محرك التيار المتردد الصناعي ثلاثي الطور PMSM تيار بدء منخفض للناقل الحزام

الاختلافات بين محرك المغناطيس الدائم والمحرك غير المتزامن

01. هيكل الدوار

المحرك غير المتزامن: يتكون الجزء المتحرك من قلب حديدي وملف ، يتكون بشكل أساسي من قفص السنجاب والدوارات ذات الجرح السلكي.الدوار القفص السنجابي مصبوب بقضبان من الألومنيوم.يحرك المجال المغناطيسي لقضيب الألومنيوم الذي يقطع الجزء الثابت الدوار.

محرك PMSM: المغناطيس الدائم مدمج في الأقطاب المغناطيسية الدوارة ، ويتم دفعه للدوران بواسطة المجال المغناطيسي الدوار المتولد في الجزء الثابت وفقًا لمبدأ الأقطاب المغناطيسية لنفس المرحلة التي تجذب التنافرات المختلفة.

02. الكفاءة

المحركات غير المتزامنة: تحتاج إلى امتصاص التيار من إثارة الشبكة ، مما يؤدي إلى قدر معين من فقدان الطاقة ، والتيار التفاعلي للمحرك ، وعامل القدرة المنخفض.

محرك PMSM: يتم توفير المجال المغناطيسي بواسطة مغناطيس دائم ، ولا يحتاج الدوار إلى تيار مثير ، ويتم تحسين كفاءة المحرك.

03. الحجم والوزن

إن استخدام مواد المغناطيس الدائم عالية الأداء يجعل المجال المغناطيسي للفجوة الهوائية للمحركات المتزامنة ذات المغناطيس الدائم أكبر من المحركات غير المتزامنة.يتم تقليل الحجم والوزن مقارنة بالمحركات غير المتزامنة.سيكون حجم إطار واحد أو اثنين أقل من المحركات غير المتزامنة.

04. تيار بدء تشغيل المحرك

محرك غير متزامن: يتم تشغيله مباشرة عن طريق كهرباء تردد الطاقة ، وتيار البدء كبير ، ويمكن أن يصل إلى 5 إلى 7 أضعاف التيار المقدر ، مما له تأثير كبير على شبكة الطاقة في لحظة.يؤدي تيار البدء الكبير إلى زيادة انخفاض جهد مقاومة التسرب لملف الجزء الثابت ، وعزم دوران البدء صغير بحيث لا يمكن تحقيق بدء التشغيل الشاق.حتى إذا تم استخدام العاكس ، فيمكن أن يبدأ فقط ضمن النطاق الحالي للإخراج المقدر.

محرك PMSM: يتم تشغيله بواسطة وحدة تحكم مخصصة ، والتي تفتقر إلى متطلبات الإخراج المقدرة للمخفض.تيار البدء الفعلي صغير ، والتيار يزداد تدريجيًا وفقًا للحمل ، وعزم دوران البداية كبير.

05. معامل القدرة

تحتوي المحركات غير المتزامنة على عامل طاقة منخفض ، ويجب أن تمتص كمية كبيرة من التيار التفاعلي من شبكة الطاقة ، وسيؤدي تيار البدء الكبير للمحركات غير المتزامنة إلى تأثير قصير المدى على شبكة الطاقة ، وسيؤدي الاستخدام طويل المدى إلى حدوث أضرار معينة لمعدات شبكة الطاقة والمحولات.من الضروري إضافة وحدات تعويض الطاقة وإجراء تعويض الطاقة التفاعلية لضمان جودة شبكة الطاقة وزيادة تكلفة استخدام المعدات.

لا يوجد تيار مستحث في دوار المحرك المتزامن ذو المغناطيس الدائم ، وعامل القدرة للمحرك مرتفع ، مما يحسن عامل الجودة لشبكة الطاقة ويلغي الحاجة إلى تثبيت المعوض.

06. الصيانة

المحرك غير المتزامن + هيكل المخفض سوف يولد الاهتزاز والحرارة ومعدل الفشل العالي واستهلاك زيوت التشحيم الكبير وتكلفة الصيانة اليدوية العالية ؛سوف يتسبب في خسائر معينة في وقت التوقف عن العمل.

المحرك المتزامن ذو المغناطيس الدائم ثلاثي الأطوار يقود المعدات مباشرة.نظرًا لاستبعاد المخفض ، تكون سرعة خرج المحرك منخفضة ، والضوضاء الميكانيكية منخفضة ، والاهتزاز الميكانيكي صغير ، ومعدل الفشل منخفض.يكاد يكون نظام القيادة بأكمله خاليًا من الصيانة.

