Hafif Nadir Toprak Mıknatıslı Motor, Küçük 6 Kutuplu Senkron Motor

PMACM'lerin tanımlayıcı özelliği - rotorlarındaki kalıcı mıknatıslar - stator sargılarının dönen manyetik alanı (RMF) tarafından etkileniyor ve dönme hareketine itiliyor.Bu, daha fazla akım gerektiren manyetik kuvvetin rotor mahfazasında indüklenmesi veya üretilmesi gereken diğer rotorlardan bir sapmadır.Bu, rotorun manyetik alanı kalıcı olduğundan ve üretimi için bir güç kaynağına ihtiyaç duymadığından, PMACM'lerin genellikle endüksiyon motorlarından daha verimli olduğu anlamına gelir.Bu aynı zamanda, bu motorlar tarafından üretilen torku yumuşatan bir kontrol sistemi olan bir değişken frekanslı sürücünün (VFD veya PM sürücüsü) çalışması gerektiği anlamına gelir.PM sürücüsü, rotor dönüşünün belirli aşamalarında stator sargılarına giden akımı açıp kapatarak aynı anda torku ve akımı kontrol eder ve bu verileri rotor konumunu ve dolayısıyla şaft çıkışının hızını hesaplamak için kullanır.Dönme hızları RMF'nin hızıyla eşleştiği için senkron makinelerdir.Bu makineler nispeten yenidir ve hala optimize edilmektedir, bu nedenle herhangi bir PMACM'nin özel çalışması şimdilik esasen her tasarıma özgüdür.

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

Neden sabit mıknatıslı ac motorları seçmelisiniz?

Kalıcı mıknatıslı AC (PMAC) motorlar, diğer motor türlerine göre çeşitli avantajlar sunar:

Yüksek Verimlilik: PMAC motorları, rotor bakır kayıplarının olmaması ve azaltılmış sargı kayıpları nedeniyle oldukça verimlidir.%97'ye varan verimlilik elde edebilirler ve bu da önemli ölçüde enerji tasarrufu sağlar.

Yüksek Güç Yoğunluğu: PMAC motorları, diğer motor türlerine kıyasla daha yüksek güç yoğunluğuna sahiptir, bu da birim boyut ve ağırlık başına daha fazla güç üretebilecekleri anlamına gelir.Bu, onları alanın sınırlı olduğu uygulamalar için ideal hale getirir.

Yüksek Tork Yoğunluğu: PMAC motorları yüksek tork yoğunluğuna sahiptir, bu da boyut ve ağırlık birimi başına daha fazla tork üretebilecekleri anlamına gelir.Bu, onları yüksek torkun gerekli olduğu uygulamalar için ideal hale getirir.

Azaltılmış Bakım: PMAC motorlarında fırça bulunmadığından, diğer motor türlerine göre daha az bakım gerektirir ve daha uzun ömürlüdür.

Geliştirilmiş Kontrol: PMAC motorları, diğer motor tiplerine kıyasla daha iyi hız ve tork kontrolüne sahiptir, bu da onları hassas kontrolün gerekli olduğu uygulamalar için ideal kılar.

Çevre Dostu: PMAC motorları, geri dönüşümü daha kolay olan ve diğer motor türlerine göre daha az atık üreten nadir toprak metalleri kullandıkları için diğer motor türlerine göre daha çevre dostudur.

Genel olarak, PMAC motorlarının avantajları, onları elektrikli araçlar, endüstriyel makineler ve yenilenebilir enerji sistemleri dahil olmak üzere çok çeşitli uygulamalar için mükemmel bir seçim haline getiriyor.

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.

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 kontrolörü tarafından sağlanan d ekseni boyunca motor akımının yönü, istenen etkiyi belirler.

Sabit mıknatıslı senkron motor aşağıdaki özelliklere sahiptir:

1. Nominal verim, normal asenkron motorlardan %2 ila %5 daha yüksektir;

2. Yükün artmasıyla verim hızla yükselir.Yük %25 ile %120 aralığında değiştiğinde yüksek verim sağlar.Yüksek verimli çalışma aralığı, sıradan asenkron motorlarınkinden çok daha yüksektir.Hafif yük, değişken yük ve tam yükün tümü önemli enerji tasarrufu etkilerine sahiptir;

3. Güç faktörleri 0,95'e kadar ve üzerinde, reaktif kompanzasyon gerekmez;

4. Güç faktörü büyük ölçüde geliştirildi.Asenkron motorlarla karşılaştırıldığında, çalışma akımı %10'dan fazla azalır.İşletme akımı ve sistem kayıplarındaki azalma nedeniyle, yaklaşık %1 oranında enerji tasarrufu etkileri elde edilebilir.

