Hvad er en permanent magnet synkron AC-motor uden excitationstab?

Brancheudvikling og markedsdynamik:
Med den stigende efterspørgsel efter højeffektive og energibesparende motorer er andelen af ​​permanente magnet-synkronmotorer på motormarkedet gradvist udvidet, og udviklingsmulighederne for relaterede industrier har fået opmærksomhed. For eksempel inden for industriel automation, husholdningsapparater, jernbanetransit og andre områder er anvendelsen af ​​permanentmagnet synkronmotorer mere og mere omfattende, hvilket har fremmet udviklingen og opgraderingen af ​​industrien.
Betydningen af ​​sjældne jordarters ressourcer i fremstillingen af ​​permanent magnet synkronmotor er blevet mere og mere fremtrædende, Kina, som et land rigt på sjældne jordarters ressourcer, har visse fordele i udviklingen af ​​permanent magnet synkron motorindustri, og udviklingen af ​​relaterede industrier har også tiltrukket sig opmærksomhed.

 

Definition og princip
En Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM) er en synkronmotor, der genererer et synkront roterende magnetfelt exciteret af en permanent magnet. Dens statorvikling vil generere et roterende magnetfelt efter den trefasede vekselstrøm, og rotoren er sammensat af permanente magneter, der er afhængige af det magnetiske felt, der genereres af den permanente magnet til at interagere med statorens roterende magnetfelt, således at motorrotoren roterer synkront med statorens roterende magnetfelt.
Dets funktionsprincip er baseret på loven om elektromagnetisk induktion og princippet om magnetfeltinteraktion. Der er et elektromagnetisk drejningsmoment mellem det roterende magnetfelt, der genereres af statorstrømmen, og rotorens permanente magnetfelt. Drejningsmomentet driver motorens rotor til at rotere, og rotorhastigheden er strengt synkroniseret med statorens roterende magnetfelt.

 

Strukturelle egenskaber
Statorstrukturen ligner den for den almindelige trefasede asynkronmotor, som er sammensat af statorkernen og statorviklingen. Statorkernen er normalt lavet af siliciumstålplade lamineret for at reducere kernetab. Statorviklingen er en trefaset vikling, som er indlejret i statorspalten i henhold til visse regler og bruges til at generere et roterende magnetfelt ved at sende trefaset vekselstrøm.
Rotorstrukturen er nøgledelen af ​​permanent magnet synkronmotor. En permanent magnet er installeret på rotoren, og materialet i den permanente magnet er normalt NdFeb (Nd-Fe-B) og andre højtydende permanentmagnetmaterialer. Ifølge de forskellige installationsmetoder for permanente magneter på rotoren kan den opdeles i overflade permanent magnetrotor og indbygget permanentmagnetrotor. Den permanente magnet af overfladetypen permanent magnetrotor er installeret på overfladen af ​​rotorkernen, som er enkel i struktur og proces, men den permanente magnet er let at blive forstyrret af eksternt magnetfelt; Den permanente magnet af den indbyggede permanentmagnetrotor er indlejret i rotorens indre kerne, dens struktur er relativt kompleks, men den har bedre magnetiske kredsløbskarakteristika og mekaniske egenskaber.

fordel
Høj effektivitet: På grund af brugen af ​​permanent magnetisk excitation er der ikke behov for yderligere excitationsstrøm, hvilket reducerer excitationstabet, og sammenlignet med traditionelle asynkronmotorer har den højere effektivitet under de samme arbejdsforhold. Dette kan reducere energiforbruget betydeligt og spare energiomkostninger for langsigtet driftsudstyr.
Høj effektfaktor: Effektfaktoren for permanent magnet synkronmotor kan være tæt på 1, hvilket betyder, at når elnettet forsynes, er den reaktive effekt, der absorberes af motoren fra nettet, meget lille, hvilket reducerer nettets reaktive effektbelastning og forbedring af elforsyningskvaliteten af ​​nettet.
Hurtig reaktionshastighed: dens drejningsmomentrespons er hurtig, og den kan hurtigt justere hastigheden og drejningsmomentet i henhold til styresignalet, som er velegnet til lejligheder, der kræver højpræcisionskontrol, såsom industrielle automatiserede produktionslinjer, robotter og andre områder.
Kompakt struktur: Fordi der ikke er behov for excitationsviklinger og relaterede excitationsenheder, er motorens overordnede struktur mere kompakt og mindre, hvilket har store fordele i noget udstyr med høje pladskrav.