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.

SPM مقابل IPM

يمكن فصل محرك PM إلى فئتين رئيسيتين: محركات المغناطيس الدائم السطحي (SPM) ومحركات المغناطيس الدائم الداخلية (IPM).لا يحتوي أي نوع من تصميم المحرك على قضبان دوارة.يولد كلا النوعين تدفقًا مغناطيسيًا بواسطة مغناطيس دائم مثبت على الدوار أو بداخله.

تحتوي محركات SPM على مغناطيس مثبت على السطح الخارجي لسطح الدوار.بسبب هذا التركيب الميكانيكي ، تكون قوتها الميكانيكية أضعف من تلك الموجودة في محركات IPM.تحد القوة الميكانيكية الضعيفة من السرعة الميكانيكية الآمنة القصوى للمحرك.بالإضافة إلى ذلك ، تعرض هذه المحركات بروز مغناطيسي محدود للغاية (Ld ≈ Lq).قيم المحاثة المقاسة عند أطراف الدوار متسقة بغض النظر عن موضع العضو الدوار.بسبب نسبة الملوحة القريبة من الوحدة ، تعتمد تصميمات محرك SPM بشكل كبير ، إن لم يكن بالكامل ، على مكون عزم الدوران المغناطيسي لإنتاج عزم الدوران.

تحتوي محركات IPM على مغناطيس دائم مدمج في الدوار نفسه.على عكس نظرائهم في SPM ، فإن موقع المغناطيس الدائم يجعل محركات IPM سليمة ميكانيكيًا للغاية ، ومناسبة للعمل بسرعات عالية جدًا.يتم تحديد هذه المحركات أيضًا من خلال نسبة الملوحة المغناطيسية العالية نسبيًا (Lq> Ld).نظرًا لبروزها المغناطيسي ، فإن محرك IPM لديه القدرة على توليد عزم الدوران من خلال الاستفادة من مكونات عزم الدوران المغناطيسية والمقاومة للمحرك.

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.

لماذا يجب عليك اختيار محرك IPM بدلاً من SPM؟

1. يتم تحقيق عزم دوران عالي باستخدام عزم دوران ممانعة بالإضافة إلى عزم دوران مغناطيسي.

2. تستهلك محركات IPM طاقة أقل بنسبة 30٪ مقارنة بالمحركات الكهربائية التقليدية.

3. تم تحسين الأمان الميكانيكي لأنه ، على عكس SPM ، لن ينفصل المغناطيس بسبب قوة الطرد المركزي.

4. يمكن أن تستجيب لدوران المحرك عالي السرعة عن طريق التحكم في نوعي عزم الدوران باستخدام التحكم في القوة الموجهة.

إضعاف / تكثيف الجريان لمحركات الجسيمات الدقيقة

يتم إنشاء التدفق في محرك مغناطيسي دائم بواسطة المغناطيس.يتبع مجال التدفق مسارًا معينًا يمكن تعزيزه أو معارضته.سيسمح تعزيز مجال التدفق أو تكثيفه للمحرك بزيادة إنتاج عزم الدوران مؤقتًا.ستؤدي معارضة مجال التدفق إلى إبطال المجال المغناطيسي الحالي للمحرك.سيحد مجال المغناطيس المنخفض من إنتاج عزم الدوران ، ولكنه يقلل من جهد التيار الكهربي الخلفي.يعمل الجهد الكهربي الخلفي المنخفض على تحرير الجهد لدفع المحرك للعمل بسرعات خرج أعلى.يتطلب كلا النوعين من العمليات تيارًا إضافيًا للمحرك.يحدد اتجاه تيار المحرك عبر المحور d ، الذي توفره وحدة التحكم في المحرك ، التأثير المطلوب.

أعمدة ومحركات مسننة

أقطاب المحرك هي ببساطة النقاط المغناطيسية بين الشمال والجنوب على الجزء الثابت والدوار.في PMACMs ، تكون هذه الأقطاب دائمة في الدوار ويتم تبديلها في الجزء الثابت لإنتاج الدوران.يمكن أن تحدث ظاهرة تعرف باسم التروس الحركي ، حيث يتسبب التغلب المستمر على جاذبية وتنافر المغناطيس الدائم في اهتزاز غير مرغوب فيه أثناء الدوران الدوار.يحدث الترس عادةً عند بدء تشغيل المحرك ويمكن أن يتسبب في اهتزازات وضوضاء ودوران غير متساوٍ.تساعد زيادة عدد الأعمدة في PMACM في تقليل هذه المشكلة بالإضافة إلى تأثير تموج عزم الدوران.لذلك ، تحتوي PMACM عادةً على أعمدة أكثر من المحركات التحريضية ، مما يشير إلى أنها تحتاج إلى تردد إدخال أعلى لتحقيق سرعات دوران مماثلة.

