Què és un motor de CA síncron d'imant permanent sense pèrdua d'excitació?

Desenvolupament de la indústria i dinàmica del mercat:
Amb la creixent demanda de motors d'alta eficiència i estalvi d'energia, la quota de motors síncrons d'imants permanents al mercat del motor s'ha ampliat gradualment i les perspectives de desenvolupament de les indústries relacionades han rebut atenció. Per exemple, en l'automatització industrial, els electrodomèstics, el trànsit ferroviari i altres camps, l'aplicació de motors síncrons d'imants permanents és cada cop més àmplia, fet que ha promogut el desenvolupament i la millora de la indústria.
La importància dels recursos de terres rares en la fabricació de motor síncron d'imants permanents s'ha tornat cada cop més destacat, la Xina, com a país ric en recursos de terres rares, té certs avantatges en el desenvolupament de la indústria del motor síncron d'imants permanents i el desenvolupament d'indústries relacionades té també va cridar l'atenció.

 

Definició i principi
Un motor síncron d'imant permanent (PMSM) és un motor síncron que genera un camp magnètic giratori síncron excitat per un imant permanent. El seu bobinatge de l'estator generarà un camp magnètic giratori després del corrent altern trifàsic, i el rotor es compon d'imants permanents, basant-se en el camp magnètic generat per l'imant permanent per interactuar amb el camp magnètic giratori de l'estator, de manera que el rotor del motor gira sincrònicament amb el camp magnètic giratori de l'estator.
El seu principi de funcionament es basa en la llei de la inducció electromagnètica i el principi d'interacció del camp magnètic. Hi ha un parell electromagnètic entre el camp magnètic giratori generat pel corrent de l'estator i el camp magnètic permanent del rotor. El parell fa girar el rotor del motor i la velocitat del rotor està estrictament sincronitzada amb la del camp magnètic giratori de l'estator.

 

Característiques estructurals
L'estructura de l'estator és similar a la del motor asíncron trifàsic ordinari, que es compon del nucli de l'estator i el bobinatge de l'estator. El nucli de l'estator sol estar fet de xapa d'acer al silici laminat per reduir la pèrdua del nucli. El bobinatge de l'estator és un bobinatge trifàsic, que s'incrusta a la ranura de l'estator segons determinades regles i s'utilitza per generar un camp magnètic giratori passant corrent alterna trifàsica.
L'estructura del rotor és la part clau del motor síncron d'imants permanents. S'instal·la un imant permanent al rotor i el material de l'imant permanent sol ser NdFeb (Nd-Fe-B) i altres materials d'imant permanent d'alt rendiment. Segons els diferents mètodes d'instal·lació d'imants permanents al rotor, es pot dividir en rotor d'imants permanents de superfície i rotor d'imants permanents integrat. L'imant permanent del rotor d'imant permanent de tipus de superfície s'instal·la a la superfície del nucli del rotor, que és senzill en estructura i procés, però l'imant permanent és fàcil d'interferir pel camp magnètic extern; L'imant permanent del rotor d'imant permanent integrat està incrustat al nucli interior del rotor, la seva estructura és relativament complexa, però té millors característiques del circuit magnètic i propietats mecàniques.

avantatge
Alta eficiència: a causa de l'ús d'excitació d'imants permanents, no es requereix cap corrent d'excitació addicional, reduint la pèrdua d'excitació i, en comparació amb els motors asíncrons tradicionals, té una eficiència més alta en les mateixes condicions de treball. Això pot reduir significativament el consum d'energia i estalviar costos energètics per a equips operatius a llarg termini.
Factor de potència elevat: el factor de potència del motor síncron d'imant permanent pot ser proper a 1, el que significa que quan es subministra la xarxa elèctrica, la potència reactiva absorbida pel motor de la xarxa és molt petita, reduint la càrrega de potència reactiva de la xarxa. i millorar la qualitat del subministrament elèctric de la xarxa.
Velocitat de resposta ràpida: la seva resposta de parell és ràpida i pot ajustar ràpidament la velocitat i el parell segons el senyal de control, que és adequat per a ocasions que requereixen un control d'alta precisió, com ara línies de producció automatitzades industrials, robots i altres camps.
Estructura compacta: com que no calen bobinatges d'excitació i dispositius d'excitació relacionats, l'estructura general del motor és més compacta i més petita, cosa que té grans avantatges en alguns equips amb grans necessitats d'espai.

