By
Магнитные двигатели (также известные как магнитные двигатели или PMSM) набирают популярность в различных отраслях промышленности из-за их эффективности и производительности, а также низких требований к обслуживанию. Они обычно используются в таких областях, как робототехника, автоматизация, электромобили и системы возобновляемой энергии. Однако, как и любая технология ПМСМ имеют свои преимущества и недостатки, такие как решение проблем размагничивания. В этой статье рассматриваются преимущества и недостатки двигателей, а также обсуждаются причины, лежащие в основе размагничивания, и предлагаются решения, позволяющие избежать проблем в будущем.
PMSM выделяются своей способностью снижать потери по сравнению с асинхронными двигателями, которые полагаются на ток для создания магнитного поля и в результате несут потери меди. Использование магнитов в PMSM устраняет эти потери, создавая магнитное поле без необходимости тока в роторе. Эта уникальная особенность удерживает повышение температуры ниже 20 градусов Кельвина во время нагрузки, улучшая прочность, долговечность и энергоэффективность.
Эффективность играет важную роль в PMSM, особенно в условиях малой нагрузки, где они превосходны с уровнями производительности, превышающими 90%. Исследования показывают, что PMSM могут поддерживать эффективность в диапазоне от 25% до 120% от их номинальной мощности благодаря их способности обеспечивать результаты даже при работе не на полную мощность — сценарий, часто встречающийся в практических условиях использования. Кроме того, эти двигатели обычно конструируются с возможностью работы в различных условиях окружающей среды, даже если такие сценарии нечасты. Например, вентиляторы и насосы часто работают ниже 70% от своей полной мощности, чтобы обеспечить эффективность и оптимальную производительность постоянно. В отличие от других двигателей, которые испытывают снижение эффективности под нагрузкой, PMSM поддерживают высокий уровень эффективности даже при более низкой выходной мощности, что приводит к заметному энергосбережению и экономической эффективности в долгосрочной перспективе.
Высокий пусковой крутящий момент: PMSM обеспечивают значительный пусковой крутящий момент, что полезно для применений, требующих быстрого ускорения.
Короткое время запуска: конструкция PMSM обеспечивает быстрое время запуска, повышая общую производительность в производственных процессах и процессах автоматизации.
Высокая перегрузочная способность: эти двигатели могут выдерживать кратковременные перегрузки без снижения производительности, что делает их пригодными для применений с переменными нагрузками.
Простота управления: PMSM просты в управлении и могут поддерживать постоянную скорость независимо от колебаний нагрузки или напряжения, в зависимости только от частоты. Это обеспечивает более плавную и надежную работу.
Динамический отклик: строгая синхронизация скорости в PMSM обеспечивает превосходные динамические характеристики отклика, что делает их идеальными для приложений, требующих точного управления.
Стандартизированные размеры: PMSM соответствуют стандартам IEC по установочным размерам, что позволяет легко заменять традиционные трехфазные асинхронные двигатели без необходимости существенной модернизации.
Степень защиты: многие PMSM имеют степень защиты IP54 или IP55, что гарантирует долговечность и надежность в сложных условиях эксплуатации.
Эннен известна своими решениями для синхронных двигателей с магнитным резаком, разработанными для различных областей применения, таких как промышленная автоматизация и бытовая техника, а также для эффективного и надежного питания новых энергетических транспортных средств. Компания использует высококачественные материалы и передовые методы управления для обеспечения оптимальной производительности даже в условиях изменяющейся нагрузки, что делает их предпочтительным выбором для клиентов, заботящихся об энергозатратах. Более того, Энненга Приверженность инновациям позволяет им постоянно совершенствовать ассортимент своей продукции для удовлетворения меняющихся потребностей рынка.
Несмотря на преимущества использования ПМСМ, важно учитывать и некоторые недостатки.
Производство магнитов предполагает использование таких материалов, как редкоземельные элементы, такие как неодим и диспрозий, что может привести к росту цен на PMSM и сделать их менее пригодными для определенных применений в отраслях, где расходы являются проблемой. Кроме того, колеблющиеся цены на эти материалы могут повлиять на ценообразование как для производителей, так и для потребителей.
Синхронные двигатели с постоянными магнитами (PMSM) теряют свой магнетизм при воздействии экстремальных условий или ситуаций, таких как высокие температуры, чрезмерная вибрация или перегрузка по току, что может привести к необратимому повреждению магнитов. Предотвращение этой потери магнитного поля и обеспечение длительной работы двигателя требует тщательного проектирования, которое учитывает эти факторы и удерживает двигатель в надлежащих рабочих пределах. Понимание условий, в которых используется двигатель, имеет важное значение для обеспечения длительного срока службы PMSM и поддержания надежной работы.
