Fırçasız Dişlisiz Daimi Mıknatıslı Elektrik Motoru Düşük Gürültülü PMAC Elektrik Motoru

Hangi uygulamalarda PMSM motorları kullanılır?

‍

PMSM motorlarını kullanan sektörler arasında Metalurji, Seramik, Kauçuk, Petrol, Tekstil ve diğer pek çok sektör bulunmaktadır.PMSM motorları, değişken hızlı sürücü (VSD) uygulamalarının yanı sıra sabit voltaj ve frekans kaynağından senkron hızda çalışacak şekilde tasarlanabilir.Yüksek verimlilikleri ve güç ve tork yoğunlukları nedeniyle genellikle mikserler, öğütücüler, pompalar, fanlar, üfleyiciler, konveyörler gibi yüksek torklu uygulamalarda ve geleneksel olarak endüksiyon motorlarının bulunduğu endüstriyel uygulamalarda üstün bir seçimdir.

Nadir Toprak Daimi Mıknatıslı Motorların Avantajları

Yüksek verimlilik: Asenkron motorun verimlilik eğrisi genellikle nominal yükün %60'ının altına daha hızlı düşer ve hafif yükte verimlilik çok düşüktür.Nadir toprak sabit mıknatıslı motorun verimlilik eğrisi yüksek ve düzdür ve nominal yükün %20~%120'sinde yüksek verimlilik alanındadır.

Yüksek güç faktörü: Nadir toprak sabit mıknatıslı senkron motorun güç faktörünün ölçülen değeri, 1.0 sınır değerine yakındır.Güç faktörü eğrisi, verimlilik eğrisi kadar yüksek ve düzdür.Güç faktörü yüksektir.Alçak gerilim reaktif güç kompanzasyonu gerekli değildir ve güç dağıtım sistemi kapasitesinin tamamı kullanılır.

Stator akımı küçük: Rotorun uyarma akımı yoktur, reaktif güç azalır ve stator akımı önemli ölçüde azalır.Aynı kapasitedeki asenkron motora göre stator akım değeri %30 ile %50 arasında azaltılabilir.Aynı zamanda, stator akımı büyük ölçüde azaldığından, motor sıcaklık artışı azalır ve yatak gresi ve yatak ömrü uzar.

Yüksek adım dışı tork ve içeri çekme torku: Nadir toprak sabit mıknatıslı senkron motorlar, daha yüksek adım dışı torka ve içeri çekme torkuna sahiptir, bu da motorun daha yüksek yük kapasitesine sahip olmasını ve sorunsuz bir şekilde senkronizasyona çekilebilmesini sağlar.

Nadir Toprak Daimi Mıknatıslı Motorların Dezavantajları

Yüksek maliyet: Aynı spesifikasyona sahip asenkron motorla karşılaştırıldığında, stator ve rotor arasındaki hava boşluğu daha küçüktür ve her bileşenin işleme hassasiyeti yüksektir;rotor yapısı daha karmaşıktır ve nadir toprak manyetik çelik malzemenin fiyatı yüksektir;bu nedenle, asenkron motorlar için yaklaşık 2 kat yaygın olan motor üretim maliyeti yüksektir.

Tam güç çalıştırmada büyük etki: Tam basınçta çalıştırma sırasında senkron hız çok kısa sürede çekilebilir.Mekanik şok büyüktür.Başlangıç ​​akımı, anma akımının 10 katından fazladır.Güç kaynağı sistemi üzerindeki etki büyüktür ve büyük bir güç kaynağı sistemi kapasitesi gerektirir.

Nadir toprak mıknatıs çeliğinin manyetikliğini gidermek kolaydır: Kalıcı mıknatıs malzemesi titreşime, yüksek sıcaklığa ve aşırı yük akımına maruz kaldığında, manyetik geçirgenliği azalabilir veya kalıcı mıknatıs motorunun performansını azaltan manyetikliği giderme olayı meydana gelebilir.

PM motor yapıları
PM motor yapıları iki kategoriye ayrılabilir: iç ve yüzey.Her kategorinin kendi kategori alt kümesi vardır.Bir yüzey PM motoru, tasarımın sağlamlığını artırmak için mıknatıslarını rotorun yüzeyine yerleştirebilir veya rotor yüzeyine yerleştirebilir.Dahili sabit mıknatıslı motor konumlandırması ve tasarımı büyük ölçüde değişebilir.IPM motorunun mıknatısları, çekirdeğe yaklaştıkça büyük bir blok olarak yerleştirilebilir veya kademelendirilebilir.Başka bir yöntem de onları bir jant teli modeline gömmektir.

Yük ile PM motor endüktans değişimi
Tork oluşturmak için bir demir parçasına yalnızca çok fazla akı bağlanabilir.Sonunda, demir doygunluğa ulaşacak ve artık akışın bağlanmasına izin vermeyecektir.Sonuç, bir akı alanı tarafından alınan yolun endüktansında bir azalmadır.Bir PM makinesinde d-ekseni ve q-ekseni endüktans değerleri, yük akımındaki artışla birlikte azalacaktır.

