Silniki z magnetami stałymi zwiększają wydajność przemysłu

Silniki synchroniczne z magnesami stałymi: zwiększenie wydajności przemysłu

Jako "serce" produkcji przemysłowej efektywność silników elektrycznych ma bezpośredni wpływ na zużycie energii i koszty eksploatacji.silniki synchroniczne z magnesami stałymi (PMSM) stają się idealnym wyborem dla redukcji kosztów i poprawy wydajności w różnych gałęziach przemysłu ze względu na ich wyższe osiągi.

Wysokowydajne podstawy nowoczesnych napędów

Silniki synchroniczne z magnesami stałymi znacznie różnią się od tradycyjnych silników indukcyjnych zarówno pod względem struktury, jak i zasad pracy.Podczas gdy silniki indukcyjne polegają na prądzie indukcyjnym w uzwojeniach wirnika do generowania pól magnetycznych, PMSM wykorzystują magnety stałe osadzone lub zamontowane na wirniku, aby zapewnić pole magnetyczne.tworzenie silnego, stałego pola magnetycznego wokół wirnika.

Podobnie jak silniki indukcyjne, PMSM posiadają również stator skonfigurowany do dostarczania wielu biegunów magnetycznych, zwykle do zasilania trójfazowego.W przeciwieństwie do silników indukcyjnych, które zależą od poślizgu rotacyjnego między polami wirnika i statora, aby wywołać pola magnetyczne, wirniki PMSM bezpośrednio podążają za polem magnetycznym statora.umożliwiające nieskończone zmiany prędkości i kierunku obrotu poprzez dostosowywanie czasu lub wzoru.

Ta różnica konstrukcyjna daje PMSM wyjątkowe zalety: wirnik nie wymaga podniecenia prądu, eliminując straty energii i znacznie poprawiając wydajność silnika.Zmniejszone wytwarzanie ciepła zwiększa również żywotność silnika i obniża wymagania konserwacyjne.

Główne zalety silników synchronicznych z magnetem stałym

• Wyjątkowa wydajność:Najważniejszą zaletą PMSM jest ich wyższa wydajność.zmniejszenie zużycia energii i kosztów eksploatacji przy jednoczesnym spełnianiu wymagań dotyczących oszczędności energii.
• Większa gęstość mocy:PMSM zapewniają większą gęstość mocy, zapewniając większą moc wyjściową w ramach tych samych ograniczeń wielkości i masy.Dzięki temu są one szczególnie korzystne w zastosowaniach o ograniczonej przestrzeni, takich jak pojazdy elektryczne i lotnictwo.
• Wyższa wydajność sterowania:PMSM zapewniają doskonałą precyzję sterowania prędkością, momentem obrotowym i pozycją, dzięki czemu są idealne do zastosowań wymagających wysokiej precyzji sterowania, takich jak robotyka i narzędzia maszynowe CNC.
• Dłuższa żywotność i mniejsza konserwacja:Bez strat prądu w wirniku, PMSM wytwarzają mniej ciepła, wydłużając żywotność.
• Większy moment wyjściowy:W porównaniu z silnikami indukcyjnymi PMSM mogą wytwarzać większy moment startowy, co sprawia, że nadają się do zastosowań takich jak żurawie i windy, które wymagają wysokiego momentu początkowego.

Zastosowania w różnych gałęziach przemysłu

Silniki synchroniczne z magnesami stałymi mają szerokie zastosowanie w różnych sektorach ze względu na ich wysoką wydajność, oszczędność energii i gęstość mocy:

• Automatyka przemysłowa:Używane w robotyce, maszynach CNC i serwo napędach do precyzyjnego sterowania pozycją i prędkością, zwiększając wydajność produkcji i jakość produktu.
• Nowoenergetyczne pojazdy:Służą jako podstawowe elementy w pojazdach elektrycznych, zapewniając napęd dzięki ich wysokiej wydajności i gęstości mocy, które zwiększają zasięg i wydajność.
• Systemy HVAC:Wdrożone w wentylatorach i pompach w celu energooszczędnej pracy, zmniejszającej zużycie energii.
• Urządzenia domowe:Znajduje się w pralkach, lodówkach i klimatyzatorach, aby poprawić efektywność energetyczną i zmniejszyć hałas.
• W przemyśle lotniczym:Wykorzystywane w systemach sterowania samolotami i w uruchomieniach silników, gdzie niezbędne są wysoka niezawodność i lekkie właściwości.

