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Moteur un aimant permanent exempt d'entretien d'entraînement direct de conversion de fréquence
Quel est le moteur synchrone un aimant permanent ?
Le moteur synchrone un aimant permanent (PMSM) est un moteur synchrone C.A. dont l'excitation de champ est fournie par des aimants permanents et a une forme d'onde arrière sinusoïdale d'EMF. Le PMSM est une croix entre un moteur induction et un moteur sans brosse de C.C. Comme un moteur sans brosse de C.C, il a un rotor un aimant permanent et des enroulements sur le redresseur. Cependant, la structure de redresseur avec des enroulements construits pour produire une densité de flux sinusoïdale dans l'entrefer de la machine ressemble que d'un moteur induction. Sa densité de puissance est plus haute que des moteurs induction avec les mêmes estimations puisqu'il n'y a aucune puissance de redresseur consacrée la production de champ magnétique.
Avec des aimants permanents le PMSM peut produire du couple la
vitesse nulle, il exige un inverseur commande numérique pour des
opérations. PMSMs sont typiquement employés pour les commandes
performantes et haute efficacité de moteur. Le contrôle de moteur
performant est caractérisé par rotation sans heurt de la gamme de
vitesse entière du moteur, le plein contrôle de couple la vitesse
nulle, et l'accélération et la décélération rapides.
Pour réaliser un tel contrôle, des techniques de contrôle de
vecteur sont employées pour PMSM. Les techniques de contrôle de
vecteur habituellement désigné également sous le nom du contrôle
orienté champ (FOC). L'idée fondamentale de l'algorithme de
contrôle de vecteur est de décomposer un redresseur actuel dans une
partie champ-produisante magnétique et une cloison
couple-produisante. Les deux composants peuvent être commandés
séparément après décomposition.
Travail du moteur synchrone un aimant permanent
Le principe de fonctionnement un aimant permanent de moteur synchrone est semblable au moteur synchrone. Il dépend du champ magnétique de rotation qui produit de la force électromotrice la vitesse synchrone. Quand l'enroulement de redresseur active en donnant l'approvisionnement triphasé, un champ magnétique de rotation est créé entre les entrefers.
Ceci produit le couple quand les poteaux de gisement de rotor tiennent le champ magnétique de rotation la vitesse synchrone et le rotor tourne sans interruption. Car ces moteurs auto-ne commencent pas des moteurs, il est nécessaire de fournir une alimentation d'énergie variable de fréquence.
Analyse du principe des avantages techniques du moteur un aimant
permanent
Le principe d'un moteur synchrone un aimant permanent est comme
suit : Dans l'enroulement du redresseur du moteur dans le courant
triphasé, après passage-dans le courant, il formera un champ
magnétique de rotation pour l'enroulement du redresseur du moteur.
Puisque le rotor est installé avec l'aimant permanent, le pôle
magnétique de l'aimant permanent est fixé, selon le principe des
pôles magnétiques de la même phase attirant la répulsion
différente, la rotation le champ que magnétique produit dans le
redresseur conduira le rotor pour tourner, la vitesse de rotation
du rotor est égal la vitesse du poteau tournant a produit dans le
redresseur.
forme d'onde De retour-emf :
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De retour l'emf est abréviation la force de retour électromotrice mais est également connu comme force compteur-électromotrice. La force électromotrice de dos est la tension qui se produit dans des moteurs électriques quand il y a un mouvement relatif entre les enroulements de redresseur et le champ magnétique du rotor. Les propriétés géométriques du rotor détermineront la forme de la forme d'onde de retour-emf. Ces formes d'onde peuvent être sinusoïdales, trapézoïdales, triangulaires, ou quelque chose dans l'intervalle.
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L'induction et les machines de P.M. produisent des formes d'onde de
retour-emf. Dans une machine d'induction, la forme d'onde de
retour-emf se délabrera comme le gisement résiduel de rotor se
délabre lentement en raison du manque d'un gisement de redresseur.
Cependant, avec une machine de P.M., le rotor produit de son propre
champ magnétique. Par conséquent, une tension peut être induite
dans les enroulements de redresseur toutes les fois que le rotor
est dans le mouvement. la tension De retour-emf montera
linéairement avec la vitesse et est un facteur crucial en
déterminant la vitesse de fonctionnement maximum.
Les moteurs un aimant permanent C.A. (PMAC) ont un large éventail
d'applications comprenant :
Outillage industriel : Des moteurs de PMAC sont utilisés dans un
grand choix d'applications d'outillage industriel, telles que des
pompes, des compresseurs, des fans, et des machines-outils. Ils
offrent le rendement élevé, la densité de puissance élevée, et le
contrôle précis, les rendant idéaux pour ces applications.
Robotique : Des moteurs de PMAC sont utilisés dans des applications
de robotique et d'automation, où ils offrent la densité élevée de
couple, le contrôle précis, et le rendement élevé. Ils sont
employés souvent dans les bras robotiques, les pinces, et d'autres
systèmes de contrôle de mouvement.
Systèmes de la CAHT : Des moteurs de PMAC sont utilisés dans le
chauffage, la ventilation, et les systèmes de la climatisation (la
CAHT), où ils offrent le rendement élevé, le contrôle précis, et
les niveaux faible bruit. Ils sont employés souvent dans les fans
et des pompes dans ces systèmes.
Systèmes énergétiques renouvelables : Des moteurs de PMAC sont
utilisés dans les systèmes énergétiques renouvelables, tels que des
turbines de vent et des traqueurs solaires, où ils offrent le
rendement élevé, la densité de puissance élevée, et le contrôle
précis. Ils sont employés souvent dans les générateurs et les
systèmes de piste dans ces systèmes.
