By
Двигатели с постоянными магнитами исключить необходимость реактивного тока возбуждения, который необходим в асинхронных двигателях. Это приводит к более эффективной работе, поскольку двигателю больше не требуется подавать энергию для создания магнитного поля.
Устранение реактивного тока возбуждения повышает коэффициент мощности двигателей с постоянными магнитами. Это означает, что двигатель может преобразовывать большую часть входной электрической энергии в механическую, что приводит к более высокому КПД.
Без необходимости тока возбуждения ток статора в двигателях с постоянными магнитами значительно снижается. Это снижение тока уменьшает потери в обмотках статора, повышая общий КПД двигателя.
Двигатели с постоянными магнитами не имеют обмоток ротора и связанных с ними потерь сопротивления. В асинхронных двигателях эти потери возникают из-за тока, протекающего через обмотки ротора, но двигатели с постоянными магнитами полностью их исключают.
Поскольку двигатели с постоянными магнитами более эффективны и выделяют меньше тепла, потребность в охлаждении, например вентиляторах, снижается. Это уменьшает потери на трение ветра, еще больше повышая эффективность двигателя.
Двигатели с постоянными магнитами обычно на 10–15 процентных пунктов более эффективны, чем асинхронные двигатели тех же характеристик. Этот более высокий КПД обусловлен меньшими общими потерями в конструкции двигателя.
Синхронные двигатели с постоянными магнитами сохраняют высокий КПД и коэффициент мощности в широком диапазоне нагрузок: от 25% до 120% номинальной нагрузки. Это делает их особенно эффективными при работе с небольшой нагрузкой, где они остаются эффективными.
Магниты поверхностного монтажа размещаются на внешней поверхности ротора. Эта конфигурация проста и экономична, но может быть менее эффективной на более высоких скоростях из-за более высоких центробежных сил.
В ротор встроены встроенные или внутренние постоянные магниты. Такая конструкция обеспечивает лучшую механическую целостность и может более эффективно работать на более высоких скоростях.
В радиальных конструкциях магнитный поток направлен радиально наружу от ротора к статору. Это обычная и простая конфигурация.
Тангенциальные конструкции направляют магнитный поток тангенциально. Это позволяет увеличить площадь возбуждения и особенно подходит для многополюсных двигателей, где требуется высокий крутящий момент.
Гибридные конструкции сочетают в себе особенности радиальной и тангенциальной конструкции для оптимизации производительности для конкретных применений. Они менее распространены из-за своей сложности.
Многополюсная конструкция используется для снижения номинальной синхронной скорости за счет увеличения количества полюсов. Это помогает достичь высокого крутящего момента на низких скоростях, что полезно для приложений с прямым приводом.
Для требований низкой скорости и высокого крутящего момента решающее значение имеет оптимизация конструкции двигателя с достаточным количеством полюсов и соответствующим размещением магнитов. Это обеспечивает эффективную работу без чрезмерных токов инвертора.
Выходная частота инвертора SPWM должна быть высокой (обычно выше 25 Гц), чтобы обеспечить достаточный диапазон линейной регулировки системы привода.
Двигатель должен быть спроектирован так, чтобы иметь низкую номинальную синхронную скорость, соответствующую выходной мощности инвертора, сводя к минимуму потребность в высоких токах инвертора и снижая общие затраты и потери системы.
Напряженность магнитного поля, обеспечиваемая постоянными магнитами, должна быть достаточной для создания необходимого крутящего момента. Это достигается за счет оптимизации размера и размещения магнита.
Тангенциальная структура особенно подходит для многополюсных двигателей, поскольку она позволяет увеличить площадь возбуждения под каждым полюсом, обеспечивая сильные магнитные поля, необходимые для высокого выходного крутящего момента.
При использовании обмоток с дробными пазами согласование полюсов и пазов выбирается таким образом, чтобы количество пазов на полюс на фазу (Q) было меньше 1. Такая конфигурация помогает оптимизировать производительность двигателя.
Обмотки с дробными пазами помогают уменьшить амплитуду зубчатого момента, что сводит к минимуму пульсации крутящего момента и повышает плавность хода двигателя.
За счет снижения зубчатого момента обмотки с дробным пазом повышают точность регулирования скорости, делая работу двигателя более точной.
Плавная работа, обеспечиваемая дробными пазовыми обмотками, приводит к снижению уровня вибрации и шума, что способствует более тихой работе двигателя.
Обмотки с дробными пазами улучшают распределение обмотки, что усиливает синусоидальный характер наведенной обратной электродвижущей силы (ЭДС) двигателя.
Более синусоидальная обратная ЭДС приводит к улучшению общей производительности двигателя, включая снижение гармонических искажений и более плавную работу.
Использование пазов меньшего размера в статоре увеличивает эффективную площадь использования, позволяя более эффективно использовать материал статора.
Длина конца катушки укорачивается в обмотках с неполным пазом, что уменьшает количество необходимой меди и минимизирует резистивные потери.
Шаг двигателя, равный 1, означает, что каждая катушка намотана вокруг одного зубца, что упрощает процесс намотки и повышает эффективность двигателя.
Такая конструкция уменьшает окружность и длину катушки, что приводит к снижению потерь в меди и повышению эффективности.
Минимизируя длину обмотки и используя меньше меди, обмотки с дробными пазами уменьшают потери в меди, что повышает общий КПД двигателя.
Конструкция обмоток с дробными пазами приводит к экономии средств за счет меньшего использования материала и производственных затрат, а также повышения эффективности двигателя.
ЭННЭНГ является лидером в области двигателей с прямым приводом на постоянных магнитах.
ЭННЭНГ специализируется на разработке и производстве двигателей с прямым приводом на постоянных магнитах. Эти двигатели оснащены ротором с постоянными магнитами и широко используются в различных отраслях промышленности, таких как золотые прииски, угольные шахты, шинные заводы, нефтяные скважины и водоочистные сооружения. Двигатели с прямым приводом на постоянных магнитах обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционными системами двигателей. Они устраняют необходимость в редукторе, что приводит к низкому механическому шуму, небольшой вибрации и низкой частоте отказов. Двигатели имеют высокий КПД до 93-97% и коэффициент мощности до 0.99, что приводит к экономии электроэнергии и увеличению активной мощности в системе. По сравнению с двигателями с редукторами скорости двигатели с прямым приводом на постоянных магнитах имеют более высокий КПД трансмиссии и требуют меньшего обслуживания. Благодаря компактной конструкции и надежной работе эти двигатели являются идеальным выбором для применений, требующих низкой скорости и высокой мощности.
