Līdz ar retzemju pastāvīgā magnēta materiālu attīstību 20. gs. 70. gados radās retzemju pastāvīgā magnēta motori. Pastāvīgā magnēta motoros ierosināšanai tiek izmantoti retzemju pastāvīgie magnēti, un pastāvīgie magnēti pēc magnetizācijas var radīt pastāvīgus magnētiskos laukus. To ierosināšanas veiktspēja ir lieliska, un stabilitātes, kvalitātes un zaudējumu samazināšanas ziņā tie pārspēj elektriskos ierosināšanas motorus, kas ir satricinājis tradicionālo motoru tirgu.

Pēdējos gados, strauji attīstoties mūsdienu zinātnei un tehnoloģijām, elektromagnētisko materiālu, īpaši retzemju elektromagnētisko materiālu, veiktspēja un tehnoloģija ir pakāpeniski uzlabojusies. Līdz ar jaudas elektronikas, jaudas pārvades tehnoloģiju un automātiskās vadības tehnoloģiju straujo attīstību pastāvīgo magnētu sinhrono motoru veiktspēja kļūst arvien labāka.

Turklāt pastāvīgā magnēta sinhronajiem motoriem ir tādas priekšrocības kā viegls svars, vienkārša konstrukcija, mazs izmērs, labas īpašības un augsts jaudas blīvums. Daudzas zinātniskās pētniecības iestādes un uzņēmumi aktīvi veic pastāvīgā magnēta sinhrono motoru izpēti un izstrādi, un to pielietojuma jomas tiks vēl vairāk paplašinātas.

1. Pastāvīgā magnēta sinhronā motora izstrādes pamats

a.Augstas veiktspējas retzemju pastāvīgo magnētu materiālu pielietošana

Retzemju pastāvīgo magnētu materiāli ir izgājuši trīs posmus: SmCo5, Sm2Co17 un Nd2Fe14B. Pašlaik pastāvīgo magnētu materiāli, ko pārstāv NdFeB, ir kļuvuši par visplašāk izmantoto retzemju pastāvīgo magnētu materiālu veidu, pateicoties to lieliskajām magnētiskajām īpašībām. Pastāvīgo magnētu materiālu attīstība ir veicinājusi pastāvīgo magnētu motoru attīstību.

Salīdzinot ar tradicionālo trīsfāžu indukcijas motoru ar elektrisko ierosmi, pastāvīgais magnēts aizstāj elektriskās ierosmes polu, vienkāršo struktūru, likvidē rotora slīdgredzenu un suku, realizē bezsuku struktūru un samazina rotora izmēru. Tas uzlabo motora jaudas blīvumu, griezes momenta blīvumu un darba efektivitāti, padara motoru mazāku un vieglāku, vēl vairāk paplašinot tā pielietojuma jomu un veicinot elektromotoru attīstību lielākas jaudas virzienā.

b.Jaunas vadības teorijas pielietojums

Pēdējos gados vadības algoritmi ir strauji attīstījušies. Starp tiem vektorvadības algoritmi principā ir atrisinājuši maiņstrāvas motoru braukšanas stratēģijas problēmu, padarot maiņstrāvas motorus ar labu vadības veiktspēju. Tiešās griezes momenta vadības parādīšanās vienkāršo vadības struktūru un tai piemīt spēcīga ķēdes veiktspēja parametru izmaiņām un ātrs griezes momenta dinamiskās reakcijas ātrums. Netiešās griezes momenta vadības tehnoloģija atrisina tiešā griezes momenta lielas griezes momenta pulsācijas problēmu pie zema ātruma un uzlabo motora ātrumu un vadības precizitāti.

c.Augstas veiktspējas jaudas elektronisko ierīču un procesoru pielietojums

Mūsdienu jaudas elektronikas tehnoloģijas ir svarīga saskarne starp informācijas nozari un tradicionālajām nozarēm, kā arī tilts starp vājstrāvu un kontrolētu spēcīgo strāvu. Jaudas elektronikas tehnoloģiju attīstība ļauj īstenot piedziņas vadības stratēģijas.

