Med udviklingen af ​​sjældne jordarters permanentmagnetmaterialer i 1970'erne kom sjældne jordarters permanentmagnetmotorer til. Permanente magnetmotorer bruger sjældne jordarters permanente magneter til excitation, og permanente magneter kan generere permanente magnetiske felter efter magnetisering. Dens exciteringsydelse er fremragende, og den er overlegen i forhold til elektriske excitationsmotorer med hensyn til stabilitet, kvalitet og tabsreduktion, hvilket har rystet det traditionelle motormarked.

I de seneste år, med den hurtige udvikling af moderne videnskab og teknologi, er ydeevnen og teknologien af ​​elektromagnetiske materialer, især sjældne jordarters elektromagnetiske materialer, gradvist blevet forbedret. Sammen med den hurtige udvikling af kraftelektronik, kraftoverførselsteknologi og automatisk kontrolteknologi bliver ydeevnen af ​​permanentmagnet synkronmotorer bedre og bedre.

Ydermere har permanentmagnet synkronmotorer fordelene ved let vægt, enkel struktur, lille størrelse, gode egenskaber og høj effekttæthed. Mange videnskabelige forskningsinstitutioner og virksomheder udfører aktivt forskning og udvikling af permanente magnet synkronmotorer, og deres anvendelsesområder vil blive yderligere udvidet.

1. Udviklingsgrundlag for permanent magnet synkronmotor

a. Anvendelse af højtydende sjældne jordarters permanentmagnetmaterialer

Sjældne jordarters permanentmagnetmaterialer har gennemgået tre stadier: SmCo5, Sm2Co17 og Nd2Fe14B. I øjeblikket er permanentmagnetmaterialer repræsenteret af NdFeB blevet den mest udbredte type af sjældne jordarters permanentmagnetmaterialer på grund af deres fremragende magnetiske egenskaber. Udviklingen af ​​permanentmagnetmaterialer har drevet udviklingen af ​​permanentmagnetmotorer.

Sammenlignet med den traditionelle trefasede induktionsmotor med elektrisk excitation erstatter den permanente magnet den elektriske excitationspol, forenkler strukturen, eliminerer rotorens glidering og børste, realiserer den børsteløse struktur og reducerer rotorens størrelse. Dette forbedrer motorens effekttæthed, momenttæthed og arbejdseffektivitet og gør motoren mindre og lettere, hvilket yderligere udvider dens anvendelsesområde og fremmer udviklingen af ​​elektriske motorer mod højere effekt.

b.Anvendelse af ny kontrolteori

I de senere år har kontrolalgoritmer udviklet sig hurtigt. Blandt dem har vektorstyringsalgoritmer løst drivstrategiproblemet med AC-motorer i princippet, hvilket gør AC-motorer til en god kontrolydelse. Fremkomsten af ​​direkte drejningsmomentstyring gør kontrolstrukturen enklere og har karakteristika af stærk kredsløbsydelse til parameterændringer og hurtig drejningsmoment dynamisk responshastighed. Indirekte drejningsmomentstyringsteknologi løser problemet med stor drejningsmomentpulsering af direkte drejningsmoment ved lav hastighed og forbedrer motorens hastighed og kontrolnøjagtighed.

c. Anvendelse af højtydende kraftelektroniske enheder og processorer

Moderne kraftelektronikteknologi er en vigtig grænseflade mellem informationsindustrien og traditionelle industrier og en bro mellem svag strøm og kontrolleret stærk strøm. Udviklingen af ​​kraftelektronikteknologi muliggør realisering af drevstyringsstrategier.

I 1970'erne dukkede en serie vekselrettere til generelle formål op, som kunne omdanne industriel frekvenseffekt til variabel frekvenseffekt med kontinuerligt justerbar frekvens og dermed skabe betingelser for variabel frekvenshastighedsregulering af vekselstrøm. Disse invertere har blød start-evne, efter at frekvensen er indstillet, og frekvensen kan stige fra nul til den indstillede frekvens med en vis hastighed, og den stigende hastighed kan løbende justeres inden for et bredt område, hvilket løser startproblemet for synkronmotorer.

2. Udviklingsstatus for permanente magnet synkronmotorer i ind- og udland

Den første motor i historien var en permanent magnetmotor. På det tidspunkt var ydeevnen af ​​permanentmagnetmaterialer relativt dårlig, og tvangskraften og remanensen af ​​permanente magneter var for lav, så de blev snart erstattet af elektriske excitationsmotorer.

I 1970'erne havde sjældne jordarters permanentmagnetmaterialer repræsenteret ved NdFeB stor tvangskraft, remanens, stærk afmagnetiseringsevne og stort magnetisk energiprodukt, som fik højeffekt permanente magnet synkronmotorer til at dukke op på historiens scene. Nu bliver forskningen i permanentmagnet synkronmotorer mere og mere moden og udvikler sig i retning af høj hastighed, højt drejningsmoment, høj effekt og høj effektivitet.