5. Düşük sıcaklık artışı, yüksek güç yoğunluğu: üç fazlı asenkron motor sıcaklık artışından 20K daha düşük, tasarım sıcaklık artışı aynıdır ve daha küçük bir hacme dönüştürülerek daha etkili malzemelerden tasarruf edilebilir;

6. Yüksek başlangıç ​​torku ve yüksek aşırı yük kapasitesi: gereksinimlere göre, yüksek başlangıç ​​torku (3-5 kat) ve yüksek aşırı yük kapasitesi ile tasarlanabilir;

7. Dinamik tepkide daha iyi ve asenkron motorlardan daha iyi olan değişken frekanslı hız kontrol sistemi kullanılır.

8. Montaj boyutları şu anda yaygın olarak kullanılan asenkron motorlarla aynıdır ve tasarım ve seçim çok uygundur.

9. Güç faktöründeki artış nedeniyle, güç kaynağı sistemi trafosunun görsel gücü büyük ölçüde azalır, bu da trafonun güç kaynağı kapasitesini artırır ve sistem kablosunun maliyetini de büyük ölçüde azaltabilir (yeni proje);

Motorla ilgili kolayca gözden kaçan birkaç küçük sorun:

1. Genel motorlar neden yayla alanlarında kullanılamaz?

Rakımın motor sıcaklık artışı, motor koronası (yüksek voltajlı motor) ve DC motorun komütasyonunda olumsuz etkileri vardır.Aşağıdaki üç hususa dikkat edilmelidir:

(1) Rakım ne kadar yüksek olursa, motorun sıcaklık artışı o kadar yüksek ve çıkış gücü o kadar düşük olur.Ancak, yüksekliğin sıcaklık artışı üzerindeki etkisini telafi etmeye yetecek kadar yükseklik artışıyla birlikte sıcaklık düştüğünde, motorun nominal çıkış gücü değişmeden kalabilir;

(2) Yaylada yüksek voltajlı motor kullanıldığında korona önleyici tedbirler alınmalı;

(3) Rakım, DC motorun komütasyonuna uygun değildir, bu nedenle karbon fırça malzemelerinin seçimine dikkat edin.

2. Motor neden hafif yük işletimi için uygun değil?

Motor hafif yükte çalıştığında şunlara neden olur:

(1) Motorun güç faktörü düşüktür;

(2) Motor verimi düşüktür.

(3) Ekipman israfına ve ekonomik olmayan çalışmaya neden olur.

3. Motor neden soğuk bir ortamda çalışmıyor?

Motorun düşük sıcaklıktaki bir ortamda aşırı kullanılması şunlara neden olur:

(1) Motor izolasyon çatlakları;

(2) Yatak yağı donar;

(3) Tel bağlantısının lehim tozu toz haline getirilir.

Bu nedenle motor ısıtılıp soğuk bir ortamda muhafaza edilmeli ve çalıştırmadan önce sargılar ve yataklar kontrol edilmelidir.

4. 60Hz motor neden 50Hz güç kaynağı kullanamıyor?

Motor tasarlanırken, silikon çelik sac genellikle mıknatıslanma eğrisinin doyma bölgesinde çalışır.Güç kaynağı voltajı sabit olduğunda, frekansın düşürülmesi manyetik akıyı ve uyarma akımını artıracak, bu da motor akımında ve bakır tüketiminde bir artışa neden olacak ve bu da sonunda motorun sıcaklık artışında bir artışa yol açacaktır.Şiddetli durumlarda, bobinin aşırı ısınması nedeniyle motor yanabilir.

5.Motor yumuşak başlatma

Yumuşak başlatma, sınırlı bir enerji tasarrufu etkisine sahiptir, ancak başlatmanın elektrik şebekesi üzerindeki etkisini azaltabilir ve ayrıca motor ünitesini korumak için sorunsuz bir başlatma sağlayabilir.Enerji tasarrufu teorisine göre, nispeten karmaşık bir kontrol devresinin eklenmesi nedeniyle, yumuşak başlatma yalnızca enerji tasarrufu sağlamakla kalmaz, aynı zamanda enerji tüketimini de artırır.Ancak devrenin başlangıç ​​akımını azaltabilir ve koruyucu bir rol oynayabilir.

10. Yeni proje inşa edildiğinde, tüm sürücü sistemleri kalıcı mıknatıslı senkron motorlar kullanır, proje yatırımı temel olarak asenkron motorların kullanımıyla aynıdır ve proje devreye alındıktan sonra enerji tasarrufu faydaları elde etmeye devam edebilir. operasyon;

Genel sanayi sektöründe, düşük voltajlı (380/660/1140V) yüksek verimli asenkron motorların değiştirilmesiyle sistem %5 ila %30 enerji tasarrufu sağlar ve yüksek voltajlı (6kV/10kV) yüksek verimli asenkron motorlar , sistem %2 ila %10 arasında tasarruf sağlar.