Mikä on kestomagneettisynkroninen AC-moottori, jossa ei ole virityshäviötä?

teollisuuden kehitys ja markkinadynamiikka:
Tehokkaiden ja energiaa säästävien moottoreiden kysynnän kasvaessa kestomagneettisynkronimoottoreiden osuus moottorimarkkinoilla on vähitellen kasvanut ja niihin liittyvien toimialojen kehitysnäkymiin on kiinnitetty huomiota. Esimerkiksi teollisuusautomaatiossa, kodinkoneissa, raideliikenteessä ja muilla aloilla kestomagneettisynkronimoottoreiden käyttö laajenee, mikä on edistänyt alan kehitystä ja uudistumista.
Harvinaisten maametallien merkitys kestomagneettien synkronisten moottorien valmistuksessa on noussut yhä näkyvämmäksi, Kiinalla on harvinaisten maametallien rikkaana maana tiettyjä etuja kestomagneettisynkronisen moottoriteollisuuden kehittämisessä, ja siihen liittyvien alojen kehitys on herätti myös huomiota.

 

Määritelmä ja periaate
PMSM (Permanent Magnet Synchronous Motor) on synkroninen moottori, joka tuottaa synkronisen pyörivän magneettikentän, joka virittyy kestomagneetilla. Sen staattorikäämitys muodostaa pyörivän magneettikentän kolmivaiheisen vaihtovirran jälkeen, ja roottori koostuu kestomagneeteista, jotka luottavat kestomagneetin synnyttämään magneettikenttään vuorovaikutuksessa staattorin pyörivän magneettikentän kanssa niin, että moottorin roottori pyörii synkronisesti staattorin pyörivän magneettikentän kanssa.
Sen toimintaperiaate perustuu sähkömagneettisen induktion lakiin ja magneettikentän vuorovaikutuksen periaatteeseen. Staattorivirran synnyttämän pyörivän magneettikentän ja roottorin pysyvän magneettikentän välillä on sähkömagneettinen vääntömomentti. Vääntömomentti saa moottorin roottorin pyörimään, ja roottorin nopeus on tiukasti synkronoitu staattorin pyörivän magneettikentän kanssa.

 

Rakenteelliset ominaisuudet
Staattorin rakenne on samanlainen kuin tavallisessa kolmivaiheisessa asynkronisessa moottorissa, joka koostuu staattorin ytimestä ja staattorikäämityksestä. Staattorin sydän on yleensä valmistettu piiteräslevystä, joka on laminoitu sydänhäviön vähentämiseksi. Staattorin käämitys on kolmivaiheinen käämi, joka on upotettu tiettyjen sääntöjen mukaisesti staattorin uraan ja jota käytetään pyörivän magneettikentän luomiseen johtamalla kolmivaiheinen vaihtovirta.
Roottorirakenne on kestomagneettisynkronisen moottorin keskeinen osa. Kestomagneetti asennetaan roottoriin, ja kestomagneetin materiaali on yleensä NdFeb (Nd-Fe-B) ja muita korkean suorituskyvyn kestomagneettimateriaaleja. Kestomagneettien eri asennustapojen mukaan roottoriin, se voidaan jakaa pintakestomagneettiroottoriin ja sisäänrakennettuun kestomagneettiroottoriin. Pintatyyppisen kestomagneettiroottorin kestomagneetti asennetaan roottorin sydämen pinnalle, joka on rakenteeltaan ja prosessiltaan yksinkertainen, mutta kestomagneetti on helppo häiritä ulkoisella magneettikentällä; Sisäänrakennetun kestomagneettiroottorin kestomagneetti on upotettu roottorin sisäytimeen, sen rakenne on suhteellisen monimutkainen, mutta sillä on paremmat magneettipiirin ominaisuudet ja mekaaniset ominaisuudet.

etu
Korkea hyötysuhde: Kestomagneettivirityksen käytön ansiosta ylimääräistä viritysvirtaa ei tarvita, mikä vähentää virityshäviötä, ja verrattuna perinteisiin asynkronisiin moottoreihin, sillä on suurempi hyötysuhde samoissa työolosuhteissa. Tämä voi vähentää merkittävästi energiankulutusta ja säästää energiakustannuksia pitkäkestoisissa laitteissa.
Korkea tehokerroin: kestomagneettisynkronimoottorin tehokerroin voi olla lähellä 1, mikä tarkoittaa, että kun sähköverkkoon syötetään, moottorin verkosta absorboima loisteho on hyvin pieni, mikä vähentää verkon loistehokuormitusta ja verkon tehonsyötön laadun parantaminen.
Nopea vastenopeus: sen vääntömomenttivaste on nopea ja se pystyy nopeasti säätämään nopeutta ja vääntömomenttia ohjaussignaalin mukaan, mikä sopii erittäin tarkkaa ohjausta vaativiin tilanteisiin, kuten teollisuuden automatisoidut tuotantolinjat, robotit ja muut kentät.
Kompakti rakenne: Koska virityskäämityksiä ja niihin liittyviä herätelaitteita ei tarvita, moottorin kokonaisrakenne on kompaktimpi ja pienempi, mistä on suuria etuja joissakin laitteissa, joissa on suuri tilavaatimus.

