Haruldaste muldmetallide püsimagnetmaterjalide väljatöötamisega 1970. aastatel tekkisid haruldaste muldmetallide püsimagnetitega mootorid. Püsimagnetmootorites kasutatakse ergastamiseks haruldaste muldmetallide püsimagneteid ja püsimagnetid võivad pärast magnetiseerimist tekitada püsimagnetvälju. Selle ergutusjõudlus on suurepärane ja see on stabiilsuse, kvaliteedi ja kadude vähendamise osas parem kui elektrilised ergutusmootorid, mis on traditsioonilist mootoriturgu raputanud.

Viimastel aastatel on kaasaegse teaduse ja tehnoloogia kiire arenguga järk-järgult paranenud elektromagnetiliste materjalide, eriti haruldaste muldmetallide elektromagnetiliste materjalide jõudlus ja tehnoloogia. Koos jõuelektroonika, jõuülekandetehnoloogia ja automaatjuhtimistehnoloogia kiire arenguga muutub püsimagnetitega sünkroonmootorite jõudlus aina paremaks.

Lisaks on püsimagnetitega sünkroonmootoritel eelised kerge kaal, lihtne struktuur, väiksus, head omadused ja suur võimsustihedus. Paljud teaduslikud uurimisasutused ja ettevõtted tegelevad aktiivselt püsimagnetitega sünkroonmootorite uurimis- ja arendustegevusega ning nende rakendusvaldkondi laiendatakse veelgi.

1. Püsimagneti sünkroonmootori arendamise alused

a. Suure jõudlusega haruldaste muldmetallide püsimagnetmaterjalide kasutamine

Haruldaste muldmetallide püsimagnetmaterjalid on läbinud kolm etappi: SmCo5, Sm2Co17 ja Nd2Fe14B. Praegu on NdFeB esindatud püsimagnetmaterjalidest saanud nende suurepäraste magnetiliste omaduste tõttu enimkasutatav haruldaste muldmetallide püsimagnetmaterjalide tüüp. Püsimagnetmaterjalide areng on ajendanud püsimagnetmootorite väljatöötamist.

Võrreldes traditsioonilise kolmefaasilise elektrilise ergutusmootoriga asünkroonmootoriga asendab püsimagnet elektrilise ergutuspooluse, lihtsustab konstruktsiooni, kõrvaldab rootori libisemisrõnga ja harja, realiseerib harjadeta struktuuri ja vähendab rootori suurust. See parandab mootori võimsustihedust, pöördemomendi tihedust ja tööefektiivsust ning muudab mootori väiksemaks ja kergemaks, laiendades veelgi selle rakendusala ja soodustades elektrimootorite arendamist suurema võimsuse suunas.

b.Uue kontrolliteooria rakendamine

Viimastel aastatel on juhtimisalgoritmid kiiresti arenenud. Nende hulgas on vektorjuhtimisalgoritmid põhimõtteliselt lahendanud vahelduvvoolumootorite juhtimisstrateegia probleemi, muutes vahelduvvoolumootoritel head juhtimisomadused. Otsese pöördemomendi juhtimise tekkimine muudab juhtimisstruktuuri lihtsamaks ja sellel on parameetrite muutmiseks ja kiire pöördemomendi dünaamilise reageerimise kiiruse tugevad vooluahela omadused. Kaudse pöördemomendi juhtimise tehnoloogia lahendab otsese pöördemomendi suure pöördemomendi pulseerimise probleemi madalal kiirusel ning parandab mootori kiirust ja juhtimise täpsust.

c. Suure jõudlusega jõuelektroonikaseadmete ja protsessorite rakendamine

Kaasaegne jõuelektroonika tehnoloogia on oluline liides infotööstuse ja traditsiooniliste tööstusharude vahel ning sild nõrga voolu ja juhitava tugeva voolu vahel. Jõuelektroonika tehnoloogia areng võimaldab realiseerida ajami juhtimisstrateegiaid.