I de seneste år, med de stærke investeringer fra indenlandske lærde og regeringen, har permanente magnet synkronmotorer udviklet sig hurtigt. Med udviklingen af ​​mikrocomputerteknologi og automatisk kontrolteknologi er synkronmotorer med permanente magneter blevet meget brugt på forskellige områder. På grund af samfundets fremskridt er folks krav til permanentmagnet synkronmotorer blevet strengere, hvilket får permanentmagnetmotorer til at udvikle sig mod et større hastighedsreguleringsområde og højere præcisionskontrol. På grund af forbedringen af ​​nuværende produktionsprocesser er højtydende permanentmagnetmaterialer blevet videreudviklet. Dette reducerer i høj grad omkostningerne og anvender det gradvist til forskellige livsområder.

3. Nuværende teknologi

en. Permanent magnet synkron motor design teknologi

Sammenlignet med almindelige elektriske excitationsmotorer har permanentmagnet synkronmotorer ingen elektriske excitationsviklinger, samleringe og excitationsskabe, hvilket i høj grad forbedrer ikke kun stabilitet og pålidelighed, men også effektivitet.

Blandt dem har indbyggede permanentmagnetmotorer fordelene ved høj effektivitet, høj effektfaktor, høj enhedseffekttæthed, stærk svag magnetisk hastighedsudvidelsesevne og hurtig dynamisk responshastighed, hvilket gør dem til et ideelt valg til at køre motorer.

Permanente magneter giver hele det magnetiske excitationsfelt af permanentmagnetmotorer, og tandhjul vil øge motorens vibrationer og støj under drift. For stort tanddrejningsmoment vil påvirke lavhastighedsydelsen af ​​motorhastighedskontrolsystemet og højpræcisionspositioneringen af ​​positionskontrolsystemet. Derfor, når motoren designes, bør tandhjulsmomentet reduceres så meget som muligt gennem motoroptimering.

Ifølge forskning omfatter de generelle metoder til at reducere tandhjulsmomentet ændring af polbuekoefficienten, reduktion af spaltebredden af ​​statoren, tilpasning af skæv spalte og polslids, ændring af position, størrelse og form af den magnetiske pol osv. Men , skal det bemærkes, at når tandhjulsreduktionsmomentet reduceres, kan det påvirke anden ydeevne af motoren, såsom det elektromagnetiske drejningsmoment kan falde tilsvarende. Derfor bør forskellige faktorer afbalanceres så meget som muligt for at opnå den bedste motorydelse.

b. Permanent magnet synkronmotor simuleringsteknologi

Tilstedeværelsen af ​​permanente magneter i permanentmagnetmotorer gør det vanskeligt for designere at beregne parametre, såsom design af tomgangslækagefluxkoefficient og polbuekoefficient. Generelt bruges finite element analysesoftware til at beregne og optimere parametrene for permanentmagnetmotorer. Finite element analysesoftware kan beregne motorparametre meget nøjagtigt, og det er meget pålideligt at bruge det til at analysere motorparametrenes indflydelse på ydeevnen.

Beregningsmetoden med finite element gør det nemmere, hurtigere og mere præcist for os at beregne og analysere motorers elektromagnetiske felt. Dette er en numerisk metode, der er udviklet på basis af forskelsmetoden og har været meget udbredt inden for naturvidenskab og teknik. Brug matematiske metoder til at diskretisere nogle kontinuerlige løsningsdomæner i grupper af enheder, og interpolér derefter i hver enhed. På denne måde dannes en lineær interpolationsfunktion, det vil sige, at en omtrentlig funktion simuleres og analyseres ved hjælp af endelige elementer, hvilket giver os mulighed for intuitivt at observere retningen af ​​magnetiske feltlinjer og fordelingen af ​​magnetisk fluxtæthed inde i motoren.

c. Permanent magnet synkron motorstyringsteknologi

Forbedring af ydeevnen af ​​motordrivsystemer er også af stor betydning for udviklingen af ​​det industrielle kontrolfelt. Det gør det muligt for systemet at blive drevet med den bedste ydeevne. Dens grundlæggende egenskaber afspejles i den lave hastighed, især i tilfælde af hurtig opstart, statisk acceleration osv., kan den udsende et stort drejningsmoment; og når den kører med høj hastighed, kan den opnå konstant effekthastighedskontrol i et bredt område. Tabel 1 sammenligner ydeevnen af ​​flere større motorer.

