2024-03-28 11:50:29
By
Двигатель с редкоземельными постоянными магнитами — это новый тип двигателей с постоянными магнитами, появившийся в начале 70-х годов. Благодаря превосходным магнитным свойствам редкоземельных постоянных магнитов, больше не требуется после намагничивания создавать сильное постоянное магнитное поле с помощью внешней энергии. Заменив традиционные электродвигатели, двигатель с редкоземельными постоянными магнитами обладает не только высокой эффективностью, простой и надежной конструкцией, но и малыми размерами и весом. Он позволяет достичь непревзойденных высоких характеристик по сравнению с традиционными электродвигателями (например, высокая эффективность, высокая скорость, высокая скорость отклика), а также удовлетворять специфическим требованиям эксплуатации специальных двигателей, таких как тяговые двигатели лифтов, автомобильные двигатели и т.д. Двигатели с редкоземельными постоянными магнитами, сочетающие силовую электронику и микрокомпьютерное управление, выводят производительность двигателя и приводной системы на новый уровень. Для повышения производительности и уровня вспомогательных технологий и оборудования это важное направление развития в моторной промышленности, требующее корректировки промышленной структуры.
Двигатели с постоянными магнитами из редкоземельных элементов имеют широкий спектр применения, охватывающий практически всю авиацию, аэрокосмическую отрасль, оборонную промышленность, машиностроение, промышленное и сельскохозяйственное производство, а также повседневную жизнь в различных областях. К ним относятся синхронные двигатели с постоянными магнитами , генераторы с постоянными магнитами , двигатели постоянного тока с постоянными магнитами , бесщеточные двигатели постоянного тока , серводвигатели переменного тока с постоянными магнитами , линейные двигатели с постоянными магнитами , специальные двигатели с постоянными магнитами и соответствующие системы управления, охватывающие практически всю индустрию электродвигателей.
Компания Qingdao Enneng Motor Co., Ltd. (сокращенно « ENNENG ») — высокотехнологичное предприятие, объединяющее исследования и разработки, а также производство двигателей с постоянными магнитами. Обладая более чем десятком патентов, Enneng вошла в список « 100 инновационных предприятий » Циндао и была избрана членом Ассоциации производителей электродвигателей Циндао . Enneng стремится к сотрудничеству с пользователями по всему миру, уделяя особое внимание энергосберегающим решениям на благо общества и людей.
22 ноября 2021 года Министерство промышленности и информационных технологий и Главное управление по надзору за рынком и регулированию совместно опубликовали «План повышения энергоэффективности двигателей (2021-2023 годы)», в котором говорится, что к 2023 году годовой объем производства энергии -эффективные двигатели достигнут 170 миллионов киловатт, а доля эксплуатируемых энергоэффективных двигателей достигнет более 20%, что обеспечит годовую экономию электроэнергии в 49 миллиардов киловатт-часов. В документе четко указано, что «для вентиляторов, насосов, компрессоров, станков и другого оборудования общего назначения поощрять использование энергоэффективных двигателей 2-го уровня и выше. Для условий работы с переменной нагрузкой поощрять использование двигателей с постоянными магнитами с преобразованием частоты и регулированием скорости 2-го класса энергоэффективности и выше».
Согласно стандарту « Синхронные двигатели с постоянными магнитами» 2013 года , существующие двигатели с постоянными магнитами относятся к классам энергопотребления 1 и 2; в сочетании со стандартами «Предельные значения и классы энергоэффективности двигателей» (GB 18613-2020) и «План повышения энергоэффективности двигателей» только некоторые высокопроизводительные двигатели с постоянными магнитами на основе редкоземельных элементов NdFeB могут достигать КПД более 95% от КПД первого класса (соответствующего стандарту IE5), в то время как остальные двигатели с постоянными магнитами относятся ко второму классу энергопотребления. В настоящее время двигатели с постоянными магнитами на основе редкоземельных элементов позволяют экономить более 10% электроэнергии и повышать КПД более чем на 95%. Использование синхронных двигателей с постоянными магнитами на основе редкоземельных элементов позволяет достичь экономии реактивной мощности до 85%, а активной мощности — до 23–25%, что является значительным эффектом энергосбережения.