Septiņdesmitajos gados parādījās virkne vispārējas nozīmes invertoru, kas varēja pārveidot rūpnieciskās frekvences jaudu mainīgas frekvences jaudā ar nepārtraukti regulējamu frekvenci, tādējādi radot apstākļus maiņstrāvas jaudas mainīgas frekvences ātruma regulēšanai. Šiem invertoriem pēc frekvences iestatīšanas ir mīkstas palaišanas iespēja, un frekvence var pieaugt no nulles līdz iestatītajai frekvencei ar noteiktu ātrumu, un pieauguma ātrumu var nepārtraukti regulēt plašā diapazonā, atrisinot sinhrono motoru palaišanas problēmu.

2. Pastāvīgo magnētu sinhrono motoru attīstības statuss mājās un ārzemēs

Pirmais vēsturē radītais motors bija pastāvīgā magnēta motors. Tajā laikā pastāvīgā magnēta materiālu veiktspēja bija relatīvi slikta, un pastāvīgo magnētu koercivitāte un paliekošā slodze bija pārāk zema, tāpēc tos drīz vien aizstāja ar elektriskajiem ierosmes motoriem.

Septiņdesmitajos gados retzemju pastāvīgā magnēta materiāliem, ko pārstāv NdFeB, bija liels koercīvs spēks, paliekošā magnetizācija, spēcīga demagnetizācijas spēja un liels magnētiskās enerģijas produkts, kas lika vēstures gaitā parādīties lieljaudas pastāvīgā magnēta sinhronajiem motoriem. Tagad pētījumi par pastāvīgā magnēta sinhronajiem motoriem kļūst arvien nobriedušāki un attīstās liela ātruma, liela griezes momenta, lielas jaudas un augstas efektivitātes virzienā.

Pēdējos gados, pateicoties vietējo zinātnieku un valdības spēcīgajām investīcijām, pastāvīgā magnēta sinhronie motori ir strauji attīstījušies. Attīstoties mikrodatoru tehnoloģijai un automātiskās vadības tehnoloģijai, pastāvīgā magnēta sinhronie motori ir plaši izmantoti dažādās jomās. Sabiedrības progresa dēļ cilvēku prasības attiecībā uz pastāvīgā magnēta sinhronajiem motoriem ir kļuvušas stingrākas, mudinot pastāvīgā magnēta motorus attīstīties, lai nodrošinātu plašāku ātruma regulēšanas diapazonu un augstāku precizitātes kontroli. Pateicoties pašreizējo ražošanas procesu uzlabošanai, ir vēl vairāk attīstīti augstas veiktspējas pastāvīgā magnēta materiāli. Tas ievērojami samazina to izmaksas un pakāpeniski pielieto tos dažādās dzīves jomās.

3. Pašreizējās tehnoloģijas

a. Pastāvīgā magnēta sinhronā motora konstrukcijas tehnoloģija

Salīdzinot ar parastajiem elektriskajiem ierosmes motoriem, pastāvīgā magnēta sinhronajiem motoriem nav elektrisko ierosmes tinumu, kolektoru gredzenu un ierosmes skapju, kas ievērojami uzlabo ne tikai stabilitāti un uzticamību, bet arī efektivitāti.

Starp tiem iebūvētajiem pastāvīgā magnēta motoriem ir tādas priekšrocības kā augsta efektivitāte, augsts jaudas koeficients, augsts vienības jaudas blīvums, spēcīga vāja magnētiskā ātruma izplešanās spēja un ātrs dinamiskās reakcijas ātrums, padarot tos par ideālu izvēli motoru vadīšanai.

Pastāvīgie magnēti nodrošina visu pastāvīgā magnēta motora ierosmes magnētisko lauku, un griezes moments darbības laikā palielinās motora vibrāciju un troksni. Pārmērīgs griezes moments ietekmēs motora ātruma kontroles sistēmas veiktspēju pie zema ātruma un pozīcijas kontroles sistēmas augstas precizitātes pozicionēšanu. Tāpēc, projektējot motoru, griezes moments pēc iespējas jāsamazina, optimizējot motoru.