Camp d'aplicació
Camp industrial: àmpliament utilitzat en equips d'automatització industrial, com ara màquines eina CNC, maquinària tèxtil, maquinària d'impressió, etc. Per exemple, en màquines eina CNC, els motors síncrons d'imants permanents poden controlar amb precisió la velocitat i la posició de l'eina, millorant el mecanitzat. precisió.
Camp de transport: els motors síncrons d'imants permanents s'utilitzen àmpliament com a motors de conducció en vehicles elèctrics, trens elèctrics i altres vehicles de transport. El motor síncron d'imants permanents en vehicles elèctrics té els avantatges d'alta eficiència, estalvi d'energia i bones característiques de parell, que poden millorar l'autonomia i el rendiment de potència del vehicle elèctric.
Electrodomèstics: també s'utilitza en aparells d'aire condicionat, neveres, rentadores i altres electrodomèstics. Per exemple, l'ús de motors síncrons d'imants permanents per a compressors d'aire condicionat pot millorar la relació d'eficiència energètica dels aparells d'aire condicionat i reduir el soroll de funcionament.
En segon lloc, la comprensió i la situació real de "sense pèrdua"

 

Idealment, no hi ha pèrdua
En circumstàncies ideals, si s'ignoren la pèrdua de ferro (pèrdua d'histèresi i pèrdua de corrent de Foucault al nucli de ferro) i la pèrdua mecànica (pèrdua de fricció del coixinet, pèrdua de resistència del vent, etc.) al motor, l'eficiència de conversió d'energia de l'imant permanent síncron motor pot estar prop del 100% perquè no hi ha pèrdua d'excitació, és a dir, l'anomenada "sense pèrdua". Això es basa en el supòsit teòric que sota aquest supòsit, l'entrada d'energia elèctrica al bobinatge de l'estator es converteix gairebé completament en energia mecànica de sortida.
Estat de pèrdua real
Pèrdua de ferro: en funcionament real, la xapa d'acer de silici al nucli de l'estator produirà pèrdua d'histèresi i pèrdua de corrent de Foucault sota l'acció del camp magnètic altern. La pèrdua d'histèresi es deu a les característiques d'histèresi del material del nucli, que fa que el domini magnètic dins del nucli es giri i consumeixi energia quan canvia el camp magnètic. La pèrdua de corrent de Foucault és causada pel corrent de Foucault induït pel camp magnètic altern al nucli, que genera calor sobre la resistència del nucli i consumeix energia.
Pèrdua mecànica: el rotor del motor en el procés de rotació, el coixinet produirà pèrdua per fricció, mentre que la rotació del motor i l'aire circumdant hi ha moviment relatiu, produirà una pèrdua de resistència al vent. Aquestes pèrdues mecàniques redueixen l'eficiència del motor.
Pèrdua periòdica: inclosa la pèrdua causada per la interacció de camps magnètics harmònics d'alt ordre a l'estator i el rotor, i la pèrdua addicional causada pel procés de fabricació i altres factors. Tot i que l'eficiència dels motors síncrons d'imants permanents és relativament alta, aquestes pèrdues reals no es poden ignorar.
En tercer lloc, es relacionen les característiques del motor de CA
Adaptabilitat de la font d'alimentació de CA
El motor síncron d'imant permanent és una mena de motor de CA, es pot connectar directament a l'operació d'alimentació de CA trifàsica. En aplicacions pràctiques, és necessari fer coincidir la font d'alimentació de CA corresponent segons la tensió nominal i la freqüència nominal del motor. És possible que els diferents escenaris d'aplicació hagin de fer els ajustos adequats a la font d'alimentació de CA, com en algunes ocasions industrials, quan les fluctuacions de tensió de la xarxa elèctrica són grans, pot ser necessari utilitzar un regulador de tensió per garantir el funcionament normal del motor.
Comparació amb altres motors de corrent altern
En comparació amb els motors asíncrons, com s'ha esmentat anteriorment, els motors síncrons d'imants permanents tenen una eficiència, un factor de potència i altres avantatges més elevats. El motor asíncron té una estructura senzilla, un baix cost i una alta fiabilitat, i s'utilitza àmpliament en algunes ocasions on el requisit d'eficiència no és especialment elevat i el cost és més sensible.
En comparació amb el motor síncron de reluctància, el motor síncron d'imant permanent té una densitat de parell més gran i pot produir un parell més gran amb el mateix volum i potència. El motor de reluctància síncron depèn principalment de l'operació del parell de reluctància, la seva eficiència i rendiment no són tan bons com el motor síncron d'imant permanent en alguns aspectes.