Bantlı Konveyör İçin Endüstriyel Üç Fazlı AC Motor PMSM Düşük Başlangıç ​​Akımı

Sabit Mıknatıslı Motor ile Asenkron Motor Arasındaki Farklar

01. Rotor Yapısı

Asenkron motor: Rotor, bir demir çekirdek ve bir sargıdan oluşur, esas olarak sincap kafesli ve tel sargılı rotorlardır.Bir sincap kafesli rotor, alüminyum çubuklarla dökülmüştür.Statoru kesen alüminyum çubuğun manyetik alanı rotoru çalıştırır.

PMSM Motoru: Kalıcı mıknatıslar, rotorun manyetik kutuplarına gömülüdür ve aynı fazın manyetik kutuplarının farklı itmeleri çekmesi ilkesine göre statorda üretilen dönen manyetik alan tarafından döndürülmek üzere tahrik edilir.

02. Verimlilik

Asenkron motorlar: Belirli bir miktarda enerji kaybı, motor reaktif akımı ve düşük güç faktörü ile sonuçlanan şebeke uyarımından akımı emme ihtiyacı.

PMSM Motor: Manyetik alan kalıcı mıknatıslar tarafından sağlanır, rotorun heyecan verici akıma ihtiyacı yoktur ve motor verimliliği artırılır.

03. Hacim ve Ağırlık

Yüksek performanslı sabit mıknatıslı malzemelerin kullanılması, sabit mıknatıslı senkron motorların hava boşluğu manyetik alanını asenkron motorlardan daha büyük hale getirir.Asenkron motorlara kıyasla boyut ve ağırlık azaltılmıştır.Asenkron motorlardan bir veya iki kasa daha küçük olacaktır.

04. Motor Başlangıç ​​Akımı

Asenkron motor: Doğrudan güç frekansı elektriği ile başlatılır ve başlangıç ​​akımı büyüktür, bu da anma akımının 5 ila 7 katına ulaşabilir, bu da elektrik şebekesi üzerinde anında büyük bir etkiye sahiptir.Büyük başlatma akımı, stator sargısının kaçak direnci voltaj düşüşünün artmasına neden olur ve başlatma torku küçüktür, bu nedenle ağır hizmet başlatma elde edilemez.Sürücü kullanılsa bile, yalnızca nominal çıkış akımı aralığında çalışabilir.

PMSM Motoru: Redüktörün nominal çıkış gereksinimlerinden yoksun olan özel bir kontrolör tarafından çalıştırılır.Gerçek başlangıç ​​akımı küçüktür, akım yüke göre kademeli olarak artar ve başlangıç ​​torku büyüktür.

05. Güç Faktörü

Asenkron motorların güç faktörü düşüktür, elektrik şebekesinden büyük miktarda reaktif akım emmeleri gerekir, asenkron motorların büyük başlangıç ​​akımı elektrik şebekesi üzerinde kısa süreli bir etkiye neden olur ve uzun süreli kullanım belirli hasarlara neden olur. elektrik şebekesi ekipmanına ve transformatörlere.Güç şebekesinin kalitesini sağlamak ve ekipman kullanım maliyetini artırmak için güç kompanzasyon birimleri eklemek ve reaktif güç kompanzasyonu yapmak gereklidir.

Kalıcı mıknatıslı senkron motorun rotorunda indüklenen akım yoktur ve motorun güç faktörü yüksektir, bu da güç şebekesinin kalite faktörünü artırır ve bir kompansatör takma ihtiyacını ortadan kaldırır.

06. Bakım

Asenkron motor + redüktör yapısı, titreşim, ısı, yüksek arıza oranı, büyük yağ tüketimi ve yüksek manuel bakım maliyeti üretecektir;belirli aksama süresi kayıplarına neden olacaktır.

Üç fazlı Kalıcı mıknatıslı senkron motor, ekipmanı doğrudan çalıştırır.Redüktör ortadan kaldırıldığı için motor çıkış hızı düşüktür, mekanik gürültü düşüktür, mekanik titreşim küçüktür ve arıza oranı düşüktür.Tahrik sisteminin tamamı neredeyse bakım gerektirmez.

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.

Tıbbi Ekipman: PMAC motorları, yüksek tork yoğunluğu, hassas kontrol ve düşük gürültü seviyeleri sundukları MRI makineleri gibi tıbbi ekipmanlarda kullanılır.Bu makinelerde hareketli parçaları tahrik eden motorlarda sıklıkla kullanılırlar.

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.

IPM (Dahili Kalıcı Mıknatıs) Motor Özellikleri

Yüksek tork ve yüksek verimlilik
Manyetik torka ek olarak relüktans torku kullanılarak yüksek tork ve yüksek çıkış elde edilir.

Enerji tasarrufu sağlayan çalışma
Geleneksel SPM motorlara kıyasla %30'a kadar daha az güç tüketir.

Yüksek hızlı dönüş
Vektör kontrolünü kullanarak iki tür torku kontrol ederek yüksek hızlı motor dönüşüne yanıt verebilir.

Emniyet
Kalıcı mıknatıs gömülü olduğu için, bir SPM'den farklı olarak mıknatıs merkezkaç kuvveti nedeniyle ayrılmayacağından mekanik güvenlik iyileştirilir.

SPM yerine neden bir IPM motoru seçmelisiniz?

