Pateicoties to kompaktumam un augstajam griezes momenta blīvumam, pastāvīgo magnētu sinhronie motori tiek plaši izmantoti daudzos rūpnieciskos lietojumos, jo īpaši augstas veiktspējas piedziņas sistēmām, piemēram, zemūdens vilces sistēmām.Pastāvīgo magnētu sinhronajiem motoriem nav nepieciešams izmantot slīdgredzenus ierosināšanai, samazinot rotora apkopi un zudumus.Pastāvīgā magnēta sinhronie motori ir ļoti efektīvi un piemēroti augstas veiktspējas piedziņas sistēmām, piemēram, CNC darbgaldiem, robotikai un automatizētām ražošanas sistēmām rūpniecībā.
Parasti pastāvīgo magnētu sinhrono motoru projektēšanā un konstrukcijā ir jāņem vērā gan statora, gan rotora struktūra, lai iegūtu augstas veiktspējas motoru.
Pastāvīgā magnēta sinhronā motora uzbūve
Gaisa spraugas magnētiskās plūsmas blīvums:Nosaka saskaņā ar asinhrono motoru konstrukciju utt., Pastāvīgo magnētu rotoru konstrukciju un īpašu prasību izmantošanu statora tinumu pārslēgšanai.Turklāt tiek pieņemts, ka stators ir stators ar rievām.Gaisa spraugas plūsmas blīvumu ierobežo statora serdes piesātinājums.Jo īpaši maksimālās plūsmas blīvumu ierobežo zobrata zobu platums, savukārt statora aizmugure nosaka maksimālo kopējo plūsmu.
Turklāt pieļaujamais piesātinājuma līmenis ir atkarīgs no lietojuma.Parasti augstas efektivitātes motoriem ir mazāks plūsmas blīvums, savukārt motoriem, kas paredzēti maksimālajam griezes momenta blīvumam, ir lielāks plūsmas blīvums.Maksimālais gaisa spraugas plūsmas blīvums parasti ir diapazonā no 0,7 līdz 1,1 Tesla.Jāņem vērā, ka tas ir kopējais plūsmas blīvums, ti, rotora un statora plūsmu summa.Tas nozīmē, ka, ja armatūras reakcijas spēks ir mazs, tas nozīmē, ka izlīdzināšanas griezes moments ir augsts.
Tomēr, lai sasniegtu lielu pretestības griezes momenta ieguldījumu, statora reakcijas spēkam jābūt lielam.Mašīnas parametri rāda, ka, lai iegūtu izlīdzināšanas griezes momentu, galvenokārt ir nepieciešama liela m un maza induktivitāte L.Tas parasti ir piemērots darbībai zem bāzes ātruma, jo augsta induktivitāte samazina jaudas koeficientu.
Pastāvīgā magnēta materiāls:
Magnētiem ir svarīga loma daudzās ierīcēs, tādēļ šo materiālu veiktspējas uzlabošana ir ļoti svarīga, un šobrīd uzmanība tiek pievērsta materiāliem uz retzemju un pārejas metālu bāzes, kas var iegūt pastāvīgos magnētus ar augstām magnētiskajām īpašībām.Atkarībā no tehnoloģijas magnētiem ir dažādas magnētiskās un mehāniskās īpašības, un tiem ir atšķirīga izturība pret koroziju.
NdFeB (Nd2Fe14B) un Samarija kobalta (Sm1Co5 un Sm2Co17) magnēti ir vismodernākie mūsdienās pieejamie komerciālie pastāvīgo magnētu materiāli.Katrā retzemju magnētu klasē ir plašs šķirņu klāsts.NdFeB magnēti tika komercializēti 1980. gadu sākumā.Mūsdienās tos plaši izmanto daudzos dažādos lietojumos.Šī magnēta materiāla izmaksas (uz vienu enerģijas produktu) ir salīdzināmas ar ferīta magnētu izmaksām, un, rēķinot uz kilogramu, NdFeB magnēti maksā apmēram 10 līdz 20 reizes vairāk nekā ferīta magnēti.
