske strukturer, som direkte oppfyller de grunnleggende kravene til mekanisk utstyr i et bredt spekter og under ekstreme forhold;

h. For å forbedre systemeffektiviteten, forkorte overføringskjeden og redusere vedlikeholdskostnadene, kan høy- og lavhastighets direktedrevne permanentmagnet-synkronmotorer designes og produseres for å møte de høyere kravene til brukere.

Anhui Mingteng Permanent-Magnetic Machinery & Electrical Equipment Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/) ble etablert i 2007. Det er en høyteknologisk bedrift som spesialiserer seg på forskning og utvikling, produksjon og salg av ultrahøyeffektive permanentmagnet-synkronmotorer. Selskapet bruker moderne motordesignteori, profesjonell designprogramvare og egenutviklet permanentmagnetmotordesignprogram for å simulere det elektromagnetiske feltet, væskefeltet, temperaturfeltet, spenningsfeltet osv. til permanentmagnetmotoren, optimalisere magnetkretsstrukturen, forbedre energieffektivitetsnivået til motoren, og fundamentalt sikre pålitelig bruk av permanentmagnetmotoren.

Copyright: Denne artikkelen er et opptrykk av det offentlige WeChat-nummeret "Motor Alliance", den originale lenkenhttps://mp.weixin.qq.com/s/tROOKT3pQwZtnHJT4Ji0Cg

Denne artikkelen representerer ikke vårt selskaps synspunkter. Hvis du har ulike meninger eller synspunkter, vennligst korriger oss!