Bir SPM motorunun d ve q ekseni endüktansları neredeyse aynıdır.Mıknatıs rotorun dışında olduğundan, q ekseninin endüktansı d ekseni endüktansı ile aynı oranda düşecektir.Ancak, bir IPM motorunun endüktansı farklı şekilde azalacaktır.Yine d ekseni endüktansı doğal olarak daha düşüktür çünkü mıknatıs akı yolundadır ve endüktif bir özellik oluşturmaz.Bu nedenle, d ekseninde doyurulacak daha az demir vardır, bu da q eksenine göre akıda önemli ölçüde daha düşük bir azalmaya neden olur.

PM motorlarının akı zayıflaması/yoğunlaştırılması
Sabit mıknatıslı bir motorda akı, mıknatıslar tarafından üretilir.Akı alanı, artırılabilen veya karşı çıkabilen belirli bir yolu takip eder.Akı alanını artırmak veya yoğunlaştırmak, motorun tork üretimini geçici olarak artırmasına izin verecektir.Akı alanına karşı koymak, motorun mevcut mıknatıs alanını geçersiz kılacaktır.Azaltılmış mıknatıs alanı, tork üretimini sınırlayacak, ancak ters emf voltajını azaltacaktır.Azaltılmış ters emf voltajı, motoru daha yüksek çıkış hızlarında çalışmaya itmek için voltajı serbest bırakır.Her iki çalışma türü de ek motor akımı gerektirir.Motor kontrolörü tarafından sağlanan d ekseni boyunca motor akımının yönü, istenen etkiyi belirler.

IPM'ye Karşı SPM

Sabit mıknatıslı bir motor (PM olarak da adlandırılır) iki ana kategoriye ayrılabilir: Dahili Daimi Mıknatıs (IPM) ve Yüzey Daimi Mıknatısı (SPM).Her iki tip de rotorun içine veya içine yapıştırılmış kalıcı mıknatıslar tarafından manyetik akı üretir.

SPM

YÜZEY KALICI Mıknatıs

Rotor çevresine kalıcı mıknatısların tutturulduğu bir motor tipi.

SPM motorlarının rotor yüzeyinin dışına yapıştırılmış mıknatısları vardır, mekanik güçleri IPM'den çok daha zayıftır.Zayıflamış mekanik güç, motorun maksimum güvenli mekanik hızını sınırlar.Ek olarak, bu motorlar çok sınırlı manyetik belirginlik (Ld ≈ Lq) sergiler.Rotor terminallerinde ölçülen endüktans değerleri, rotor konumundan bağımsız olarak tutarlıdır.Bire yakın belirginlik oranı nedeniyle, SPM motor tasarımları, tork üretmek için tamamen olmasa da önemli ölçüde manyetik tork bileşenine güvenir.

IPM

İÇ KALICI Mıknatıs

Kalıcı mıknatıslarla gömülü bir rotoru olan bir motor tipine IPM denir.

IPM motorlarında, rotorun kendisine gömülü kalıcı bir mıknatıs bulunur.SPM muadillerinin aksine, kalıcı mıknatısların konumu, IPM motorlarını mekanik olarak çok sağlam ve çok yüksek hızlarda çalışmaya uygun hale getirir.Bu motorlar ayrıca nispeten yüksek manyetik çıkıntı oranlarıyla (Lq > Ld) tanımlanır.Manyetik belirginlikleri nedeniyle, bir IPM motor, motorun hem manyetik hem de relüktans tork bileşenlerinden yararlanarak tork üretme yeteneğine sahiptir.

EMF ve Tork Denklemi

Senkron bir makinede, faz başına indüklenen ortalama EMF, senkron motorda dinamik indüklenen EMF olarak adlandırılır, her bir iletken tarafından devir başına kesilen akı Pϕ Weber

O halde bir devri tamamlamak için geçen süre 60/N sn'dir.

İletken başına indüklenen ortalama EMF şu şekilde hesaplanabilir:

( PϕN / 60 ) x Zph = ( PϕN / 60 ) x 2Tph

Burada Tph = Zph / 2

Bu nedenle, faz başına ortalama EMF,

= 4 x ϕ x Tph x PN/120 = 4ϕfTph

Tph = hayır.Faz başına seri bağlı dönüş sayısı

ϕ = Weber'de akı/kutup

P= hayır.kutupların

F= Hz olarak frekans

Zph= hayır.Faz başına seri bağlı iletkenlerin sayısı.= Zph/3

EMF denklemi statordaki bobinlere ve iletkenlere bağlıdır.Bu motor için dağıtım faktörü Kd ve hatve faktörü Kp de dikkate alınır.

Dolayısıyla, E = 4 x ϕ xfx Tph xKd x Kp

Sabit mıknatıslı senkron motorun tork denklemi şu şekilde verilir:

T = (3 x Eph x Iph x sinβ) / ωm

Nadir toprak sabit mıknatıslı motorların gelişme eğilimi

Nadir toprak sabit mıknatıslı motorlar, yüksek güce (yüksek hız, yüksek tork), yüksek işlevselliğe ve minyatürleştirmeye doğru gelişiyor ve sürekli olarak yeni motor çeşitlerini ve uygulama alanlarını genişletiyor ve uygulama beklentileri çok iyimser.İhtiyaçları karşılamak için, nadir toprak sabit mıknatıslı motorların tasarım ve üretim sürecinin hala sürekli olarak yenilenmesi gerekiyor, elektromanyetik yapı daha karmaşık olacak, hesaplama yapısı daha doğru olacak ve üretim süreci daha gelişmiş olacak ve uygulanabilir.