هيكل بسيط نيوديميوم محرك مغناطيسي دائم PMM 5.5kw-3000kw

لماذا تختار محركات التيار المتردد ذات المغناطيس الدائم؟
 
توفر محركات التيار المتردد ذات المغناطيس الدائم (PMAC) العديد من المزايا مقارنة بأنواع المحركات الأخرى ، بما في ذلك:
 
كفاءة عالية: تتميز محركات PMAC بكفاءة عالية نظرًا لعدم وجود خسائر في النحاس الدوار وتقليل خسائر اللف.يمكنهم تحقيق كفاءات تصل إلى 97٪ ، مما يؤدي إلى توفير كبير في الطاقة.
 
كثافة الطاقة العالية: تتميز محركات PMAC بكثافة طاقة أعلى مقارنة بأنواع المحركات الأخرى ، مما يعني أنها يمكن أن تنتج طاقة أكبر لكل وحدة حجم ووزن.هذا يجعلها مثالية للتطبيقات حيث تكون المساحة محدودة.
 
كثافة عزم دوران عالية: تتميز محركات PMAC بكثافة عزم دوران عالية ، مما يعني أنها يمكن أن تنتج المزيد من عزم الدوران لكل وحدة حجم ووزن.هذا يجعلها مثالية للتطبيقات التي تتطلب عزم دوران عالي.
 
انخفاض الصيانة: نظرًا لأن محركات PMAC لا تحتوي على فرش ، فإنها تتطلب صيانة أقل ولها عمر أطول من أنواع المحركات الأخرى.
 
تحكم محسّن: تتمتع محركات PMAC بتحكم أفضل في السرعة وعزم الدوران مقارنةً بأنواع المحركات الأخرى ، مما يجعلها مثالية للتطبيقات التي تتطلب تحكمًا دقيقًا.
 
صديقة للبيئة: تعد محركات PMAC صديقة للبيئة أكثر من أنواع المحركات الأخرى لأنها تستخدم معادن أرضية نادرة ، والتي يسهل إعادة تدويرها وتنتج نفايات أقل مقارنة بأنواع المحركات الأخرى.
 
بشكل عام ، فإن مزايا محركات PMAC تجعلها خيارًا ممتازًا لمجموعة واسعة من التطبيقات ، بما في ذلك السيارات الكهربائية والآلات الصناعية وأنظمة الطاقة المتجددة.
 
 
تحتوي محركات التيار المتردد ذات المغناطيس الدائم (PMAC) على مجموعة واسعة من التطبيقات بما في ذلك:
 
الآلات الصناعية: تُستخدم محركات PMAC في مجموعة متنوعة من تطبيقات الآلات الصناعية ، مثل المضخات والضواغط والمراوح وأدوات الآلات.إنها توفر كفاءة عالية وكثافة طاقة عالية وتحكم دقيق ، مما يجعلها مثالية لهذه التطبيقات.
 
الروبوتات: تُستخدم محركات PMAC في تطبيقات الروبوتات والأتمتة ، حيث توفر كثافة عزم دوران عالية وتحكمًا دقيقًا وكفاءة عالية.غالبًا ما تستخدم في الأذرع الروبوتية والمقابض وأنظمة التحكم في الحركة الأخرى.
 
أنظمة HVAC: تُستخدم محركات PMAC في أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) ، حيث توفر كفاءة عالية وتحكمًا دقيقًا ومستويات ضوضاء منخفضة.غالبًا ما تستخدم في المراوح والمضخات في هذه الأنظمة.
 
أنظمة الطاقة المتجددة: تُستخدم محركات PMAC في أنظمة الطاقة المتجددة ، مثل توربينات الرياح وأجهزة تعقب الطاقة الشمسية ، حيث توفر كفاءة عالية وكثافة طاقة عالية وتحكمًا دقيقًا.غالبًا ما يتم استخدامها في المولدات وأنظمة التتبع في هذه الأنظمة.
 
المعدات الطبية: تُستخدم محركات PMAC في المعدات الطبية ، مثل أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي ، حيث توفر كثافة عزم دوران عالية ، وتحكمًا دقيقًا ، ومستويات ضوضاء منخفضة.غالبًا ما تستخدم في المحركات التي تقود الأجزاء المتحركة في هذه الآلات.