Sovelluskenttä
Teollisuuskenttä: käytetään laajalti teollisuusautomaatiolaitteissa, kuten CNC-työstökoneissa, tekstiilikoneissa, painokoneissa jne. Esimerkiksi CNC-työstökoneissa kestomagneettisynkronimoottoreilla voidaan tarkasti ohjata työkalun nopeutta ja sijaintia parantaen koneistusta tarkkuus.
Kuljetuskenttä: kestomagneettisynkronimoottoreita käytetään laajalti käyttömoottoreina sähköajoneuvoissa, sähköjunissa ja muissa kuljetusajoneuvoissa. Kestomagneettisynkronimoottorilla sähköajoneuvossa on korkea hyötysuhde, energiansäästö ja hyvät vääntömomenttiominaisuudet, jotka voivat parantaa sähköajoneuvon ajoaluetta ja tehoa.
Kodinkoneet: Sitä käytetään myös ilmastointilaitteissa, jääkaapeissa, pesukoneissa ja muissa kodinkoneissa. Esimerkiksi kestomagneettisynkronimoottoreiden käyttö ilmastointikompressoreissa voi parantaa ilmastointilaitteiden energiatehokkuutta ja vähentää toimintamelua.
Toiseksi "ei tappiota" ymmärtäminen ja todellinen tilanne

 

Ihannetapauksessa ei tappiota
Ihanteellisissa olosuhteissa, jos rautahäviö (hystereesihäviö ja pyörrevirtahäviö rautasydämessä) ja mekaaninen häviö (laakerin kitkahäviö, tuulenvastushäviö jne.) jätetään huomioimatta, kestomagneetin energian muuntotehokkuus synkronisesti moottori voi olla lähellä 100 %, koska virityshäviötä ei ole, eli ns. "ei häviötä". Tämä perustuu siihen teoreettiseen olettamukseen, että tämän oletuksen mukaan staattorin käämitykseen syötetty sähköenergia muunnetaan lähes kokonaan mekaaniseksi energiantuotoksi.
Todellinen menetystila
Rautahäviö: Todellisuudessa staattorin ytimessä oleva piiteräslevy tuottaa hystereesihäviön ja pyörrevirtahäviön vaihtelevan magneettikentän vaikutuksesta. Hystereesihäviö johtuu ydinmateriaalin hystereesiominaisuuksista, mikä saa ytimen sisällä olevan magneettialueen kääntymään ja kuluttamaan energiaa magneettikentän muuttuessa. Pyörrevirtahäviön aiheuttaa ytimen vaihtuvan magneettikentän indusoima pyörrevirta, joka tuottaa lämpöä sydämen resistanssiin ja kuluttaa energiaa.
Mekaaninen häviö: moottorin roottori pyörimisprosessissa, laakeri tuottaa kitkahäviön, kun taas moottorin pyöriminen ja ympäröivä ilma on suhteellista liikettä, tuottaa tuulenvastushäviön. Nämä mekaaniset häviöt vähentävät moottorin hyötysuhdetta.
Hajahäviö: mukaan lukien staattorin ja roottorin korkealuokkaisten harmonisten magneettikenttien vuorovaikutuksesta aiheutuva häviö sekä valmistusprosessin ja muiden tekijöiden aiheuttama lisähäviö. Vaikka kestomagneettisynkronimoottoreiden hyötysuhde on suhteellisen korkea, näitä todellisia häviöitä ei voida jättää huomiotta.
Kolmanneksi AC-moottorin ominaisuudet liittyvät toisiinsa
AC-virtalähteen sopeutettavuus
Kestomagneettisynkroninen moottori on eräänlainen AC-moottori, se voidaan kytkeä suoraan kolmivaiheiseen AC-virtalähteeseen. Käytännön sovelluksissa on tarpeen sovittaa vastaava vaihtovirtalähde moottorin nimellisjännitteen ja nimellistaajuuden mukaan. Eri sovellusskenaarioissa saattaa olla tarpeen tehdä asianmukaisia ​​säätöjä vaihtovirtalähteeseen, kuten joissakin teollisuustilanteissa, kun sähköverkon jännitteen vaihtelut ovat suuria, voi olla tarpeen käyttää jännitesäädintä moottorin normaalin toiminnan varmistamiseksi.
Vertailu muihin AC-moottoreihin
Kuten aiemmin mainittiin, kestomagneettisynkronimoottoreilla on korkeampi hyötysuhde, tehokerroin ja muita etuja verrattuna asynkronisiin moottoreihin. Asynkronisella moottorilla on yksinkertainen rakenne, alhaiset kustannukset ja korkea luotettavuus, ja sitä käytetään laajalti joissakin tilanteissa, joissa tehokkuusvaatimus ei ole erityisen korkea ja kustannukset ovat herkempiä.
Synkroniseen reluktanssimoottoriin verrattuna kestomagneettisynkronisella moottorilla on suurempi vääntömomenttiheys, ja se voi tuottaa suuremman vääntömomentin samalla tilavuudella ja teholla. Synkroninen reluktanssimoottori riippuu pääasiassa reluktanssin vääntömomentin toiminnasta, sen tehokkuus ja suorituskyky eivät ole joissakin näkökohdissa yhtä hyviä kuin kestomagneettisynkroninen moottori.