Плавное функционирование PMSM во многом зависит от систем управления, в отличие от асинхронных двигателей, которые полагаются на более простые электронные контроллеры для эффективного управления операциями. Эта повышенная сложность может привести к более высоким расходам и потенциальным трудностям с обслуживанием. Кроме того, необходимость в экспертных знаниях и обучении для управления и обслуживания этих систем может представлять собой препятствия для пользователей.
Понимание элементов, которые приводят к размагничиванию магнитных двигателей, имеет решающее значение для их эффективного и действенного создания и эксплуатации. Важно учитывать такие факторы, как…
Выбор правильных типов стали имеет решающее значение для эффективности PMSM. Ошибки в расчетах в процессе проектирования могут привести к выбору неподходящей марки стали, что впоследствии приведет к проблемам в процессе эксплуатации. Например, когда магнит, предназначенный для температур до 180 °C, ошибочно заменен на тот, который рассчитан только на 155 °C в процессе проектирования двигателя, первоначальные испытания могут показаться хорошими на первый взгляд. Однако со временем двигатель стабилизируется термически и стабильно работает при более высоких температурах. Его производительность может постепенно снижаться, что приводит к ситуациям, когда через систему протекает чрезмерный ток, что в конечном итоге вызывает проблемы размагничивания.
Избыточное тепло может повлиять на характеристики PMSM. Несколько факторов могут привести к перегреву:
Недостаточная вентиляция: плохая циркуляция и вентиляция внутри двигателя могут привести к локальному накоплению тепла, что приведет к перегреву и последующему размагничиванию магнитов.
Избыточная тепловая нагрузка: Если тепло, вырабатываемое обмотками, превышает теплообменную способность системы охлаждения двигателя, это может привести к необратимой потере магнетизма. Поэтому эффективное управление температурой имеет решающее значение для поддержания производительности двигателя.
При использовании, если токовая нагрузка превышает способность магнита противостоять размагничиванию, это может привести к постоянной потере магнетизма. Такая ситуация может привести к дальнейшему росту тока нагрузки, что в конечном итоге приведет к потере магнетизма.
Обеспечение эффективной работы СДПМ зависит от предотвращения размагничивания, что является важнейшим элементом технического обслуживания.
Выбор подходящей мощности для магнитных двигателей имеет жизненно важное значение для эффективного предотвращения или отсрочки проблем размагничивания. Такие факторы, как температура и чрезмерные нагрузки, способствуют проблемам размагничивания, подчеркивая важность продуманного процесса выбора мощности. Рекомендуется иметь некоторую мощность — около 20% дополнительно — для корректировки изменений в условиях нагрузки и обеспечения работы двигателей при оптимальных температурах.
Чтобы снизить вероятность размагничивания в системе двигателя, важно избегать частых запусков с большими нагрузками. Процесс запуска может привести к колебаниям крутящего момента, которые могут привести к размагничиванию полюсов ротора. Использование методов плавного запуска или постепенного увеличения нагрузки может быть эффективной стратегией для минимизации этих потенциальных проблем.
Увеличьте толщину постоянных магнитов:
При проектировании продукта или системы важно учитывать, как реакция якоря взаимодействует с крутящим моментом и какую роль играет размагничивание магнита. Увеличение толщины магнитов может помочь им лучше противостоять размагничиванию, особенно в ситуациях, когда задействован высокий крутящий момент. Внедрив это изменение в конструкцию, вы можете гарантировать, что магниты будут достаточно сильными, чтобы справиться с полем, создаваемым токами обмотки и радиальными силами.
Интеграция вентиляционных каналов в ротор:
Поддержание контроля имеет решающее значение для предотвращения рисков размагничивания компонентов двигателя. Для повышения эффективности охлаждения и снижения температуры стальных деталей полезно включать вентиляционные пути в конструкцию ротора. Улучшенный воздушный поток и рассеивание тепла в результате этой особенности не только помогают поддерживать рабочие температуры, но и повышают общую эффективность системы двигателя.
Синхронные двигатели с постоянными магнитами являются прекрасным вариантом для использования благодаря своим многочисленным преимуществам, таким как минимальные потери, высокая эффективность и простота управления. Однако существуют определенные препятствия, такие как высокая стоимость материалов и подверженность потере магнитных свойств, которые требуют пристального внимания как на этапе проектирования, так и на этапе эксплуатации. Для обеспечения оптимального функционирования и долговечности PMSM необходимо понимать причины размагничивания и применять подходящие защитные стратегии. Поскольку отрасли продолжают искать энергоэффективные решения, значимость PMSM, особенно тех, которые поставляются такими новаторскими компаниями, как Enneng, должна резко возрасти.