1. Manyetik torka ek olarak relüktans torku kullanılarak yüksek tork elde edilir.

2. IPM motorları, geleneksel elektrik motorlarına kıyasla %30'a kadar daha az güç tüketir.

3. Bir SPM'den farklı olarak, mıknatıs merkezkaç kuvveti nedeniyle ayrılmayacağından mekanik güvenlik iyileştirilir.

4. Vektör kontrolünü kullanarak iki tür torku kontrol ederek yüksek hızlı motor dönüşüne yanıt verebilir.

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.

Direkler ve motor dişlisi

Bir motorun kutupları, stator ve rotor üzerindeki kuzey-güney manyetik noktalarıdır.PMACM'lerde, bu kutuplar rotorda kalıcıdır ve dönüş oluşturmak için statorda değiştirilir.Kalıcı mıknatısların çekiminin ve itmesinin sürekli olarak üstesinden gelinmesinin, rotor eğirme sırasında istenmeyen sarsıntıya neden olduğu, motor dişlisi olarak bilinen bir olgu meydana gelebilir.Vurma genellikle motor çalıştırıldığında meydana gelir ve titreşimlere, gürültüye ve düzensiz dönüşe neden olabilir.Bir PMACM'deki kutup sayısını artırmak, tork dalgalanması etkisinin yanı sıra bu sorunun da azaltılmasına yardımcı olur.Bu nedenle PMACM'ler tipik olarak asenkron motorlardan daha fazla kutba sahiptir, bu da benzer dönüş hızlarına ulaşmak için daha yüksek bir giriş frekansına ihtiyaç duyduklarını düşündürür.

Bir sabit mıknatıslı senkron motoru çalıştırmanın, doğrudan başlatma, kendinden kaplinli dekompresyonlu başlatma, Y-Δ dekompresyonlu başlatma, yumuşak başlatma, invertör başlatma vb. dahil olmak üzere birçok yolu vardır. Peki, aralarındaki fark nedir?

1. Şebeke kapasitesi ve yük tam voltajla doğrudan başlatmaya izin verdiğinde, tam voltajla doğrudan başlatma düşünülebilir.Avantajları, rahat kullanım ve kontrol, basit bakım ve yüksek ekonomidir.Esas olarak küçük güçlü motorları çalıştırmak için kullanılır.

2. Otomatik şanzıman, basıncı azaltmak için otomatik şanzımanın çoklu dokunuşunu kullanarak başlar; bu, yalnızca farklı yüklerin ihtiyaçlarını karşılayamaz, aynı zamanda başlangıç ​​torku da daha büyük olacaktır.Bir dekompresyon yolverme yöntemidir ve genellikle yüksek kapasiteli motorları yolvermek için kullanılır.

3. Y-Δ normal şekilde çalışmaya başlar.Sincap kafesli asenkron motor sarılı ve delta statora bağlanmıştır.Stator çalıştırma sırasında bir yıldıza sarılırsa ve çalıştırma sonrasında deltaya bağlanırsa, başlatma akımı azaltılabilir ve elektrik şebekesi üzerindeki etki hafifletilebilir.Bu başlatma modu, bir yıldız-üçgen dekompresyon başlangıcı veya yıldız-üçgen başlatma (Y-üçgen başlatma) olarak anılır.Yüksüz veya hafif yüklü çalıştırma için uygundur.Diğer herhangi bir dekompresyon başlatıcı ile karşılaştırıldığında, en basit yapıya sahiptir ve aynı zamanda daha ucuzdur.Ayrıca yıldız-üçgen yol verme modunun başka bir avantajı vardır, yani sabit mıknatıslı senkron motor, yük hafifken yıldız bağlantılı modda çalıştırılabilir.Bu sırada, nominal tork ve yük eşleştirilebilir, böylece motorun verimliliği artar ve güç tüketiminden tasarruf edilir.

4. Kontrollü başlatıcı, motorun voltaj düzenleme başlangıcını gerçekleştirmek için silikon kontrollü doğrultucunun faz kayması voltaj düzenleme prensibini benimser.Esas olarak, iyi bir başlangıç ​​etkisi ve yüksek maliyet ile sabit mıknatıslı senkron motorların kontrolünü başlatmak için kullanılır.

5. Frekans dönüştürücü, modern motor kontrolü alanında en yüksek teknik içeriğe, en eksiksiz kontrol işlevlerine ve en iyi kontrol etkisine sahip bir motor kontrol cihazıdır.Güç şebekesinin frekansını değiştirerek sabit mıknatıslı senkron motorun hızını ve torkunu ayarlar ve esas olarak hız regülasyonu ve yüksek hız kontrolü için yüksek gereksinimler gerektiren alanlarda kullanılır.

Dekompresyon başlangıcı, yaygın bir yıldız-üçgen başlangıcı, dezavantajı, başlangıç ​​torkunun küçük olması, yalnızca yüksüz veya hafif yüklü başlatma için uygun olmasıdır.Avantajı ucuz olmasıdır.Yumuşak başlangıç, başlangıç ​​ekipmanının başlangıç ​​zamanını ve ilk torkunu ayarlayabilir, yumuşak bir başlangıç ​​ve yumuşak bir duruş gerçekleştirebilir ve başlangıç ​​akımını sınırlayabilirsiniz, fiyat orta düzeydedir.Frekans dönüştürme başlangıcı, ayarlanan süreye göre sorunsuz başlar ve ekipmanın ayarlanan frekansta çalışmasına izin verir, fiyat yüksektir.