مغنطيس دائم مثبت على السطح محرك متزامن لتبريد المياه الداخلية PMSM

لماذا تختار محركات الماجستير الدائم؟
 
توفر محركات المغناطيس الدائم AC (PMAC) العديد من المزايا على أنواع أخرى من المحركات ، بما في ذلك:
 
الكفاءة العالية: محركات PMAC عالية الكفاءة بسبب غياب خسائر النحاس في الدوار وخسائر التلف منخفضة. يمكنها تحقيق كفاءات تصل إلى 97٪ ،مما يؤدي إلى وفورات كبيرة في استخدام الطاقة.
 
كثافة طاقة عالية: محركات PMAC لديها كثافة طاقة أعلى مقارنة بأنواع المحركات الأخرى ، مما يعني أنها يمكن أن تنتج المزيد من الطاقة لكل وحدة من الحجم والوزن.هذا يجعلها مثالية للتطبيقات حيث المساحة محدودة.
 
كثافة عزم دوران عالية: محركات PMAC لديها كثافة عزم دوران عالية ، مما يعني أنها يمكن أن تنتج عزم دوران أكثر لكل وحدة من الحجم والوزن. وهذا يجعلها مثالية للتطبيقات التي تتطلب عزم دوران كبير.
 
صيانة أقل: نظرًا لأن محركات PMAC لا تحتوي على فرشاة ، فإنها تتطلب صيانة أقل ولديها عمر أطول من أنواع المحركات الأخرى.
 
تحسين التحكم: محركات PMAC لديها تحكم أفضل في السرعة والدوران مقارنة بنوع المحركات الأخرى ، مما يجعلها مثالية للتطبيقات التي تتطلب تحكمًا دقيقًا.
 
صديقة للبيئة: محركات PMAC أكثر صديقة للبيئة من أنواع المحركات الأخرى لأنها تستخدم معادن الأرض النادرة ،والتي هي أسهل لإعادة تدوير وتنتج أقل نفايات مقارنة مع أنواع المحركات الأخرى.
 
بشكل عام ، فإن مزايا محركات PMAC تجعلها خيارًا ممتازًا لمجموعة واسعة من التطبيقات ، بما في ذلك المركبات الكهربائية والآلات الصناعية وأنظمة الطاقة المتجددة.
 
 
المحركات ذات المغناطيس الدائم AC (PMAC) لديها مجموعة واسعة من التطبيقات بما في ذلك:
 
الآلات الصناعية: تستخدم محركات PMAC في مجموعة متنوعة من تطبيقات الآلات الصناعية ، مثل المضخات والضاغطات والمروحة وأدوات الآلات.والتحكم الدقيق، مما يجعلها مثالية لهذه التطبيقات.
 
الروبوتات: تستخدم محركات PMAC في تطبيقات الروبوتات والأتمتة ، حيث توفر كثافة عزم دوران عالية ، والتحكم الدقيق ، وكفاءة عالية. غالبًا ما تستخدم في الذراعين الروبوتية ، والمقبضات ،وأنظمة التحكم في الحركة الأخرى.
 
أنظمة HVAC: تستخدم محركات PMAC في أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) ، حيث توفر كفاءة عالية والتحكم الدقيق وانخفاض مستويات الضوضاء.غالبا ما تستخدم في المروحة والمضخات في هذه الأنظمة.
 
أنظمة الطاقة المتجددة: يتم استخدام محركات PMAC في أنظمة الطاقة المتجددة ، مثل توربينات الرياح ومتتبعات الطاقة الشمسية ، حيث تقدم كفاءة عالية وكثافة طاقة عالية والتحكم الدقيق.غالبا ما تستخدم في المولدات وأنظمة التتبع في هذه الأنظمة.
 
المعدات الطبية: تستخدم محركات PMAC في المعدات الطبية ، مثل آلات التصوير بالرنين المغناطيسي ، حيث توفر كثافة عزم عالية والتحكم الدقيق ومستويات ضوضاء منخفضة.غالبا ما تستخدم في المحركات التي تدفع الأجزاء المتحركة في هذه الآلات.

مبدأ العمل
مبدأ عمل المحرك المتزامن المغناطيسي الدائم مشابه للمحرك المتزامن. يعتمد على المجال المغناطيسي الدوار الذي يولد القوة الكهربائية الحركية بسرعة متزامنة.عندما يتم تشغيل التلف الستاتور عن طريق إعطاء إمدادات 3 مراحل، يتم إنشاء مجال مغناطيسي دوار بين فجوات الهواء.
 
هذا ينتج الدوران عند قطب مجال الدوار يحافظ على المجال المغناطيسي الدوار في سرعة متزامنة والدوار يدور باستمرار.من الضروري توفير مصدر طاقة متغير التردد.
 