هناك العديد من الطرق لبدء تشغيل محرك متزامن مغناطيسي دائم ، بما في ذلك البدء المباشر ، وبدء إزالة الضغط بالاقتران الذاتي ، وبدء إزالة الضغط Y-Δ ، والبدء الناعم ، وبداية العاكس ، وما إلى ذلك ، فما الفرق بينهما؟

1. عندما تسمح سعة الشبكة والحمل بالبدء المباشر للجهد الكامل ، يمكن اعتبار البدء المباشر للجهد الكامل.المزايا هي التشغيل والتحكم المريح ، الصيانة البسيطة ، والاقتصاد العالي.إنها تستخدم بشكل أساسي لبدء تشغيل محركات الطاقة الصغيرة.

2. يبدأ ناقل الحركة الأوتوماتيكي باستخدام اللمس المتعدد لناقل الحركة الأوتوماتيكي لتقليل الضغط ، والذي لا يمكن أن يلبي فقط احتياجات الأحمال المختلفة ولكن أيضًا عزم الدوران سيكون أكبر.إنها طريقة بدء إزالة الضغط وغالبًا ما تستخدم لبدء تشغيل محركات عالية السعة.

3. Y-يبدأ في العمل بشكل طبيعي.يتم جرح محرك قفص السنجاب غير المتزامن وتوصيله بالجزء الثابت من دلتا.إذا تم جرح الجزء الثابت في نجم عند البدء ، ثم تم توصيله بالدلتا بعد البدء ، فيمكن تقليل تيار البدء ويمكن تخفيف التأثير على شبكة الطاقة.يشار إلى وضع بدء التشغيل هذا على أنه بداية إلغاء ضغط دلتا النجم ، أو بداية دلتا النجم (بداية دلتا Y).إنها مناسبة لبدء التشغيل بدون حمل أو حمل خفيف.بالمقارنة مع أي مشغل آخر لفك الضغط ، فإنه يحتوي على أبسط هيكل وأقل تكلفة أيضًا.بالإضافة إلى ذلك ، يتميز وضع بدء النجم دلتا بميزة أخرى ، أي أنه يمكن تشغيل المحرك المتزامن ذو المغناطيس الدائم في وضع الاتصال بالنجوم عندما يكون الحمل خفيفًا.في هذا الوقت ، يمكن مطابقة عزم الدوران المقدّر والحمل ، وبالتالي تحسين كفاءة المحرك وتوفير استهلاك الطاقة.

4. يتبنى المبدئ الناعم مبدأ تنظيم جهد تحول الطور للمقوم المتحكم فيه بالسيليكون لتحقيق بداية تنظيم الجهد للمحرك.إنها تستخدم بشكل أساسي لبدء التحكم في المحركات المتزامنة ذات المغناطيس الدائم ، مع تأثير بدء جيد وتكلفة عالية.

5. محول التردد هو جهاز تحكم في المحرك بأعلى محتوى تقني ، ووظائف تحكم كاملة ، وأفضل تأثير تحكم في مجال التحكم في المحرك الحديث.يضبط سرعة وعزم دوران المحرك المتزامن ذو المغناطيس الدائم عن طريق تغيير تردد شبكة الطاقة ، ويستخدم بشكل أساسي في المجالات التي تتطلب متطلبات عالية لتنظيم السرعة والتحكم عالي السرعة.

بداية تخفيف الضغط ، بداية دلتا نجمة مشتركة ، والعيب هو أن عزم الدوران الأولي صغير ، ومناسب فقط لبدء التشغيل بدون حمل أو تحميل خفيف.الميزة هي أنها رخيصة.البداية الناعمة ، يمكنك ضبط وقت البدء والعزم الأولي لمعدات البدء ، وتحقيق بداية ناعمة وتوقف ناعم ، ويمكن أن تحد من تيار البدء ، والسعر معتدل.يبدأ تحويل التردد ، ويبدأ بسلاسة وفقًا للوقت المحدد ، والسماح للجهاز بالعمل بالتردد المحدد ، يكون السعر مرتفعًا.