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Moteur aimants permanents trois phases sans maintenance bruyante
Qu'est-ce que le moteur synchrone aimant permanent?
Un moteur PM est un moteur courant alternatif qui utilise des
aimants intégrés ou fixés la surface du rotor du moteur.Les aimants
sont utilisés pour générer un flux moteur constant au lieu d'exiger
le champ de stator pour en générer un en se connectant au rotorUn
quatrième moteur, connu sous le nom de moteur démarrage en ligne PM
(LSPM), intègre les caractéristiques des deux moteurs.Un moteur
LSPM intègre des aimants d'un moteur PM l'intérieur du rotor et des
barres de rotor d'un moteur cage d'écureuil pour maximiser le
couple et l'efficacité.
Pourquoi choisir des moteurs aimants permanents?
Les moteurs courant alternatif aimants permanents (PMAC) offrent
plusieurs avantages par rapport aux autres types de moteurs,
notamment:
Haute efficacité: les moteurs PMAC sont très efficaces en raison de
l'absence de pertes de cuivre du rotor et de pertes d'enroulement
réduites.entraînant des économies d'énergie importantes.
Densité de puissance élevée: les moteurs PMAC ont une densité de
puissance plus élevée que les autres types de moteurs, ce qui
signifie qu'ils peuvent produire plus de puissance par unité de
taille et de poids.Cela les rend idéales pour les applications où
l'espace est limité.
Densité de couple élevée: les moteurs PMAC ont une densité de
couple élevée, ce qui signifie qu'ils peuvent produire plus de
couple par unité de taille et de poids..
Maintenance réduite: les moteurs PMAC n'ayant pas de brosses, ils
nécessitent moins d'entretien et ont une durée de vie plus longue
que les autres types de moteurs.
Contrôle amélioré: Les moteurs PMAC ont un meilleur contrôle de la
vitesse et du couple par rapport aux autres types de moteurs, ce
qui les rend idéaux pour les applications où un contrôle précis est
requis.
Environnemental: les moteurs PMAC sont plus respectueux de
l'environnement que les autres types de moteurs, car ils utilisent
des métaux des terres rares,qui sont plus faciles recycler et
produisent moins de déchets que les autres types de moteurs.
Dans l'ensemble, les avantages des moteurs PMAC en font un
excellent choix pour un large éventail d'applications, y compris
les véhicules électriques, les machines industrielles et les
systèmes d'énergie renouvelable.
Les moteurs courant alternatif aimant permanent (PMAC) ont un large
éventail d'applications, notamment:
Machines industrielles: les moteurs PMAC sont utilisés dans une
variété d'applications de machines industrielles, telles que les
pompes, les compresseurs, les ventilateurs et les
machines-outils.et un contrôle précis, ce qui les rend idéales pour
ces applications.
Robotique: les moteurs PMAC sont utilisés dans les applications de
robotique et d'automatisation, où ils offrent une densité de couple
élevée, un contrôle précis et une efficacité élevée.d'une puissance
de sortie supérieure ou égale :.
Systèmes HVAC: Les moteurs PMAC sont utilisés dans les systèmes de
chauffage, de ventilation et de climatisation (HVAC), où ils
offrent une efficacité élevée, un contrôle précis et de faibles
niveaux de bruit.Ils sont souvent utilisés dans les ventilateurs et
les pompes dans ces systèmes.
Systèmes d'énergie renouvelable: les moteurs PMAC sont utilisés
dans les systèmes d'énergie renouvelable, tels que les éoliennes et
les traceurs solaires, où ils offrent une efficacité élevée, une
densité de puissance élevée et un contrôle précis.Ils sont souvent
utilisés dans les générateurs et les systèmes de suivi dans ces
systèmes.
Équipement médical: Les moteurs PMAC sont utilisés dans les
équipements médicaux, tels que les machines d'IRM, où ils offrent
une densité de couple élevée, un contrôle précis et de faibles
niveaux de bruit.Ils sont souvent utilisés dans les moteurs qui
entraînent les pièces mobiles dans ces machines.
Principe de fonctionnement
Le principe de fonctionnement du moteur synchrone aimant permanent
est similaire au moteur synchrone.Lorsque l'enroulement du stator
est alimenté en donnant l'alimentation en 3 phases, un champ
magnétique tournant est créé entre les espaces aériens.
Cela produit le couple lorsque les pôles du champ du rotor
maintiennent le champ magnétique en rotation une vitesse synchrone
et que le rotor tourne en continu.il est nécessaire de fournir une
alimentation fréquence variable.