1970. aastatel ilmus rida üldotstarbelisi invertereid, mis suutsid muuta tööstusliku sagedusega võimsuse pidevalt reguleeritava sagedusega muutuva sagedusega võimsuseks, luues nii tingimused vahelduvvoolu muutuva sagedusega kiiruse reguleerimiseks. Nendel inverteritel on pärast sageduse seadistamist pehme käivitamise võimalus ja sagedus võib teatud kiirusega tõusta nullist seatud sageduseni ning tõusukiirust saab pidevalt reguleerida laias vahemikus, lahendades sünkroonmootorite käivitusprobleemi.

2. Püsimagnetitega sünkroonmootorite arendusstaatus kodus ja välismaal

Ajaloo esimene mootor oli püsimagnetmootor. Sel ajal oli püsimagnetmaterjalide jõudlus suhteliselt kehv ning püsimagnetite sundjõud ja remanents liiga madal, mistõttu asendati need peagi elektriliste ergutusmootoritega.

1970. aastatel oli haruldaste muldmetallide püsimagnetmaterjalidel, mida esindab NdFeB, suur sunnijõud, remanents, tugev demagnetiseerimisvõime ja suur magnetiline energiatoode, mis pani ajaloolavale ilmuma suure võimsusega püsimagnetitega sünkroonmootorid. Nüüd on püsimagnetitega sünkroonmootorite uurimine muutumas üha küpsemaks ning areneb suure kiiruse, suure pöördemomendi, suure võimsuse ja suure tõhususe suunas.

Viimastel aastatel on kodumaiste teadlaste ja valitsuse tugeva investeeringuga püsimagnetitega sünkroonmootorid kiiresti arenenud. Mikroarvutitehnoloogia ja automaatjuhtimistehnoloogia arenguga on püsimagnetitega sünkroonmootoreid laialdaselt kasutatud erinevates valdkondades. Ühiskonna arengu tõttu on inimeste nõuded püsimagnetitega sünkroonmootoritele muutunud karmimaks, ajendades püsimagnetmootoreid arendama suurema kiiruse reguleerimise vahemiku ja suurema täpsusega juhtimise suunas. Seoses praeguste tootmisprotsesside täiustamisega on edasi arendatud suure jõudlusega püsimagnetmaterjale. See vähendab oluliselt selle maksumust ja rakendab seda järk-järgult erinevates eluvaldkondades.

3. Praegune tehnoloogia

a. Püsimagnetiga sünkroonmootori disainitehnoloogia

Võrreldes tavaliste elektriliste ergutusmootoritega ei ole püsimagnetitega sünkroonmootoritel elektrilisi ergutusmähiseid, kollektorirõngaid ja ergutuskappe, mis parandab oluliselt mitte ainult stabiilsust ja töökindlust, vaid ka efektiivsust.

Nende hulgas on sisseehitatud püsimagnetmootorite eelisteks kõrge kasutegur, suur võimsustegur, suur ühiku võimsustihedus, tugev nõrk magnetkiiruse laienemisvõime ja kiire dünaamilise reaktsioonikiirus, mistõttu on need mootorite juhtimiseks ideaalsed.

Püsimagnetid tagavad kogu püsimagnetmootorite ergastava magnetvälja ning pöördemoment suurendab mootori vibratsiooni ja müra töö ajal. Liigne pöördemoment mõjutab mootori kiiruse reguleerimise süsteemi madalatel pööretel töötamist ja asendijuhtimissüsteemi ülitäpset positsioneerimist. Seetõttu tuleks mootori projekteerimisel mootori optimeerimise kaudu vähendada pöördemomenti nii palju kui võimalik.