Saskaņā ar pētījumiem, vispārīgās metodes griezes momenta samazināšanai ietver pola loka koeficienta maiņu, statora rievas platuma samazināšanu, slīpuma rievas un pola rievas saskaņošanu, magnētiskā pola pozīcijas, izmēra un formas maiņu utt. Tomēr jāatzīmē, ka, samazinot griezes momentu, tas var ietekmēt citus motora darbības rādītājus, piemēram, elektromagnētiskais griezes moments var attiecīgi samazināties. Tāpēc projektējot, pēc iespējas vairāk jālīdzsvaro dažādi faktori, lai sasniegtu vislabāko motora veiktspēju.

b.Pastāvīgā magnēta sinhronā motora simulācijas tehnoloģija

Pastāvīgo magnētu klātbūtne pastāvīgo magnētu motoros apgrūtina projektētājiem parametru aprēķināšanu, piemēram, tukšgaitas noplūdes plūsmas koeficienta un pola loka koeficienta projektēšanu. Parasti pastāvīgo magnētu motoru parametru aprēķināšanai un optimizēšanai tiek izmantota galīgo elementu analīzes programmatūra. Galīgo elementu analīzes programmatūra var ļoti precīzi aprēķināt motora parametrus, un tās izmantošana ir ļoti uzticama, lai analizētu motora parametru ietekmi uz veiktspēju.

Galīgo elementu aprēķina metode atvieglo, paātrina un precīzāk aprēķināšanu un analīzi motoriem. Šī ir skaitliska metode, kas izstrādāta, pamatojoties uz diferenciālo metodi, un tiek plaši izmantota zinātnē un inženierzinātnēs. Izmantojiet matemātiskās metodes, lai diskretizētu dažas nepārtrauktas risinājuma domēnus vienību grupās un pēc tam interpolētu katrā vienībā. Tādā veidā tiek veidota lineāra interpolācijas funkcija, tas ir, aptuvena funkcija tiek simulēta un analizēta, izmantojot galīgos elementus, kas ļauj intuitīvi novērot magnētiskā lauka līniju virzienu un magnētiskās plūsmas blīvuma sadalījumu motora iekšpusē.

c.Pastāvīgā magnēta sinhronā motora vadības tehnoloģija

Motoru piedziņas sistēmu veiktspējas uzlabošanai ir liela nozīme arī rūpnieciskās vadības jomas attīstībā. Tas ļauj sistēmai darboties ar vislabāko veiktspēju. Tās pamatīpašības atspoguļojas zemā ātrumā, īpaši straujas palaišanas, statiskā paātrinājuma u. c. gadījumā, tā var radīt lielu griezes momentu; un, braucot ar lielu ātrumu, tā var panākt nemainīgu jaudas ātruma kontroli plašā diapazonā. 1. tabulā ir salīdzināta vairāku galveno motoru veiktspēja.

Kā redzams 1. tabulā, pastāvīgā magnēta motoriem ir laba uzticamība, plašs ātruma diapazons un augsta efektivitāte. Apvienojumā ar atbilstošu vadības metodi visa motora sistēma var sasniegt vislabāko veiktspēju. Tāpēc ir jāizvēlas piemērots vadības algoritms, lai panāktu efektīvu ātruma regulēšanu, lai motora piedziņas sistēma varētu darboties relatīvi plašā ātruma regulēšanas diapazonā un nemainīgā jaudas diapazonā.

Vektorvadības metode tiek plaši izmantota pastāvīgā magnēta motora ātruma regulēšanas algoritmā. Tai ir tādas priekšrocības kā plašs ātruma regulēšanas diapazons, augsta efektivitāte, augsta uzticamība, laba stabilitāte un labs ekonomiskais ieguvums. To plaši izmanto motoru piedziņās, dzelzceļa transportā un darbgaldu servo iekārtās. Atšķirīgo pielietojumu dēļ arī pašreizējā pieņemtā vektorvadības stratēģija ir atšķirīga.

4. Pastāvīgā magnēta sinhronā motora raksturlielumi

Pastāvīgā magnēta sinhronajam motoram ir vienkārša konstrukcija, zemi zudumi un augsts jaudas koeficients. Salīdzinot ar elektrisko ierosmes motoru, tā kā nav suku, komutatoru un citu ierīču, nav nepieciešama reaktīvā ierosmes strāva, tāpēc statora strāva un pretestības zudumi ir mazāki, efektivitāte ir augstāka, ierosmes griezes moments ir lielāks un vadības veiktspēja ir labāka. Tomēr pastāv arī trūkumi, piemēram, augstas izmaksas un grūtības iedarbināt. Pateicoties vadības tehnoloģiju pielietošanai motoros, īpaši vektoru vadības sistēmu pielietošanai, pastāvīgā magnēta sinhronie motori var sasniegt plašu ātruma regulēšanu, ātru dinamisko reakciju un augstas precizitātes pozicionēšanas vadību, tāpēc pastāvīgā magnēta sinhronie motori piesaistīs vairāk cilvēku plašu pētījumu veikšanai.

