4 Kutuplu PMAC Motoru

Kalıcı mıknatıslı AC (PMAC) motorlar, aşağıdakileri içeren geniş bir uygulama yelpazesine sahiptir:

Endüstriyel Makineler: PMAC motorları, pompalar, kompresörler, fanlar ve takım tezgahları gibi çeşitli endüstriyel makine uygulamalarında kullanılır.Yüksek verimlilik, yüksek güç yoğunluğu ve hassas kontrol sunarak bu uygulamalar için idealdirler.

Robotik: PMAC motorları, yüksek tork yoğunluğu, hassas kontrol ve yüksek verimlilik sundukları robotik ve otomasyon uygulamalarında kullanılır.Genellikle robotik kollarda, kıskaçlarda ve diğer hareket kontrol sistemlerinde kullanılırlar.

HVAC Sistemleri: PMAC motorları, yüksek verimlilik, hassas kontrol ve düşük gürültü seviyeleri sundukları ısıtma, havalandırma ve iklimlendirme (HVAC) sistemlerinde kullanılır.Bu sistemlerde genellikle fan ve pompalarda kullanılırlar.

Yenilenebilir Enerji Sistemleri: PMAC motorları, yüksek verimlilik, yüksek güç yoğunluğu ve hassas kontrol sundukları rüzgar türbinleri ve güneş izleyicileri gibi yenilenebilir enerji sistemlerinde kullanılır.Bu sistemlerde jeneratör ve takip sistemlerinde sıklıkla kullanılmaktadır.

SPM'ye karşı IPM

Bir PM motoru iki ana kategoriye ayrılabilir: yüzey kalıcı mıknatıslı motorlar (SPM) ve dahili sabit mıknatıslı motorlar (IPM).Motor tasarım tiplerinden hiçbiri rotor çubukları içermez.Her iki tip de rotorun içine veya içine yapıştırılmış kalıcı mıknatıslar tarafından manyetik akı üretir.

SPM motorlarında, rotor yüzeyinin dışına yapıştırılmış mıknatıslar bulunur.Bu mekanik montaj nedeniyle, mekanik dayanımları IPM motorlarından 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 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.

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 motor mıknatıs türleri

Şu anda elektrik motorları için kullanılan birkaç tür kalıcı mıknatıs malzemesi vardır.Her metal türünün avantajları ve dezavantajları vardır.

Kendi kendini algılamaya karşı kapalı çevrim operasyon

Sürücü teknolojisindeki son gelişmeler, standart AC sürücülerin motor mıknatıs konumunu "kendi kendine algılamasına" ve izlemesine olanak tanır.Bir kapalı döngü sistemi, performansı optimize etmek için tipik olarak z-pulse kanalını kullanır.Belirli rutinler aracılığıyla sürücü, A/B kanallarını izleyerek ve z-kanalı ile hataları düzelterek motor mıknatısının tam konumunu bilir.Mıknatısın tam konumunu bilmek optimum tork üretimine izin vererek optimum verimlilik sağlar.

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 c tarafından sağlanan d ekseni boyunca motor akımının yönüdenetleyici, istenen etkiyi belirler.

Nadir Toprak Daimi Mıknatıslı Motorların Avantajları

Yüksek verim: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, motorun daha yüksek yük kapasitesine sahip olmasını ve sorunsuz bir şekilde senkronizasyona çekilebilmesini sağlayan daha yüksek adım dışı torka ve çekme torkuna sahiptir.

Nadir Toprak Daimi Mıknatıslı Motorların Dezavantajları

Yüksek fiyat: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 başlangıcında büyük etki:Tam basınçta çalıştırıldığında 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 demanyetizasyon olayı meydana gelebilir.