Синхронные двигатели с постоянными магнитами (СДПМ) и синхронные реактивные двигатели несут свою роль в сфере современных двигательных технологий. Хотя эти двигатели конструктивно относятся к синхронным Двигатели семейства, существуют значительные различия в конструкции и принципах работы, а также областях их применения.
Проектирование конструкции и выбор материалов
Синхронный двигатель с постоянными магнитами:
В большинстве PMSM ротор изготовлен из высокопроизводительного редкоземельного постоянного магнитного материала, такого как неодим-железо-бор (NdFeB) или самарий-кобальт (SmCo), который обеспечивает сильное магнитное поле без какой-либо внешней возбуждающей мощности. Статор включает в себя железный сердечник и обмотки, в которых пропускается трехфазный переменный ток для создания вращающегося магнитного поля. Обычно структура ротора для PMSM проста, мала и легка.
Синхронный реактивный двигатель:
Большинство SynRM используют уникальную конфигурацию ротора, которая обычно не является пакетной, что является распространенным способом снижения потерь вихревых токов внутри него. На роторе нет постоянных магнитов; вместо этого крутящий момент создается с использованием высокоомных характеристик кремнистой стали. Структура статора будет в основном идентична PMSM: железный сердечник и обмотки. Структура ротора SynRM относительно сложна, хотя и менее затратна, чем изготовление ротора.
Принцип действия и механизм действия
Синхронный двигатель с постоянными магнитами:
Принцип работы PMSM по существу основан на одном взаимодействии магнитных полей. Согласно этому, когда обмотки статора возбуждаются, вращающееся магнитное поле, создаваемое им, взаимодействует с магнитным полем постоянных магнитов, установленных на роторе, тем самым заставляя его следовать вращению, создаваемому вращающимся магнитным полем. В PMSM надлежащее регулирование скорости вращения и крутящего момента возможно посредством соответствующего управления частотой, фазой и амплитудой тока статора.
Синхронный реактивный двигатель:
Синхронный реактивный двигатель против постоянного магнита. В SynRM возбуждение обмоток статора создает вращающееся магнитное поле, которое вызывает изменение сопротивления в роторе. Он автоматически регулирует свое положение, чтобы минимизировать сопротивление и, таким образом, достигает синхронного вращения с вращающимся магнитным полем. SynRM зависит от изменения сопротивления в роторе для создания крутящего момента, и, следовательно, большинство характеристик крутящего момента SynRM отличаются от характеристик PMSM.
Эксплуатационные характеристики и анализ преимуществ и недостатков
Эффективность и энергопотребление
Постоянные магниты, используемые в качестве источника магнитного поля, отвечают за высокую эффективность и низкое потребление энергии PMSM. Для более высоких скоростей, в условиях номинальной нагрузки, PMSM обычно обеспечивают лучшую эффективность. SynRM требует дополнительного источника тока для создания магнитных полей и, следовательно, немного менее эффективен, чем PMSM. Это может отличаться в условиях частичной нагрузки, поскольку SynRM может оптимизировать производительность в соответствии с регулировкой уровня тока.
Характеристики регулирования и динамический отклик
Точное изменение частоты, фазы и амплитуды тока статора, высокая эффективность, широкий диапазон скоростей и хорошие характеристики управления скоростью позволяют PMSM. С другой стороны, он динамически реагирует на любое изменение нагрузки, которое легко реагирует двигатель, что может быть не слышно. Хотя SynRM страдает от нескольких недостатков, таких как относительно низкая скорость и динамическая реакция по сравнению с PMSM, требуемая стратегия управления значительно сокращена, так что конструкция системы управления сравнительно проста.
Тепловые характеристики и надежность
Тепловые характеристики и надежность Материал постоянного магнита PMSM изготовлен из редкоземельного постоянного магнита, характеристики сопротивления которого при высоких температурах относительно хороши. Его опасность заключается в риске размагничивания мягкого постоянного магнита в высокотемпературной среде. Кроме того, это простая структура ротора; ее структура делает PMSM более надежным. Хотя SynRM имеет более сложную структуру ротора, по-прежнему демонстрируется хорошая тепловая стабильность с низким повышением температуры, так что он может поддерживать хорошую производительность при высоких температурах. Кроме того, стоимость материала ротора ниже, что делает SynRM относительно дешевым в производстве.
заявка
Основные причины, по которым PMSM широко используются в высокопроизводительных приложениях в электромобилях, ветроэнергетике и станках, включают их высокую эффективность, высокоскоростное регулирование и быстрый динамический отклик. SynRM применяется в чувствительных к стоимости областях, таких как бытовая техника и промышленное оборудование. Благодаря высокой термической стабильности и низкому повышению температуры SynRM может сохранять хорошую производительность при высоких температурах. Благодаря этому SynRM применяется в некоторых специальных областях, таких как аэрокосмическая промышленность, бурение нефтяных скважин и других отраслях.
Заключение
Они сильно отличаются по конструкции, принципам работы, производительности и областям применения между синхронными реактивными двигателями и PMSM. Синхронные двигатели с постоянными магнитами обладают более высокой эффективностью, высокоскоростными регулирующими характеристиками и быстрым динамическим откликом; поэтому они могут контролировать высококлассную арену на рынке. Однако в областях, чувствительных к стоимости, будут доминировать синхронные реактивные двигатели из-за их низкой цены, высокой термостойкости и простой конструкции. При выборе типа двигателя необходимо учитывать множество факторов, принимая во внимание конкретные требования и сценарии применения, чтобы выбрать наиболее подходящий тип двигателя. В будущем, с постоянным совершенствованием технологий и расширением областей применения, оба типа двигателей будут иметь большее значение в своих соответствующих областях.