Équation EMF et couple
Dans une machine synchrone, le champ électromagnétique induit moyen
par phase est appelé champ électromagnétique dynamique induit dans
un moteur synchrone, le flux coupé par chaque conducteur par
révolution est Pφ Weber
Alors le temps nécessaire pour effectuer une révolution est de 60/N
sec.
Le champ électromagnétique moyen induit par conducteur peut être
calculé en utilisant
(PφN / 60) x Zph = (PφN / 60) x 2Tph
où Tph = Zph / 2
Par conséquent, le champ électromagnétique moyen par phase est:
= 4 x φ x Tph x PN/120 = 4φfTph
où Tph = nombre de tours reliés en série par phase
φ = flux/pôle en Weber
P = n. de poteaux
F = fréquence en Hz
Zph = nombre de conducteurs connectés en série par phase = Zph/3
L'équation du champ électromagnétique dépend des bobines et des
conducteurs du stator.
Ainsi, E = 4 x φ x f x Tph xKd x Kp
L'équation du couple d'un moteur synchrone aimants permanents est
donnée comme suit:
T = (3 x Eph x Iph x sinβ) / ωm
PMSM monté la surface
Dans cette construction, l'aimant est monté sur la surface du
rotor. Il convient aux applications grande vitesse, car il n'est
pas robuste.Il fournit un écart d'air uniforme parce que la
perméabilité de l'aimant permanent et l'écart d'air est le mêmePas
de couple de réticence, performances dynamiques élevées, et adapté
pour les appareils grande vitesse comme la robotique et les
entraînements d'outils.
PMSM enterré ou PMSM intérieur
Dans ce type de construction, l'aimant permanent est intégré dans
le rotor comme indiqué sur la figure ci-dessous.Le couple de
réticence est dû la saillie du moteur.
Pourquoi choisir un moteur IPM au lieu d'un SPM?
1Un couple élevé est obtenu en utilisant le couple de réticence en plus du couple magnétique.
2Les moteurs IPM consomment jusqu' 30% moins d'énergie que les moteurs électriques classiques.
3La sécurité mécanique est améliorée car, contrairement un SPM, l'aimant ne se détachera pas en raison de la force centrifuge.
4Il peut réagir la rotation du moteur grande vitesse en contrôlant les deux types de couple l'aide du contrôle vectoriel.
Moteur synchrone aimant permanent:
Le fonctionnement du moteur synchrone aimant permanent est très
simple, rapide et efficace par rapport aux moteurs
conventionnels.Le fonctionnement du PMSM dépend du champ magnétique
tournant du stator et du champ magnétique constant du rotorLes
aimants permanents sont utilisés comme rotor pour créer un flux
magnétique constant et fonctionner et verrouiller une vitesse
synchrone.
Les groupes de phasors sont formés en joignant les enroulements du
stator les uns aux autres.et double et simple phasesPour réduire
les tensions harmoniques, les enroulements doivent être enroulés de
manière courte.
Lorsque l'alimentation en courant alternatif en 3 phases est donnée
au stator, il crée un champ magnétique tournant et le champ
magnétique constant est induit en raison de l'aimant permanent du
rotor.Ce rotor fonctionne en synchronisme avec la vitesse
synchroneL'ensemble du fonctionnement du PMSM dépend de l'écart
d'air entre le stator et le rotor sans charge.
Si l'écart d'air est grand, les pertes de vent du moteur seront
réduites.Les moteurs synchrones aimants permanents ne sont pas des
moteurs démarrage automatiqueIl est donc nécessaire de contrôler la
fréquence variable du stator électroniquement.
Les avantages
Les avantages du moteur synchrone aimant permanent sont les suivants:
fournit une plus grande efficacité haute vitesse
disponible en petites quantités dans différents emballages
L'entretien et l'installation sont très faciles qu'avec un moteur induction
d'une puissance de sortie supérieure 50 W,
haute efficacité et fiabilité
donne un couple et des performances dynamiques fluides
Les défauts
Les inconvénients des moteurs synchrones aimants permanents sont les suivants:
Ces types de moteurs sont très chers par rapport aux moteurs induction
Difficile démarrer car ce ne sont pas des moteurs qui se démarrent.
Dégradation/intensification du flux des moteurs particules
Le flux dans un moteur aimants permanents est généré par les aimants.Augmenter ou intensifier le champ de flux permettra au moteur d'augmenter temporairement la production de coupleL'opposition au champ de flux annulera le champ magnétique existant du moteur.La réduction de la tension de rétro-électromagnétique libère la tension pour pousser le moteur fonctionner des vitesses de sortie plus élevées. Les deux types de fonctionnement nécessitent un courant moteur supplémentaire. La direction du courant moteur travers l'axe d, fournie par le contrôleur du moteur, détermine l'effet souhaité.