محرك متزامن مغناطيسي دائم بدون فرشاة

الميزة المميزة لـ PMACMs هي أن المغناطيسات الدائمة داخل الدوار تعمل على المجال المغناطيسي الدوار (RMF) للفواصل القائمة ، ويتم صدها إلى حركة دورانية.هذا هو الانحراف من الدوارة الأخرى، حيث يجب تحفيز القوة المغناطيسية أو إنتاجها في غطاء الدوار ، مما يتطلب تيارًا أكبر. وهذا يعني أن PMACMs هي بشكل عام أكثر كفاءة من محركات التحفيز ،حيث أن المجال المغناطيسي للدوران دائم ولا يحتاج إلى مصدر طاقة لاستخدامه لتوليدهاهذا يعني أيضاً أنهم يتطلبون محرك تردد متغير (VFD، أو محرك PM) للعمل، وهو نظام تحكم يسلس عزم الدوران الذي تنتجه هذه المحركات.عن طريق تشغيل التيار على وإيقاف إلى الملفات الستاتور في مراحل معينة من دوران الدوار، محرك PM يسيطر في وقت واحد على عزم الدوران والتيار ويستخدم هذه البيانات لحساب موقع الدوار، وبالتالي سرعة عجلة الخروج.حيث أن سرعة دورانها تتطابق مع سرعة RMFهذه الآلات جديدة نسبياً ولا تزال قيد التحسين، لذلك فإن التشغيل المحدد لأي PMACM هو، في الوقت الحالي، فريد من نوعه بشكل أساسي لكل تصميم.

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.

SPM مقابل IPM

يمكن فصل محرك PM إلى فئتين رئيسيتين: محركات المغناطيس الدائم السطحي (SPM) ومحركات المغناطيس الدائم الداخلي (IPM). لا يحتوي أي من أنواع تصميم المحرك على قضبان الدوار.كلا النوعين توليد التدفق المغناطيسي من قبل المغناطيس الدائم المثبتة على أو داخل الدوار.

محركات SPM لديها مغناطيسات مثبتة على الخارج من سطح الدوار. بسبب هذا التثبيت الميكانيكي ، تكون قوتها الميكانيكية أضعف من محركات IPM.القوة الميكانيكية الضعيفة تحد من الحد الأقصى للسرعة الميكانيكية الآمنة للمحركوبالإضافة إلى ذلك، هذه المحركات تظهر مخرج مغناطيسي محدود جدا (Ld ≈ Lq).

قيم الحثية المقاسة في أطراف الدوار متسقة بغض النظر عن موقع الدوار. بسبب نسبة الارتفاع القريبة من الوحدة ، تعتمد تصاميم محركات SPM بشكل كبير ، إن لم يكن بالكامل ، على:على مكون العزم المغناطيسي لإنتاج عزم.

محركات IPM لديها مغناطيس دائم مضمن في الدوار نفسه. على عكس نظرائها SPM، موقع المغناطيس الدائم يجعل محركات IPM قوية جدا ميكانيكيا،و مناسبة للعمل عند سرعات عالية جداًيتم تعريف هذه المحركات أيضًا بنسبة الارتفاع المقناطيسي العالية نسبيًا (Lq > Ld).محرك IPM لديه القدرة على توليد عزم الدوران من خلال الاستفادة من كل من مكونات عزم الدوران المغناطيسي والمتردد للمحرك.

الاستشعار الذاتي مقابل تشغيل الحلقة المغلقة

تتيح التطورات الأخيرة في تكنولوجيا المحركات محركات التيار المتردد القياسية لـ "الاكتشاف الذاتي" وتتبع موقع مغناطيس المحرك. يستخدم نظام الحلقة المغلقة عادة قناة النبض z لتحسين الأداء.من خلال روتينات معينة، المحرك يعرف الموقع الدقيق لمغناطيس المحرك من خلال تتبع قنوات A / B وتصحيح الأخطاء مع قناة z.معرفة الموقع الدقيق للمغناطيس يسمح لإنتاج عزم دوران مثالي مما يؤدي إلى كفاءة مثالية.

ضعف تدفق / تكثيف محركات PM

يتم توليد التدفق في محرك المغناطيس الدائم بواسطة المغناطيسات. يتبع مجال التدفق مسارًا معينًا ، والذي يمكن تعزيزه أو معارضته.تعزيز أو تكثيف مجال التدفق سوف تسمح للمحرك لزيادة مؤقتة إنتاج عزم الدوران. معارضة مجال التدفق سوف تدمر المجال المغناطيسي الحالي للمحرك. الحقل المغناطيسي المحدودة سوف تحد من إنتاج عزم الدوران، ولكن تقلل من الجهد العكسي-EMF.انخفاض الجهد الخلفي EMF يحرر الجهد لدفع المحرك للعمل في سرعات الخروج أعلىكلا النوعين من العمليات تتطلب تيار محرك إضافي. اتجاه تيار المحرك عبر المحور d، المقدمة من قبل جهاز تحكم المحرك، يحدد التأثير المرغوب فيه.

المحرك المتزامن للمغناطيس الدائم له الخصائص التالية:

1الكفاءة الاسمية أعلى بنسبة 2% إلى 5% من المحركات غير المتزامنة العادية

2- يرتفع الكفاءة بسرعة مع زيادة الحمل. عندما يتغير الحمل في نطاق 25٪ إلى 120٪ ، فإنه يحافظ على كفاءة عالية.نطاق التشغيل عالية الكفاءة أعلى بكثير من أن من المحركات غير المزامنة العاديةالحمل الخفيف والحمل المتغير والحمل الكامل لهما تأثيرات كبيرة في توفير الطاقة.

3عوامل الطاقة تصل إلى 0.95 و أعلى ، لا حاجة إلى تعويض تفاعلي ؛

4يتم تحسين عامل الطاقة إلى حد كبير. بالمقارنة مع المحركات غير المزامنة، يتم تقليل تيار التشغيل بأكثر من 10٪ بسبب انخفاض في التيار التشغيلي وخسائر النظام.يمكن تحقيق تأثيرات توفير الطاقة بنحو 1%.

5ارتفاع درجة الحرارة المنخفضة، وكثافة الطاقة العالية: 20K أقل من ارتفاع درجة حرارة المحرك غير المتزامن ثلاثية المراحل، ارتفاع درجة الحرارة التصميم هو نفسه ويمكن أن تكون في حجم أصغر،توفير مواد أكثر فعالية;

6- عزم الدوران البدائي العالي و القدرة الكبيرة على الإفراط في الحمل: وفقًا لمتطلباتها ، يمكن تصميمها بقلة الدوران البدائية العالية (3-5 مرات) و القدرة الكبيرة على الإفراط في الحمل ؛

7يتم استخدام نظام التحكم في سرعة التردد المتغير ، والذي هو أفضل في الاستجابة الديناميكية وأفضل من محركات غير متزامنة.

8أبعاد التثبيت هي نفس المحركات غير المتزامنة المستخدمة على نطاق واسع حاليا، والتصميم والاختيار مريح جدا.

9بسبب زيادة في عامل الطاقة ، يتم تقليل القوة البصرية لمحول نظام إمدادات الطاقة إلى حد كبير ، مما يحسن من قدرة إمدادات الطاقة للمحول ،ويمكن أيضا أن تقلل كثيرا من تكلفة كابل النظام (مشروع جديد).