Преимущества синхронных двигателей с постоянными магнитами

ПМСМ занять свою нишу в развивающихся промышленных технологиях двигателей благодаря своей более высокой эффективности и производительности. Чтобы начать понимать преимущества PMSM, важно сначала рассмотреть общие проблемы, которые возникают при использовании традиционных двигателей, и то, как PMSM преодолевают эти проблемы.

I. Основные проблемы использования двигателя

Концепция потери мощности в двигателях

Двигатели преобразуют входную электрическую энергию в магнитную, а затем в механическую энергию для выдачи выходной энергии. Этот процесс преобразования энергии, хотя и жизненно важен для работы, по своей сути создает несколько видов потерь; они включают:

1.Эффективность преобразования энергии двигателями: В процессе работы двигатели испытывают потери в цепи, магнитные, механические и паразитные потери; все они преобразуются в тепло. Все эти потери снижают общую эффективность двигателей.

2. Коэффициент мощности двигателей:В случае асинхронных двигателей ток возбуждения, образующийся в статоре, не выполняет никакой полезной работы, а приводит к потерям в линии и нагреву. Это приводит к типу потерь, известному как «потеря коэффициента мощности».

Проблемы использования двигателя

1. Двигатели с высоким энергопотреблением:Большинство обычных двигателей работают с низкой энергоэффективностью и огромными потерями энергии, что приводит к чрезмерному нагреву и повышению температуры на рабочем месте.

2.Мощные двигатели для малых нагрузок: Чтобы обеспечить больший пусковой момент, двигатели часто переоценивают и, следовательно, становятся неэкономичными. При небольшой нагрузке эффективность резко падает, а коэффициент мощности ухудшается.

Выбор двигателей

При выборе двигателей для энергосберегающего модернизированного или нового оборудования, разработанного по индивидуальному заказу, следующие рекомендации могут помочь уменьшить эти проблемы:

1.Выбор высокоэффективных двигателей: Используйте высокоэффективные двигатели первого или второго уровня эффективности для замены двигателей с низким КПД, которые постепенно выводятся из эксплуатации.

2. Разумный выбор мощности:Для определения подходящего размера двигателя на основе данных о реальных эксплуатационных характеристиках необходимо провести испытания на месте.
3. Соответствующий режим управления:Избегайте методов управления с высоким потреблением энергии, таких как автотрансформатор или запуск по схеме «звезда-треугольник». Управление VFD позволяет избежать скачков напряжения при запуске, уменьшая механические и электрические удары во время запуска.

Преимущества ПМСМ

Теперь, когда недостатки традиционных систем двигателей рассмотрены, сосредоточимся на особых достоинствах синхронных двигателей с постоянными магнитами.

Концепция синхронных двигателей

PMSM — это двигатели переменного тока, в которых постоянные магниты вставлены в стальной ротор, а обмотки прикреплены к статору. Когда трехфазный ток протекает через катушки статора, он генерирует вращающееся магнитное поле, которое вращает ротор. PMSM означает синхронный, потому что во время неизменной работы скорость вращения ротора синхронизирована с вращением магнитного поля.

PMSM имеют ротор из редкоземельного постоянного магнитного материала, который обеспечивает постоянное магнитное поле. Это постоянное магнитное поле взаимодействует с вращающимся магнитным полем статора, что затем заставляет ротор работать синхронно со скоростью статора. Таким образом, ротор всегда находится на синхронной скорости, и это способствует высокой эффективности и точности двигателя.

Основные преимущества ПМСМ

Высокая эффективность

1.Снижение потерь: Компактная магнитная цепь и меньшие размеры обмоток снижают потери в меди и железе, что напрямую повышает эффективность.

2. Отсутствие индуцированного тока в роторе: Использование редкоземельных магнитов на роторе исключает возникновение индуцированных токов, а значит, и потерь на сопротивление ротора и гистерезис.

3. Высокий коэффициент мощности:Поскольку ток статора не включает ток возбуждения, СДПМ обеспечивают более высокий коэффициент мощности, что снижает ток статора и потери в меди, тем самым делая их более эффективными.