عمل محرك متزامن مغناطيسي دائم:

إن عمل المحرك المتزامن ذو المغناطيس الدائم بسيط للغاية وسريع وفعال عند مقارنته بالمحركات التقليدية.يعتمد عمل PMSM على المجال المغناطيسي الدوار للجزء الثابت والحقل المغناطيسي الثابت للعضو الدوار.يتم استخدام المغناطيس الدائم كعضو دوار لإنشاء تدفق مغناطيسي ثابت وتشغيله وقفله بسرعة متزامنة.هذه الأنواع من المحركات تشبه محركات التيار المستمر بدون فرش.

تتشكل مجموعات الطور من خلال ضم ملفات الجزء الثابت مع بعضها البعض.يتم ضم مجموعات الأطوار هذه معًا لتشكيل اتصالات مختلفة مثل النجمة والدلتا والمراحل المزدوجة والمفردة.لتقليل الفولتية التوافقية ، يجب لف اللفات مع بعضها البعض قريبًا.

عندما يتم إعطاء إمداد التيار المتردد ثلاثي الأطوار للجزء الثابت ، فإنه يخلق مجالًا مغناطيسيًا دوارًا وينتج المجال المغناطيسي الثابت بسبب المغناطيس الدائم للعضو الدوار.يعمل هذا الدوار بالتزامن مع السرعة المتزامنة.يعتمد العمل الكامل لـ PMSM على فجوة الهواء بين الجزء الثابت والدوار بدون تحميل.

إذا كانت فجوة الهواء كبيرة ، فسيتم تقليل خسائر انحراف القذيفه بفعل الهواء للمحرك.أقطاب المجال التي تم إنشاؤها بواسطة المغناطيس الدائم بارزة.المحركات المتزامنة ذات المغناطيس الدائم ليست محركات ذاتية التشغيل.لذلك ، من الضروري التحكم في التردد المتغير للجزء الثابت إلكترونيًا.
 
معادلة EMF وعزم الدوران
في آلة متزامنة ، يُطلق على متوسط ​​EMF المستحث لكل مرحلة اسم المستحثات الديناميكية EMF في محرك متزامن ، ويكون التدفق المقطوع بواسطة كل موصل لكل ثورة هو Pϕ Weber
ثم الوقت المستغرق لإكمال ثورة واحدة هو 60 / نيوتن
 
يمكن حساب متوسط ​​EMF المستحث لكل موصل باستخدام
 
(PϕN / 60) × Zph = (PϕN / 60) × 2Tph
 
حيث Tph = Zph / 2
 
لذلك ، فإن متوسط ​​EMF لكل مرحلة هو ،
 
= 4 x ϕ x Tph x PN / 120 = 4ϕfTph
حيث Tph = لا.من المنعطفات متصلة في سلسلة لكل مرحلة
 
ϕ = التدفق / القطب في ويبر
 
P = لا.من أعمدة
 
F = التردد بالهرتز
 
Zph = لا.من الموصلات متصلة في سلسلة لكل مرحلة.= Zph / 3
 
تعتمد معادلة EMF على الملفات والموصلات الموجودة في الجزء الثابت.بالنسبة لهذا المحرك ، يتم أيضًا مراعاة عامل التوزيع Kd وعامل الخطوة Kp.
 
ومن ثم ، E = 4 x ϕ xfx Tph xKd x Kp
 
يتم إعطاء معادلة عزم الدوران لمحرك متزامن مغناطيسي دائم على النحو التالي ،
 
T = (3 x Eph x Iph x sinβ) / m

هيكل محرك IPM (المغناطيس الدائم الداخلي)

يحتوي محرك SPM التقليدي (المغناطيس الدائم للسطح) على هيكل يتم فيه توصيل مغناطيس دائم بسطح الدوار.يستخدم فقط عزم الدوران المغناطيسي من المغناطيس.من ناحية أخرى ، يستخدم محرك IPM ممانعة من خلال المقاومة المغناطيسية بالإضافة إلى عزم الدوران المغناطيسي عن طريق تضمين مغناطيس دائم في الدوار نفسه.

SPM مقابل هيكل الدوار للمحرك IPM

ميزات محرك IPM (المغناطيس الدائم الداخلي)

عزم دوران عالي وكفاءة عالية
يتم تحقيق عزم دوران عالي ومخرجات عالية باستخدام عزم دوران ممانعة بالإضافة إلى عزم الدوران المغناطيسي.