Uuringute kohaselt hõlmavad haardemomendi vähendamise üldmeetodid pooluse kaareteguri muutmist, staatori pilu laiuse vähendamist, kaldpilu ja pooluse pilu sobitamist, magnetpooluse asukoha, suuruse ja kuju muutmist jne. , tuleb märkida, et hammustusmomendi vähendamine võib mõjutada mootori muid jõudlust, näiteks võib elektromagnetiline pöördemoment vastavalt väheneda. Seetõttu tuleks projekteerimisel võimalikult palju tasakaalustada erinevaid tegureid, et saavutada parim mootori jõudlus.

b.püsimagnetiga sünkroonmootorite simulatsioonitehnoloogia

Püsimagnetite olemasolu püsimagnetmootorites raskendab projekteerijatel selliste parameetrite arvutamist, nagu koormuseta lekkevoo koefitsient ja pooluskaare koefitsient. Üldjuhul kasutatakse püsimagnetmootorite parameetrite arvutamiseks ja optimeerimiseks lõplike elementide analüüsi tarkvara. Lõplike elementide analüüsi tarkvara suudab mootori parameetreid väga täpselt välja arvutada ning selle abil on väga usaldusväärne analüüsida mootoriparameetrite mõju jõudlusele.

Lõplike elementide arvutusmeetod muudab meil mootorite elektromagnetvälja arvutamise ja analüüsimise lihtsamaks, kiiremaks ja täpsemaks. See on numbriline meetod, mis on välja töötatud diferentsimeetodi alusel ning on leidnud laialdast kasutust teaduses ja tehnikas. Kasutage matemaatilisi meetodeid, et diskretiseerida mõned pidevad lahendusdomeenid ühikurühmadeks ja seejärel interpoleerida igas ühikus. Nii moodustub lineaarne interpolatsioonifunktsioon ehk lõplike elementide abil simuleeritakse ja analüüsitakse ligikaudset funktsiooni, mis võimaldab intuitiivselt jälgida magnetvälja jõujoonte suunda ja magnetvoo tiheduse jaotust mootori sees.

c.püsimagnetiga sünkroonmootori juhtimistehnoloogia

Mootorajamisüsteemide jõudluse parandamine on samuti väga oluline tööstusliku juhtimisvaldkonna arengu jaoks. See võimaldab süsteemil töötada parima jõudlusega. Selle põhiomadused kajastuvad madalas kiiruses, eriti kiire käivitamise, staatilise kiirenduse jms korral, see võib väljastada suure pöördemomendi; ja suurel kiirusel sõites suudab see saavutada pideva võimsuse kiiruse reguleerimise laias vahemikus. Tabelis 1 võrreldakse mitme suurema mootori jõudlust.

Nagu tabelist 1 näha, on püsimagnetmootoritel hea töökindlus, lai kiirusvahemik ja kõrge kasutegur. Kui kombineerida vastava juhtimismeetodiga, saab kogu mootorisüsteem saavutada parima jõudluse. Seetõttu on tõhusa kiiruse reguleerimise saavutamiseks vaja valida sobiv juhtimisalgoritm, et mootori ajamisüsteem saaks töötada suhteliselt laias kiiruse reguleerimise piirkonnas ja konstantse võimsuse vahemikus.

Vektorjuhtimismeetodit kasutatakse laialdaselt püsimagnetmootori kiiruse reguleerimise algoritmis. Selle eelised on lai kiiruse reguleerimise vahemik, kõrge efektiivsus, kõrge töökindlus, hea stabiilsus ja hea majanduslik kasu. Seda kasutatakse laialdaselt mootoriajamis, raudteetranspordis ja tööpinkide servos. Erinevate kasutusviiside tõttu on ka praegune vastuvõetud vektorjuhtimise strateegia erinev.