Matériel médical : Des moteurs de PMAC sont utilisés dans le
matériel médical, tel que des machines d'IRM, où ils offrent la
densité élevée de couple, le contrôle précis, et les niveaux faible
bruit. Ils sont employés souvent dans les moteurs qui conduisent
les pièces mobiles dans des ces machines.
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Un moteur de P.M. peut être séparé dans deux catégories principales : moteurs un aimant permanent extérieurs (SPM) et moteurs un aimant permanent intérieurs (IPM). Ni l'un ni l'autre de type de conception de moteur ne contient des barres de rotor. Les deux types produisent du flux magnétique par les aimants permanents apposés ou l'intérieur du rotor.
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Les moteurs de SPM ont des aimants apposés l'extérieur de la surface de rotor. En raison de ce support mécanique, leur force mécanique est plus faible que celle des moteurs d'IPM. La force mécanique affaiblie limite la vitesse mécanique sûre maximum du moteur. En outre, ces moteurs montrent le saliency magnétique très limité (≈ Lq de LD).
Les valeurs d'inductance ont mesuré sur les terminaux de rotor sont cohérentes indépendamment de la position de rotor. En raison du rapport proche de saliency d'unité, les conceptions de moteur de SPM se fondent de manière significative, sinon complètement, sur le composant magnétique de couple pour produire le couple.
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Les moteurs d'IPM ont un aimant permanent incorporé dans le rotor lui-même. la différence de leurs homologues de SPM, l'emplacement des aimants permanents rend des moteurs d'IPM très mécaniquement sains, et appropriés au fonctionnement très grande vitesse. Ces moteurs également sont définis par leur rapport magnétique relativement élevé de saliency (Lq > LD). En raison de leur saliency magnétique, un moteur d'IPM a la capacité de produire du couple en tirant profit des composants magnétiques et de réticence de couple du moteur.
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Avantages
Petit et léger
Dans électromagnétique spécial et la conception structurelle, le
rapport de volume--poids est réduit de 20%, la longueur de la
machine entière est réduite de 10%, et l' toute vitesse des fentes
de redresseur est grimpé jusqu' 90%.
Fortement intégré
Le moteur et l'inverseur sont fortement intégrés, évitant la
connexion externe de circuit entre le moteur et l'inverseur, et
améliorant la fiabilité des produits de système.
De rendement optimum
Le matériel un aimant permanent de terres rares performant, la
fente spéciale de redresseur, et la structure de rotor rendent ce
moteur efficace jusqu'au niveau IE4.
Concevez en fonction du client
La conception adaptée aux besoins du client et la fabrication,
consacrées aux machines spéciales, réduisent des fonctions et des
marges superflues de conception et réduire au minimum des coûts.
Bas vibration et bruit
Le moteur est directement conduit, le bruit et la vibration
d'équipement sont petits, et l'impact sur l'environnement de
travaux de construction est réduit.
Exempt d'entretien
Aucune pièces ultra-rapides de vitesse, aucun besoin de changer le
lubrifiant de vitesse régulièrement, et équipement véritablement
exempt d'entretien. >
Auto-détection contre l'opération en circuit fermé
Les avances récentes en technologie d'entraînement permettent le C.A. standard conduit « auto-pour détecter » et pour dépister la position d'aimant de moteur. Un système en circuit fermé utilise typiquement le canal de z-impulsion pour optimiser la représentation. Par certaines routines, la commande connaît la position précise de l'aimant de moteur en dépistant les canaux d'A/B et la correction pour des erreurs avec le z-canal. Connaître la position précise de l'aimant tient compte de la production optima de couple ayant pour résultat l'efficacité optima. >
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Jaillissez l'affaiblissement/intensification des moteurs de P.M.
Le flux dans un moteur un aimant permanent est produit par les
aimants. Le champ de flux suit un certain chemin, qui peut être
amplifié ou opposé. L'amplification ou l'intensification du champ
de flux permettra au moteur d'augmenter temporairement la
production de couple. L'opposition du champ de flux niera le
gisement existant d'aimant du moteur. Le gisement réduit d'aimant
limitera la production de couple, mais réduit la tension de
retour-emf. La tension de retour-emf réduite libère la tension pour
pousser le moteur pour fonctionner aux vitesses haute production.
Les deux types d'opération exigent le courant supplémentaire de
moteur. La direction du moteur actuel travers le d-axe, si par le
contrôleur de moteur, détermine l'effet désiré.
Quelles applications utilisent des moteurs de PMSM ?
Les moteurs synchrones un aimant permanent ont les avantages de la
structure simple, de la petite taille, du rendement élevé, et du
facteur de puissance élevée. Elle a été très utilisée dans
l'industrie métallurgique (usine de fabrication de fer et usine
d'agglomération, etc.), l'industrie en céramique (broyeur boulets),
l'industrie du caoutchouc (mélangeur interne), l'industrie
d'industrie pétrolière (dispositif de pompage) et textile (doubles
machine de torsion, cadre de rotation) et d'autres industries dans
le moteur de tension moyenne et basse.
Pourquoi vous devriez choisir un IPM moteur au lieu d'un SPM ?
1. Le couple élevé est réalisé l'aide du couple de réticence en plus du couple magnétique.
2. Les moteurs d'IPM consomment jusqu' 30% moins de puissance comparée aux moteurs électriques conventionnels.
3. La sécurité mécanique est améliorée aussi, la différence de dans un SPM, l'aimant ne détachera pas en raison de la force centrifuge.
4. Il peut répondre la rotation ultra-rapide de moteur en commandant les deux types de couple utilisant le contrôle de vecteur.