Промышленные электродвигатели составляют наибольшую долю в общем объеме потребления электроэнергии в обществе. В 2020 году в Китае насчитывалось около 4 миллиардов киловатт-часов электроэнергии, а общее потребление электроэнергии составило около 4.8 триллиона кВт·ч, что составляет 64% от общего потребления электроэнергии в обществе. Из них 3.84 триллиона кВт·ч приходилось на промышленные электродвигатели, что составляет около 75% от общего потребления электроэнергии в промышленности. Повышение энергоэффективности промышленных электродвигателей на 1% может обеспечить ежегодную экономию электроэнергии в размере около 38.4 миллиарда кВт·ч. Если повышение энергоэффективности составит 3%, ежегодная экономия электроэнергии будет равна годовой выработке электроэнергии в районе Трех ущелий. Государственный совет принял «Программу действий по достижению пика выбросов углерода до 2030 года», в которой подчеркивается необходимость повышения энергосбережения и эффективности ключевого энергопотребляющего оборудования, уделяя особое внимание двигателям, вентиляторам, насосам, компрессорам, трансформаторам, теплообменникам, промышленным котлам и другому оборудованию, а также комплексного повышения стандартов энергоэффективности.
Энергоэффективным двигателем считается стандартный двигатель с высокой эффективностью (соответствующий новым стандартам энергоэффективности двигателей, превышающим второй уровень). В мае 2020 года Китай объявил о новых стандартах энергоэффективности двигателей «GB18613-2020: предельные значения и уровни энергоэффективности двигателей». Стандарт был официально введен в действие 1 июня 2021 года, и двигатели с энергоэффективностью ниже IE3 (международный стандарт) были в обязательном порядке сняты с производства. К типам двигателей относятся трехфазные асинхронные двигатели, традиционные асинхронные двигатели и т. д. Хотя традиционные асинхронные двигатели могут повысить эффективность за счет увеличения количества используемых материалов, из-за основного принципа их работы существует предел для улучшения, и это улучшение очень сложно осуществить. Поэтому в части двигателей с энергоэффективностью IE4 и IE5 предпочтительно используется режим постоянных магнитов , применяемый в синхронных машинах с постоянными магнитами.
Энергосбережение: В отличие от асинхронных двигателей, ротору двигателей с постоянными магнитами не требуется ток возбуждения, что позволяет экономить энергию примерно на 15-20%.
Высокая эффективность: КПД двигателей с постоянными магнитами на 2-19 процентных пунктов выше, чем у традиционных двигателей.
Простая конструкция и низкий уровень отказов : в двигателе с постоянными магнитами отсутствует конструкция обмотки возбуждения и сердечника полюсов, поэтому не требуется регулирование электрического возбуждения, что экономит электроэнергию возбуждения и снижает потери при его подаче. В то же время, двигатель с постоянными магнитами генерирует магнитное поле с помощью редкоземельных постоянных магнитов, что исключает коммутацию контактных колец и щеток при преобразовании магнитных полюсов, упрощая общую конструкцию. Кроме того, двигатель с постоянными магнитами также избегает дефектов коммутационного устройства и обмотки возбуждения, которые подвержены отказам при длительной эксплуатации, что значительно повышает надежность двигателя. Эти особенности делают двигатели с постоянными магнитами проще и эффективнее в процессе проектирования и производства, а также снижают сложность технического обслуживания и ремонта.
Длительный срок службы: Ротор двигателя с постоянными магнитами имеет встроенную герметичную конструкцию, что способствует снижению трения и окисления во время вращения, а также повышает стабильность и срок службы двигателя.
Замена двигателя с редкоземельными постоянными магнитами и циклом окупаемости составляет около 1-2 лет, а экономическая выгода очевидна. Согласно литературе «о применении двигателей с редкоземельными постоянными магнитами на тепловых электростанциях», например, для циркуляционного водяного насоса мощностью 110 кВт коэффициент экономии электроэнергии составляет около 8.21%. При расчете на 7,000 часов работы в год можно сэкономить 63 200 000 кВт·ч электроэнергии, а при расчете по ставке 0.6 юаня/кВт·ч — 37 930 юаней в год. При себестоимости водяного насоса около 71 000 юаней цикл окупаемости составляет около 1.87 года. В разных областях применения коэффициент экономии электроэнергии составляет примерно 15-20%, а цикл окупаемости может быть еще короче.
Природа магнитного поля
Двигатели с постоянными магнитами не нуждаются во внешней энергии для поддержания своего магнитного поля после изготовления; Обычным двигателям нужен электрический ток, чтобы иметь магнитное поле.
Широко применимые случаи
Обычные двигатели должны приводить в движение зубчатый механизм для достижения высокого крутящего момента, в то время как двигатели с редкоземельными постоянными магнитами могут заменить зубчатый механизм для достижения прямого привода.