5. Anhui Mingteng pastāvīgā magnēta sinhronā motora tehniskās īpašības

a. Motoram ir augsts jaudas koeficients un augsts elektrotīkla kvalitātes koeficients. Nav nepieciešams jaudas koeficienta kompensators, un apakšstacijas iekārtu jaudu var pilnībā izmantot;

b. Pastāvīgā magnēta motoru ierosina pastāvīgie magnēti, un tas darbojas sinhroni. Darbinot ventilatorus un sūkņus, nav ātruma pulsācijas, un cauruļvada pretestība nepalielinās;

c. Pastāvīgā magnēta motoru var konstruēt ar lielu iedarbināšanas griezes momentu (vairāk nekā 3 reizes) un lielu pārslodzes jaudu pēc nepieciešamības, tādējādi atrisinot "liela zirga, kas velk mazu ratiņu", fenomenu;

d. Parastā asinhronā motora reaktīvā strāva parasti ir aptuveni 0,5–0,7 reizes lielāka par nominālo strāvu. Mingteng pastāvīgā magnēta sinhronajam motoram nav nepieciešama ierosmes strāva. Pastāvīgā magnēta motora un asinhronā motora reaktīvā strāva atšķiras par aptuveni 50%, un faktiskā darba strāva ir par aptuveni 15% mazāka nekā asinhronajam motoram;

e. Motoru var konstruēt tā, lai tas iedarbinātos tieši, un ārējie uzstādīšanas izmēri ir tādi paši kā pašlaik plaši izmantotajiem asinhronajiem motoriem, kas var pilnībā aizstāt asinhronos motorus;

f. Pievienojot draiveri, var panākt maigu palaišanu, maigu apturēšanu un pakāpenisku ātruma regulēšanu, ar labu dinamisko reakciju un vēl vairāk uzlabotu enerģijas taupīšanas efektu;

g. Motoram ir daudzas topoloģiskas struktūras, kas tieši atbilst mehānisko iekārtu pamatprasībām plašā diapazonā un ekstremālos apstākļos;

h. Lai uzlabotu sistēmas efektivitāti, saīsinātu pārvades ķēdi un samazinātu uzturēšanas izmaksas, augsta un zema ātruma tiešās piedziņas pastāvīgā magnēta sinhronos motorus var projektēt un ražot, lai tie atbilstu lietotāju augstākajām prasībām.

Anhui Mingteng pastāvīgo magnētisko mašīnu un elektroiekārtu Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/) tika dibināts 2007. gadā. Tas ir augsto tehnoloģiju uzņēmums, kas specializējas īpaši augstas efektivitātes pastāvīgā magnēta sinhrono motoru pētniecībā un attīstībā, ražošanā un pārdošanā. Uzņēmums izmanto modernu motoru projektēšanas teoriju, profesionālu projektēšanas programmatūru un pašu izstrādātu pastāvīgā magnēta motoru projektēšanas programmu, lai simulētu pastāvīgā magnēta motora elektromagnētisko lauku, šķidruma lauku, temperatūras lauku, sprieguma lauku utt., optimizētu magnētiskās ķēdes struktūru, uzlabotu motora energoefektivitātes līmeni un principiāli nodrošinātu pastāvīgā magnēta motora uzticamu lietošanu.

Autortiesības: Šis raksts ir WeChat publiskā numura “Motor Alliance” atkārtots izdevums, kas ir sākotnējā saite.https://mp.weixin.qq.com/s/tROOkT3pQwZtnHJT4Ji0Cg

Šis raksts neatspoguļo mūsu uzņēmuma viedokli. Ja jums ir atšķirīgs viedoklis vai uzskati, lūdzu, palabojiet mūs!