المعادلة الكهرومغناطيسية والعزم
في آلة متزامنة ، يطلق على متوسط EMF المحفز لكل مرحلة EMF الديناميكي المحفز في محرك متزامن ، فإن تدفق قطع كل موصل لكل دورة هو Pφ Weber
ثم الوقت المطلوب لإكمال دورة واحدة هو 60 / N ثانية
 
يمكن حساب متوسط EMF المحفز لكل موصل باستخدام
 
(PφN / 60) × Zph = (PφN / 60) × 2Tph
 
حيث Tph = Zph / 2
 
وبالتالي فإن متوسط EMF لكل مرحلة هو،
 
= 4 × φ × Tph × PN/120 = 4φfTph
حيث Tph = عدد الدورات المتصلة في سلسلة لكل مرحلة
 
φ = التدفق/قطب في Weber
 
P=عدد
 
F= تردد في هرتز
 
Zph= عدد الموصلات المتصلة في سلسلة لكل مرحلة = Zph/3
 
تعتمد معادلة المجال الكهرومغناطيسي على الملفات والموصلات على الستاتور. لهذا المحرك ، يتم النظر أيضًا في عامل التوزيع Kd وعامل الطول Kp.
 
وبالتالي، E = 4 × φ × f × Tph × Kd × Kp
 
معادلة عزم الدوران لمحرك متزامن مغناطيس دائم تعطى على النحو التالي:
 
T = (3 x Eph x Iph x sinβ) / ωm
 
 
جهاز PMSM مثبت على السطح
في هذا البناء ، يتم تركيب المغناطيس على سطح الدوار. وهو مناسب للتطبيقات عالية السرعة ، لأنه ليس قويًا.أنها توفر فجوة الهواء موحدة لأن قابلية دخول المغناطيس الدائم وفجوة الهواء هي نفسهالا توجد عزم دوران، وأداء ديناميكي عالي، ومناسبة لأجهزة عالية السرعة مثل الروبوتات ودفع الأدوات.
 
PMSM مدفون أو PMSM الداخلي
في هذا النوع من البناء ، يتم تضمين المغناطيس الدائم في الدوار كما هو مبين في الشكل أدناه. وهو مناسب للتطبيقات عالية السرعة ويصبح قويًا.عزم الدوران غير المرغوب فيه يرجع إلى تبرز المحرك.

لماذا يجب أن تختار محرك IPM بدلا من SPM؟

1يتم تحقيق عزم دوران عالي باستخدام عزم دوران عدم الرغبة بالإضافة إلى عزم دوران مغناطيسي.

2محركات IPM تستهلك ما يصل إلى 30٪ طاقة أقل مقارنة بمحركات كهربائية تقليدية.

3يتم تحسين السلامة الميكانيكية، على عكس SPM، فإن المغناطيس لن تنفصل بسبب قوة الطرد المركزي.

4يمكن أن تستجيب لدوران المحرك عالية السرعة عن طريق التحكم في نوعين من عزم الدوران باستخدام التحكم المتجه.

عمل محرك متزامن بمغناطيس دائم:
عمل المحرك المزامنة المغناطيس الدائم بسيط جداً وسريع وفعال بالمقارنة مع المحركات التقليدية.عمل PMSM يعتمد على الحقل المغناطيسي الدوار للستاتور والحقل المغناطيسي الثابت للدورانتستخدم المغناطيسات الدائمة كدوارة لإنشاء تدفق مغناطيسي ثابت وتشغيل وقفل بسرعة متزامنة. هذه الأنواع من المحركات تشبه محركات DC بدون فرشاة.
 
يتم تشكيل مجموعات الفازور من خلال ربط طيات الستاتور مع بعضها البعض.والمرحلة المزدوجة والمرحلة الواحدةلتقليل الجهد الهارموني، يجب أن تكون الملفات مغلفة بشكل قصير مع بعضها البعض.
 
عندما يتم إعطاء إمدادات التيار المتردد ثلاثية المراحل إلى الستاتور ، فإنه يخلق مجال مغناطيسي دوار ويتم تحفيز المجال المغناطيسي الثابت بسبب المغناطيس الدائم للدوار.هذا الدوار يعمل في التزامن مع سرعة متزامنةيعتمد عمل PMSM بأكمله على فجوة الهواء بين الستاتور والدوار دون حمولة.
 
إذا كانت فجوة الهواء كبيرة، فإن خسائر الرياح للمحرك ستقل. أقطاب المجال التي يخلقها المغناطيس الدائم بارزة.المحركات المزامنة المغناطيس الدائم ليست محركات ذاتية البدءلذلك، فمن الضروري للسيطرة على تردد متغير من الستاتور إلكترونيا.
 