Хорошая стабильность при движении
По сравнению с другими типами двигателей, двигатели с постоянными магнитами (ПМ) работают более плавно и производят меньше шума и вибрации. Это способствует комфорту и надежности работы оборудования, особенно в условиях, чувствительных к шуму и вибрации.
Высокая удельная мощность и эффективность
По сравнению с обычными двигателями, синхронные двигатели с постоянными магнитами имеют высокую удельную мощность, что в основном связано с небольшими размерами двигателей с постоянными магнитами и высокой выработкой или выходной мощностью. По сравнению с обычными двигателями экономия энергии достигает 20-40%. Конструкция ротора двигателя с постоянными магнитами и обычного двигателя отличается: ротор двигателя с постоянными магнитами установлен с полюсами постоянного магнита; Ротор обычного двигателя оснащен катушкой возбуждения, для которой требуется, чтобы ток имел магнитное поле. Благодаря двигателям с постоянными магнитами мощность можно экономить на любой скорости, и это преимущество особенно очевидно на более низких скоростях. На большинстве современных подводных лодок используются тихоходные 7-лопастные гребные винты большого диаметра с большими боковыми наклонами или водометные движители, имеющие низкие скорости вращения и высокую движительную эффективность. Более того, подводная лодка в подводном положении маневрирует с более низким уровнем шума, так что это преимущество двигателей с постоянными магнитами можно лучше реализовать и использовать.
Небольшой размер, легкий вес, низкий рост температуры.
Конструкция синхронной машины с постоянными магнитами проста благодаря использованию высокоэффективного материала для постоянных магнитов, создающего магнитное поле. Это позволяет значительно усилить магнитное поле в воздушном зазоре двигателя с постоянными магнитами по сравнению с обычными двигателями, а также значительно уменьшить его объем и вес. Кроме того, гибкими являются размеры и форма двигателя. Отсутствие электрического возбуждения ротора означает отсутствие теплопотерь, поэтому двигатели с постоянными магнитами, как правило, имеют очень низкий температурный нагрев.
Более низкая частота отказов
В двигателях с постоянными магнитами в качестве источника магнитного поля используются высокоэффективные материалы с постоянными магнитами, благодаря чему двигатель имеет более стабильные характеристики магнитного поля. По сравнению с электрическим возбуждением или электромагнитом, используемым в традиционных двигателях, материалы с постоянными магнитами менее восприимчивы к внешним воздействиям окружающей среды и, следовательно, могут сохранять стабильную работу в течение длительного периода времени. Во-вторых, конструкция двигателей с постоянными магнитами относительно проста, без сложных коллекторных колец и щеточных устройств, что снижает потенциальные точки отказа. Коллекторные кольца и щетки в обычных двигателях часто выходят из строя из-за износа или плохого контакта, тогда как двигатели с постоянными магнитами избегают этих проблем.
Высокий пусковой момент и хорошая производительность.
Магниты в двигателях с постоянными магнитами генерируют стабильное магнитное поле, которое обеспечивает двигатель сильным пусковым моментом. По сравнению с обычными двигателями двигатели с постоянными магнитами могут быстро достигать высокого крутящего момента при запуске, что позволяет оборудованию быстро войти в нормальные рабочие условия.
Срок службы двигателей с постоянными магнитами обычно составляет 15-20 лет, а продолжительность срока службы двигателя зависит главным образом от обслуживания пользователем. Кроме того, окружающая среда, в которой используется двигатель с постоянными магнитами, хорошая или плохая, и двигатель подвергается воздействию электричества, магнетизма, тепла, вибрации и других факторов, которые влияют на срок службы синхронного двигателя с постоянными магнитами. .
Общие магниты имеют срок службы, при использовании в течение определенного количества лет магнетизм будет ослаблен, но магнитное изменение материала постоянного магнита неодим-железо-бор с течением времени очень мало, постоянные магниты из редкоземельных металлов в конструкции двигателя срок службы (10-20 лет), магнитный распад <3%, при существующей конструкции двигателя и электронной технологии управления, на общую производительность двигателя влияние очень незначительное.
Компания Enneng , ведущий поставщик двигателей с постоянными магнитами в Китае, может предложить клиентам оптимальные решения, соответствующие их потребностям. Основная продукция Enneng включает в себя стандартные двигатели с постоянными магнитами серии TYB , двигатели прямого привода и безредукторные двигатели серии TYDP , а также трехфазные синхронные двигатели переменного тока с постоянными магнитами серии FTYP и многое другое. Наши опытные инженеры предложат вам эффективное решение, соответствующее вашим требованиям. Ваши потребности – это всегда наш приоритет!