Коэффициент высокой мощности

1. Резистивная нагрузка:Отсутствие индуцированных токов для возбуждения приводит к тому, что статор представляет собой резистивную нагрузку, приближающую коэффициент мощности к нулю.
2. Преимущества сетки:СДПМ, снижая ток статора, повышают не только эффективность, но и качество электроэнергии в сети, снижают потери при передаче и снижают потребность в огромной пропускной способности, тем самым экономя затраты на инфраструктуру.

Высокий пусковой крутящий момент

Экономичность в тяжелых условиях эксплуатации: PMSM обеспечивают высокий пусковой крутящий момент, поэтому очень подходят для таких применений, как крутильные машины. Это облегчает использование двигателей меньшей мощности для двигателей большей мощности, но менее эффективных, тем самым снижая первоначальные инвестиции и повышая эффективность.

Низкое повышение температуры

Эффективность управления теплом: СДПМ выделяют гораздо меньше тепла по сравнению с обычными двигателями из-за отсутствия потерь в меди в роторе и практически пренебрежимо малого реактивного тока в обмотках статора, что обеспечивает снижение повышения температуры и более длительный срок службы двигателя.

Улучшенная производительность при различных условиях нагрузки

1. Постоянная эффективность:PMSM имеют высокую эффективность для широкого диапазона нагрузок, тогда как асинхронные двигатели демонстрируют значительное ухудшение производительности при низких нагрузках. Это делает их эффективными в приложениях, где потребность в нагрузке колеблется, например, в двигателях с большими пусковыми нагрузками и малыми эксплуатационными нагрузками.

2. Долгосрочная экономия:При работе двигателя серии Y на 60% нагрузки падение КПД составляет 15%, а показатели его производительности снижаются на 40%. Напротив, при нагрузке всего в 20% PMSM все еще сохраняют более 80% своей производительности. Таким образом, при использовании PMSM это гарантирует огромную долгосрочную экономию энергии.

ENNENG: лидер в области инноваций PMSM

Циндао Эннэн Мотор Лтд (ENNENG) — один из ведущих поставщиков двигателей с постоянными магнитами в Китае. Как одно из «Ста инновационных предприятий» Циндао в 2018 году и член Ассоциации автомобильной промышленности Циндао. Решения ENNENG гарантируют непревзойденную производительность и энергоэффективность в различных промышленных приложениях.

Энергоэффективное решение: PMSM от ENNENG разработаны с использованием усовершенствованных постоянных магнитов NdFeB и достигают эффективности уровня IE4, тем самым обеспечивая экономию энергии на 5–10 % по сравнению с обычными конструкциями двигателей. Это делает их идеальными для отраслей, соответствующих принципам устойчивого развития, таких как автомобилестроение, горнодобывающая промышленность и очистка воды.

Пользовательские приложения: ENNENG может создать PMSM для точного приложению- от приложений с высоким крутящим моментом в тяжелой технике до приложений с переменной скоростью в робототехнике и автоматизации - и добиться экономии энергии до 40%, особенно при производстве резиновых шин.

Опыт работы в отрасли: Имея очень большой опыт работы в различных отраслях промышленности, таких как нефтегазовая, промышленное машиностроение и текстильная промышленность, компания ENNENG станет вашим деловым партнером в самых высокотехнологичных областях применения PMMS.

Заключение

PMSM предлагают огромное количество преимуществ, от их эффективности до высокого крутящего момента, что делает их одним из необходимых приводов в областях, начиная от простых электромобилей до автоматизации и генерации энергии. Кроме того, это делает их все более жизнеспособными из-за бесшумной работы, низких требований к обслуживанию и наименьшего воздействия на окружающую среду. В этих случаях, на пути к оптимизации операций для предприятий, ЭННЭНГ предлагает самые передовые решения на основе PMSM для превосходной производительности, энергоэффективности и обеспечения долгосрочной экономии средств.