عملية موفرة للطاقة
تستهلك طاقة أقل بنسبة 30٪ مقارنة بمحركات SPM التقليدية.

دوران عالي السرعة
يمكن أن تستجيب لدوران المحرك عالي السرعة من خلال التحكم في نوعي عزم الدوران باستخدام التحكم في القوة الموجهة.

أمان
نظرًا لأن المغناطيس الدائم مدمج ، يتم تحسين السلامة الميكانيكية ، على عكس SPM ، لن ينفصل المغناطيس بسبب قوة الطرد المركزي.

ميزات التحكم في المتجهات

في حين أن النظام التقليدي (نظام التوصيل 120 درجة) يحتوي على التيار المطبق في المحرك كموجة مربعة ، فإن التحكم في القوة الموجهة يؤثر على الجهد الذي يتحول إلى موجة جيبية باتجاه موضع الدوار (زاوية المغناطيس) ، لذلك يصبح من الممكن التحكم في تيار المحرك.

يتميز المحرك المتزامن المغناطيسي الدائم بالخصائص التالية:

1. الكفاءة المقدرة 2٪ إلى 5٪ أعلى من المحركات غير المتزامنة العادية ؛

2. ترتفع الكفاءة بسرعة مع زيادة الحمل.عندما يتغير الحمل في نطاق 25٪ إلى 120٪ ، فإنه يحافظ على كفاءة عالية.نطاق التشغيل عالي الكفاءة أعلى بكثير من نطاق المحركات غير المتزامنة العادية.الحمل الخفيف والحمل المتغير والحمل الكامل جميعها لها تأثيرات كبيرة في توفير الطاقة ؛

3. عوامل القدرة تصل إلى 0.95 وما فوق ، لا يتطلب أي تعويض تفاعلي ؛

4. تم تحسين عامل الطاقة بشكل كبير.بالمقارنة مع المحركات غير المتزامنة ، يتم تقليل تيار التشغيل بأكثر من 10٪.بسبب الانخفاض في فاقد تيار التشغيل والنظام ، يمكن تحقيق تأثيرات توفير الطاقة بحوالي 1٪.

5. ارتفاع درجة الحرارة المنخفضة ، كثافة الطاقة العالية: 20 كيلو أقل من ارتفاع درجة حرارة المحرك غير المتزامن ثلاثي الأطوار ، ارتفاع درجة حرارة التصميم هو نفسه ويمكن تحويله إلى حجم أصغر ، مما يوفر مواد أكثر فاعلية ؛

6. عزم دوران عالي وقدرة تحميل زائدة عالية: وفقًا للمتطلبات ، يمكن تصميمها بعزم دوران عالي (3-5 مرات) وقدرة تحميل زائدة عالية.

7. يتم استخدام نظام التحكم في سرعة التردد المتغير ، وهو أفضل في الاستجابة الديناميكية وأفضل من المحركات غير المتزامنة.

8. أبعاد التثبيت هي نفسها المحركات غير المتزامنة المستخدمة حاليًا على نطاق واسع ، والتصميم والاختيار مريح للغاية.

9. نظرًا للزيادة في عامل الطاقة ، يتم تقليل الطاقة المرئية لمحول نظام إمداد الطاقة بشكل كبير ، مما يحسن قدرة إمداد الطاقة للمحول ، ويمكن أيضًا أن يقلل بشكل كبير من تكلفة كابل النظام (مشروع جديد) ؛

10. عند بناء المشروع الجديد ، تستخدم جميع أنظمة القيادة محركات متزامنة مغناطيسية دائمة ، ويكون استثمار المشروع في الأساس نفس استخدام المحركات غير المتزامنة ، ويمكن أن يستمر المشروع في الحصول على فوائد توفير الطاقة بعد وضع المشروع في عملية؛

في القطاع الصناعي العام ، استبدال المحركات غير المتزامنة عالية الكفاءة (380/660/1140 فولت) ذات الجهد المنخفض ، يوفر النظام 5٪ إلى 30٪ من الطاقة ، والمحركات غير المتزامنة ذات الجهد العالي (6kV / 10kV) عالية الكفاءة ، يوفر النظام 2٪ to10٪.