Ansøgningsfelt
Industrielt område: Udbredt i industrielt automatiseringsudstyr, såsom CNC-værktøjsmaskiner, tekstilmaskiner, trykkemaskiner osv. For eksempel i CNC-værktøjsmaskiner kan permanentmagnetsynkronmotorer præcist styre værktøjets hastighed og position, hvilket forbedrer bearbejdningen nøjagtighed.
Transportfelt: synkronmotorer med permanent magnet bruges i vid udstrækning som drivmotorer i elektriske køretøjer, elektriske tog og andre transportkøretøjer. Permanent magnet synkronmotor i elektriske køretøjer har fordelene ved høj effektivitet, energibesparelse og gode drejningsmomentegenskaber, som kan forbedre køreområdet og kraftydelsen for elektriske køretøjer.
Hvidevarer: Det bruges også i klimaanlæg, køleskabe, vaskemaskiner og andre husholdningsapparater. For eksempel kan brugen af ​​permanentmagnetiske synkronmotorer til klimakompressorer forbedre energieffektivitetsforholdet for klimaanlæg og reducere driftsstøj.
For det andet forståelsen og den faktiske situation med "intet tab"

 

Ideelt set intet tab
Under ideelle omstændigheder, hvis jerntabet (hysteresetab og hvirvelstrømtab i jernkernen) og mekaniske tab (lejefriktionstab, vindmodstandstab osv.) i motoren ignoreres, vil energikonverteringseffektiviteten af ​​permanentmagneten synkroniseres. motor kan være tæt på 100%, fordi der ikke er noget excitationstab, det vil sige det såkaldte "no loss". Dette er baseret på den teoretiske antagelse, at under denne antagelse er den elektriske energitilførsel til statorviklingen næsten fuldstændig omdannet til mekanisk energiudgang.
Faktisk tabstilstand
Jerntab: I faktisk drift vil siliciumstålpladen i statorkernen producere hysteresetab og hvirvelstrømstab under påvirkning af vekslende magnetfelt. Hysteresetab skyldes kernematerialets hysteresekarakteristika, som får det magnetiske domæne inde i kernen til at vende om og forbruger energi, når magnetfeltet ændres. Hvirvelstrømstab er forårsaget af hvirvelstrømmen induceret af det vekslende magnetiske felt i kernen, som genererer varme på kernens modstand og forbruger energi.
Mekanisk tab: motorens rotor i rotationsprocessen, vil lejet producere friktionstab, mens motorrotationen og den omgivende luft der er relativ bevægelse, vil producere vindmodstandstab. Disse mekaniske tab reducerer motorens effektivitet.
Omstrejfende tab: inklusive tab forårsaget af interaktionen af ​​højordens harmoniske magnetfelter i statoren og rotoren, og det yderligere tab forårsaget af fremstillingsprocessen og andre faktorer. Selvom effektiviteten af ​​permanentmagnet synkronmotorer er relativt høj, kan disse faktiske tab ikke ignoreres.
For det tredje hænger AC-motorens egenskaber sammen
Tilpasning af AC-strømforsyning
Permanent magnet synkronmotor er en slags AC-motor, den kan tilsluttes direkte til den trefasede AC-strømforsyningsdrift. I praktiske applikationer er det nødvendigt at matche den tilsvarende AC-strømforsyning i henhold til motorens nominelle spænding og nominelle frekvens. Forskellige applikationsscenarier kan være nødvendigt at foretage passende justeringer af AC-strømforsyningen, såsom i nogle industrielle lejligheder, hvor strømnettets spændingsudsving er store, kan det være nødvendigt at bruge en spændingsregulator for at sikre normal drift af motoren.
Sammenligning med andre AC-motorer
Sammenlignet med asynkronmotorer, som tidligere nævnt, har permanentmagnet synkronmotorer højere effektivitet, effektfaktor og andre fordele. Asynkronmotoren har enkel struktur, lav pris og høj pålidelighed og er meget udbredt i nogle tilfælde, hvor effektivitetskravet ikke er særligt højt, og omkostningerne er mere følsomme.
Sammenlignet med synkron reluktansmotor har permanent magnet synkronmotor højere drejningsmomenttæthed og kan udsende større drejningsmoment under samme volumen og effekt. Synkron reluktansmotor afhænger hovedsageligt af reluktansens drejningsmomentdrift, dens effektivitet og ydeevne er ikke så god som permanent magnet synkronmotor i nogle aspekter.