Dažas svarīgas īpašības, ko izmanto pastāvīgo magnētu salīdzināšanai, ir šādas: remanence (Mr), kas mēra pastāvīgā magnēta magnētiskā lauka stiprumu, koercitīvais spēks (Hcj), materiāla spēja pretoties demagnetizācijai, enerģijas produkts (BHmax), blīvuma magnētiskā enerģija. ;Kirī temperatūra (TC), temperatūra, kurā materiāls zaudē savu magnētismu.Neodīma magnētiem ir augstāka remanence, augstāka koercivitāte un enerģijas produkts, bet parasti tie ir zemākas Kirī temperatūras tipa, neodīms darbojas ar terbiju un disproziju, lai saglabātu savas magnētiskās īpašības augstās temperatūrās.
Pastāvīgā magnēta sinhronā motora dizains
Pastāvīgā magnēta sinhronā motora (PMSM) konstrukcijā pastāvīgā magnēta rotora konstrukcija ir balstīta uz trīsfāzu asinhronā motora statora rāmi, nemainot statora un tinumu ģeometriju.Specifikācijās un ģeometrijā ietilpst: motora ātrums, frekvence, polu skaits, statora garums, iekšējais un ārējais diametrs, rotora spraugu skaits.PMSM dizains ietver vara zudumus, aizmugurējo EMF, dzelzs zudumus un pašinduktivitāti un savstarpējo induktivitāti, magnētisko plūsmu, statora pretestību utt.
Pašinduktivitātes un savstarpējās induktivitātes aprēķins:
Induktivitāti L var definēt kā plūsmas savienojuma attiecību pret plūsmu veidojošo strāvu I Henrija izteiksmē (H), kas vienāda ar Vēberu uz ampēru.Induktors ir ierīce, ko izmanto enerģijas uzglabāšanai magnētiskajā laukā, līdzīgi kā kondensators uzglabā enerģiju elektriskajā laukā.Induktori parasti sastāv no spolēm, kas parasti aptītas ap ferīta vai feromagnētisko serdi, un to induktivitātes vērtība ir saistīta tikai ar vadītāja fizisko struktūru un materiāla caurlaidību, caur kuru iet magnētiskā plūsma.
Darbības, lai atrastu induktivitāti, ir šādas:1. Pieņemsim, ka vadītājā ir strāva I.2. Izmantojiet Biota-Savarta likumu vai Ampera cilpas likumu (ja pieejams), lai noteiktu, vai B ir pietiekami simetrisks.3. Aprēķiniet kopējo plūsmu, kas savieno visas ķēdes.4. Reiziniet kopējo magnētisko plūsmu ar cilpu skaitu, lai iegūtu plūsmas savienojumu, un veiciet pastāvīgā magnēta sinhronā motora projektēšanu, novērtējot nepieciešamos parametrus.
Pētījumā konstatēts, ka NdFeB kā maiņstrāvas pastāvīgā magnēta rotora materiāla izmantošana palielināja gaisa spraugā radīto magnētisko plūsmu, kā rezultātā tika samazināts statora iekšējais rādiuss, savukārt statora iekšējais rādiuss, izmantojot samārija kobalta pastāvīgo rādiusu. magnēta rotora materiāls bija lielāks.Rezultāti liecina, ka efektīvais vara zudums NdFeB ir samazināts par 8,124%.Samārija kobaltam kā pastāvīgā magnēta materiālam magnētiskā plūsma būs sinusoidāla variācija.Parasti pastāvīgo magnētu sinhrono motoru projektēšanā un konstrukcijā ir jāņem vērā gan statora, gan rotora struktūra, lai iegūtu augstas veiktspējas motoru.
noslēgumā
Pastāvīgā magnēta sinhronais motors (PMSM) ir sinhronais motors, kas magnetizēšanai izmanto augstu magnētisko materiālu, un tam piemīt augstas efektivitātes, vienkāršas struktūras un vieglas vadības īpašības.Šim pastāvīgā magnēta sinhronajam motoram ir pielietojums vilces, automobiļu, robotikas un kosmosa tehnoloģijās.Pastāvīgo magnētu sinhrono motoru jaudas blīvums ir lielāks nekā tāda paša jaudas asinhronajiem motoriem, jo nav statora jaudas, kas paredzēta magnētiskā lauka ģenerēšanai..
Šobrīd PMSM projektēšanai nepieciešama ne tikai lielāka jauda, bet arī mazāka masa un mazāks inerces moments.
Publicēšanas laiks: 01.07.2022