4.Püsimagnetiga sünkroonmootori omadused

Püsimagnetiga sünkroonmootoril on lihtne struktuur, väike kadu ja kõrge võimsustegur. Võrreldes elektrilise ergutusmootoriga, kuna puuduvad harjad, kommutaatorid ja muud seadmed, pole vaja reaktiivset ergutusvoolu, seega on staatori vool ja takistuse kadu väiksemad, kasutegur suurem, ergutusmoment suurem ja juhtimisjõudlus on parem. Siiski on puudusi, nagu kõrge hind ja käivitamisraskused. Tänu juhtimistehnoloogia rakendamisele mootorites, eriti vektorjuhtimissüsteemide rakendamisel, suudavad püsimagnetitega sünkroonmootorid saavutada laiaulatusliku kiiruse reguleerimise, kiire dünaamilise reaktsiooni ja ülitäpse positsioneerimise juhtimise, nii et püsimagnetitega sünkroonmootorid meelitavad rohkem inimesi juhtima. ulatuslikud uuringud.

5. Anhui Mingtengi püsimagnetiga sünkroonmootori tehnilised omadused

a. Mootoril on kõrge võimsustegur ja elektrivõrgu kõrge kvaliteeditegur. Võimsusteguri kompensaatorit pole vaja ja alajaama seadmete võimsust saab täielikult ära kasutada;

b. Püsimagnetmootor ergastatakse püsimagnetitega ja töötab sünkroonselt. Kiiruse pulseerimine puudub ja torujuhtme takistus ei suurene ventilaatorite ja pumpade käitamisel;

c. Püsimagnetmootorit saab konstrueerida suure käivitusmomendiga (rohkem kui 3 korda) ja suure ülekoormusvõimega vastavalt vajadusele, lahendades nii "suure hobuse tõmbamise väikese vankri" nähtuse;

d. Tavalise asünkroonmootori reaktiivvool on üldiselt umbes 0,5-0,7 korda suurem nimivoolust. Mingtengi püsimagnetiga sünkroonmootor ei vaja ergutusvoolu. Püsimagnetmootori ja asünkroonmootori reaktiivvool on umbes 50% erinev ja tegelik töövool on umbes 15% madalam kui asünkroonmootori oma;

e. Mootori saab konstrueerida nii, et see käivitub otse ning paigalduse välismõõtmed on samad, mis praegu laialt levinud asünkroonmootoritel, mis võivad asünkroonmootoreid täielikult asendada;

f. Juhi lisamine võib saavutada pehme käivitamise, pehme seiskamise ja astmeteta kiiruse reguleerimise, hea dünaamilise reaktsiooni ja veelgi parema energiasäästuefekti;

g. Mootoril on palju topoloogilisi struktuure, mis vastavad otseselt mehaaniliste seadmete põhinõuetele laias valikus ja ekstreemsetes tingimustes;

h. Süsteemi tõhususe parandamiseks, ülekandeahela lühendamiseks ja hoolduskulude vähendamiseks saab suure ja väikese kiirusega otseajamiga püsimagnetitega sünkroonmootoreid projekteerida ja toota nii, et need vastaksid kasutajate kõrgematele nõuetele.

Anhui Mingtengi püsimagnetmasinad ja elektriseadmed Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/) asutati 2007. aastal. Tegemist on kõrgtehnoloogilise ettevõttega, mis on spetsialiseerunud ülikõrge efektiivsusega püsimagnetitega sünkroonmootorite uurimis- ja arendustegevusele, tootmisele ja müügile. Ettevõte kasutab püsimagnetmootori elektromagnetvälja, vedelikuvälja, temperatuurivälja, pingevälja jne simuleerimiseks, magnetahela struktuuri optimeerimiseks ja parandamiseks kaasaegset mootorite disainiteooriat, professionaalset projekteerimistarkvara ja enda väljatöötatud püsimagnetmootori projekteerimisprogrammi. mootori energiatõhususe taset ja põhimõtteliselt tagada püsimagnetmootori töökindel kasutamine.

Autoriõigus: see artikkel on WeChati avaliku numbri "Motor Alliance" algse lingi kordustrükkhttps://mp.weixin.qq.com/s/tROOKT3pQwZtnHJT4Ji0Cg

See artikkel ei esinda meie ettevõtte seisukohti. Kui teil on erinevaid arvamusi või vaateid, siis palun parandage meid!