Rozważania dotyczące wyboru

Wybór odpowiedniego silnika synchronicznego z magnesem stałym wymaga starannego rozważenia kilku kluczowych czynników:

• Moc i prędkość:Określenie wymaganej mocy wyjściowej i zakresu prędkości na podstawie potrzeb zastosowania.
• napięcie i prąd:Wybierz silniki odpowiadające dostępnym specyfikacjom zasilania.
• Ocena wydajności:Wyższe stopnie wydajności oznaczają ogólnie lepszą wydajność i niższe koszty energii.
• Poziom ochrony:Wybór odpowiednich poziomów ochrony dla określonych środowisk operacyjnych.
• Metoda kontroli:Wybór pomiędzy kontrolą wektorów, bezpośrednią kontrolą momentu obrotowego lub innymi metodami opartymi na wymaganiach precyzyjnych.
• Rodzaj instalacji:Rozważyć możliwości montażu poziomego lub pionowego w zależności od ograniczeń przestrzennych.
• Marka i dostawca:Wybierz renomowanych producentów z silnym wsparciem technicznym, aby zapewnić jakość i obsługę.

Zrozumienie informacji o tabliczce motorowej

Płyty motorowe zawierają podstawowe specyfikacje techniczne zgodnie ze standardami IEC, które zazwyczaj obejmują:

• Nazwa producenta, model i numer seryjny
• napięcie nominalne i prąd przy pełnym obciążeniu
• Częstotliwość nominalna
• Liczba etapów
• Prędkość nominalna przy pełnym obciążeniu
• Wzrost nominalnej temperatury lub klasa izolacji
• Nazwa temperatury otoczenia
• Nominalny cykl pracy
• Moc znamionowa (kW)
• IE klasa sprawności

Pozycje silników i właściwości eksploatacyjne

Wskaźniki motora wskazują bezpieczne parametry pracy w określonych warunkach, w tym moc, napięcie, prąd, prędkość i wzrost temperatury.Producenci testują i oceniają silniki zgodnie z normami IEC 60034-1, które określają granice działania w warunkach terenowych.

Silniki ogólnego użytku z wbudowanymi wentylatorami chłodzącymi są badane na dynamometrach w standardowych warunkach otoczenia (temperatury od -15°C do 40°C na wysokości do 1000 m).Są one oceniane jako "W pełni zamknięte chłodzone wentylatorem" (TEFC).Silniki przeznaczone do zastosowań w wentylatorze z napędem bezpośrednim są testowane podczas montażu w wentylatorze, z ocenami opisanymi jako "Air Over Motor" (AOM) lub "Totally Enclosed Air Over" (TEAO).

Rozważania dotyczące prądu początkowego i czynnika mocy

W przypadku bezpośredniego podłączenia do pełnego napięcia silniki indukcyjne zwykle pobierają prądy startowe pięć do siedmiu razy wyższe niż prąd pełnego obciążenia.lub star-delta metody rozpoczęcia może złagodzić ten początkowy wzrost.

Wskaźnik mocy (PF), reprezentujący różnicę fazową między napięciem a formami fali prądu, wpływa na konstrukcję obwodu.Podczas gdy kondensatory korekcji współczynnika mocy mogą poprawić PF, stanowią one znaczący dodatkowy koszt.

Dzięki swoim wyjątkowym osiągom i szerokim możliwościom zastosowania silniki synchroniczne z magnetami stałymi prowadzą ewolucję technologii silnikowych.PMSM będzie odgrywać coraz ważniejszą rolę w różnych branżach, zapewniając większą wydajność, mniejsze zużycie energii i bardziej zrównoważoną działalność.