المزايا

مزايا المحرك المزامن المغناطيسي الدائم تشمل:

يوفر كفاءة أعلى عند السرعات العالية

متوفرة بأحجام صغيرة في عبوات مختلفة

الصيانة والتركيب أسهل بكثير من محرك الحث

قادرة على الحفاظ على عزم دوران كامل عند سرعات منخفضة

الكفاءة العالية والموثوقية

يمنح عزم دوران سلس وأداء ديناميكي

العيوب

عوائق المحركات المزامنة المغناطيس الدائم هي:

هذه الأنواع من المحركات مكلفة جدا بالمقارنة مع محركات الحث

من الصعب نوعا ما تشغيلها لأنها ليست محركات ذاتية التشغيل.

هناك العديد من الطرق لبدء محرك متزامن مغناطيس دائم ، بما في ذلك البدء المباشر ، وبدء فك الضغط بالربط الذاتي ، وبدء فك الضغط Y-Δ ، والبدء الناعم ، وبدء المحول ، إلخ.إذن ما الفرق بينهما?

1عندما تسمح طاقة الشبكة والحمل بدء التشغيل المباشر بالكامل ، يمكن النظر في بدء التشغيل المباشر بالكامل. المزايا هي التشغيل والتحكم المريح ، وصيانة بسيطة ،والاقتصاد العالييستخدم بشكل رئيسي لبدء محركات الطاقة الصغيرة.

2التروس الأوتوماتيكية تبدأ باستخدام متعددة اللمسات من التروس الأوتوماتيكية للحد من الضغط،والتي لا يمكن أن تلبي احتياجات الأحمال المختلفة فقط ولكن أيضا عزم الدوران البدائي سيكون أكبروهي طريقة إطلاق للضغط المنخفض وغالبا ما تستخدم لبدء المحركات ذات السعة العالية.

3يبدأ Y-Δ في التشغيل بشكل طبيعي. المحرك غير المتزامن في قفص السنجاب مغلف ومتصل بجهاز الدلتا. إذا تم مغلفة الجهاز في نجمة عند بدء التشغيل،ومن ثم وصل إلى دلتا بعد بدء، يمكن تقليل تيار البدء والتأثير على شبكة الكهرباء يمكن تخفيفه. يشار إلى وضع البدء هذا باسم بدء تخفيف الضغط النجمية دلتا ، أو بدء النجمية دلتا (بداية Y دلتا).انها مناسبة لبدء بدون حمولة أو الحمل الخفيفبالمقارنة مع أي بداية أخرى للضغط، فإنه يحتوي على أبسط هيكل وأقل تكلفة أيضا. بالإضافة إلى ذلك وضع بدء النجمة دلتا لديه ميزة أخرى، وهييمكن تشغيل المحرك المزامنة المغناطيس الدائم في وضع متصل بالنجوم عندما يكون الحمل خفيفًافي هذا الوقت ، يمكن مطابقة عزم الدوران المسموح به والحمل ، وبالتالي تحسين كفاءة المحرك وتوفير استهلاك الطاقة.

4. يعتمد المشغل الناعم مبدأ تنظيم الجهد التحول المرحلي للمصحح الذي يتم التحكم به بالسيليكون لتحقيق تشغيل تنظيم الجهد للمحرك.يستخدم أساسا لبدء التحكم في المغناطيس الدائم المحرك المزامنة، مع تأثير بداية جيدة والتكلفة العالية.

5محول التردد هو جهاز تحكم محرك مع أعلى محتوى فني، وأكثر وظائف التحكم اكتمالا، وأفضل تأثير التحكم في مجال التحكم المحرك الحديث.انها تعدل سرعة وعزم الدوران من المغناطيس الدائم المحرك المتزامن عن طريق تغيير تردد شبكة الطاقة، ويستخدم أساسا في المجالات التي تتطلب متطلبات عالية لتنظيم السرعة والتحكم في السرعة العالية.

بدء إزالة الضغط ، بدء نجم دلتا شائع ، والعيب هو أن عزم التشغيل هو صغير ، مناسب فقط لبدء بدون حمولة أو حمولة خفيفة. الميزة هي أنها رخيصة. بدء ناعم ،يمكنك تعيين وقت بدء وعزم الدوران الأولي من معدات بدء، تحقيق بداية ناعمة ووقف ناعمة ويمكن أن تحد من التيار البداية، والسعر معتدل.بدء بسلاسة وفقا للوقت المحدد ودع المعدات تعمل على التردد المحدد، والثمن مرتفع.