Som det fremgår af tabel 1, har permanentmagnetmotorer god pålidelighed, bredt hastighedsområde og høj effektivitet. Hvis det kombineres med den tilsvarende kontrolmetode, kan hele motorsystemet opnå den bedste ydelse. Derfor er det nødvendigt at vælge en passende styrealgoritme for at opnå effektiv hastighedsregulering, således at motordrivsystemet kan fungere i et relativt bredt hastighedsreguleringsområde og konstant effektområde.

Vektorstyringsmetoden er meget udbredt i permanentmagnetmotorens hastighedsstyringsalgoritme. Det har fordelene ved et bredt hastighedsreguleringsområde, høj effektivitet, høj pålidelighed, god stabilitet og gode økonomiske fordele. Det er meget udbredt i motordrev, jernbanetransport og maskinværktøjsservo. På grund af forskellige anvendelser er den valgte vektorkontrolstrategi også anderledes.

4.Karakteristika af permanent magnet synkronmotor

Den permanentmagnetiske synkronmotor har en enkel struktur, lavt tab og høj effektfaktor. Sammenlignet med den elektriske excitationsmotor, fordi der ikke er nogen børster, kommutatorer og andre enheder, kræves der ingen reaktiv excitationsstrøm, så statorstrømmen og modstandstabet er mindre, effektiviteten er højere, excitationsmomentet er større og kontrolydelsen er bedre. Der er dog ulemper såsom høje omkostninger og vanskeligheder ved at starte. På grund af anvendelsen af ​​styringsteknologi i motorer, især anvendelsen af ​​vektorkontrolsystemer, kan permanentmagnetsynkronmotorer opnå hastighedsregulering med et bredt område, hurtig dynamisk respons og højpræcisionspositioneringskontrol, så permanentmagnetsynkronmotorer vil tiltrække flere mennesker til at udføre omfattende forskning.

5. Tekniske egenskaber af Anhui Mingteng permanent magnet synkron motor

en. Motoren har en høj effektfaktor og en høj kvalitetsfaktor på elnettet. Der kræves ingen effektfaktorkompensator, og kapaciteten af ​​transformerstationsudstyret kan udnyttes fuldt ud;

b. Permanentmagnetmotoren exciteres af permanente magneter og fungerer synkront. Der er ingen hastighedspulsering, og rørledningens modstand øges ikke ved kørsel af ventilatorer og pumper;

c. Permanentmagnetmotoren kan designes med højt startmoment (mere end 3 gange) og høj overbelastningskapacitet efter behov, og dermed løse Fænomenet "stor hest, der trækker lille vogn";

d. Den reaktive strøm af almindelig asynkron motor er generelt omkring 0,5-0,7 gange den nominelle strøm. Mingteng permanent magnet synkronmotor behøver ikke excitationsstrøm. Den reaktive strøm af permanentmagnetmotor og asynkronmotor er omkring 50% forskellig, og den faktiske driftsstrøm er omkring 15% lavere end for asynkronmotor;

e. Motoren kan designes til at starte direkte, og de udvendige installationsdimensioner er de samme som for de i øjeblikket meget udbredte asynkronmotorer, som fuldt ud kan erstatte asynkronmotorer;

f. Tilføjelse af en fører kan opnå blød start, blødt stop og trinløs hastighedsregulering med god dynamisk respons og yderligere forbedret strømbesparende effekt;

g. Motoren har mange topologiske strukturer, som direkte opfylder de grundlæggende krav til mekanisk udstyr i en bred vifte og under ekstreme forhold;

h. For at forbedre systemets effektivitet, forkorte transmissionskæden og reducere vedligeholdelsesomkostningerne, kan høj- og lavhastigheds direkte drevne permanentmagnet-synkronmotorer designes og fremstilles til at opfylde brugernes højere krav.

Anhui Mingteng Permanent-Magnetic Machinery & Electrical Equipment Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/) blev etableret i 2007. Det er en højteknologisk virksomhed, der er specialiseret i forskning og udvikling, produktion og salg af ultrahøjeffektive permanentmagnet-synkronmotorer. Virksomheden bruger moderne motordesignteori, professionel designsoftware og selvudviklet permanentmagnetmotordesignprogram til at simulere det elektromagnetiske felt, væskefelt, temperaturfelt, stressfelt osv. af permanentmagnetmotoren, optimere magnetkredsløbsstrukturen, forbedre motorens energieffektivitetsniveau og grundlæggende sikre pålidelig brug af permanentmagnetmotoren.

Copyright: Denne artikel er et genoptryk af det offentlige WeChat-nummer "Motor Alliance", det originale linkhttps://mp.weixin.qq.com/s/tROOKT3pQwZtnHJT4Ji0Cg

Denne artikel repræsenterer ikke vores virksomheds synspunkter. Hvis du har forskellige meninger eller synspunkter, så ret os venligst!