Principe de fonctionnement
Le principe de fonctionnement à un aimant permanent de moteur synchrone est semblable au moteur synchrone. Il dépend du champ magnétique de rotation qui produit de la force électromotrice à 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 à 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.
EMF et équation de couple
Dans une machine synchrone, l'EMF moyen a induit par phase s'appelle la dynamique incite l'EMF dans un moteur synchrone, le flux coupé par chaque conducteur par révolution est Pϕ Weber
Puis le temps pris pour accomplir une révolution est sec 60/N
L'EMF moyen a induit par conducteur peut être calculé à l'aide de
(PϕN/60) X Zph = (PϕN/60) X 2Tph
Là où Tph = Zph/2
Par conséquent, l'EMF moyen par phase est,
de = ϕ x Tph X 4 x PN/120 = 4ϕfTph
Là où Tph = non. Des tours reliés en série par phase
ϕ = flux/poteau dans le weber
P= non. Des poteaux
Fréquence de F= dans l'hertz
Zph= non. Des conducteurs reliés en série par phase. = Zph/3
L'équation d'EMF dépend des bobines et des conducteurs sur le redresseur. Pour ce moteur, le facteur Kd de distribution et le facteur KP de lancement est également considéré.
Par conséquent, E de = xKd x KP du ϕ x f X Tph 4 x
L'équation de couple d'un moteur synchrone à un aimant permanent est donnée comme,
T = (3) de sinβ de x Eph X Iph X/ωm
Pourquoi choisissez les moteurs à courant alternatif à un aimant permanent ?
Les moteurs à un aimant permanent à C.A. (PMAC) offrent plusieurs avantages par rapport à d'autres types de moteurs, incluant :
Rendement élevé : Les moteurs de PMAC sont dus très efficace à l'absence des pertes d'en cuivre de rotor et réduite enrouler des pertes. Ils peuvent réaliser des efficacités jusqu'à de 97%, ayant pour résultat les économies d'énergie significatives.
Densité de puissance élevée : Les moteurs de PMAC ont une densité de puissance plus élevée comparée à d'autres types de moteur, que les moyens ils peuvent produire plus de puissance par unité de taille et de poids. Ceci les rend idéaux pour des applications où l'espace est limité.
Densité élevée de couple : Les moteurs de PMAC ont une densité élevée de couple, que les moyens ils peuvent produire plus de couple par unité de taille et de poids. Ceci les rend idéaux pour des applications où le couple élevé est exigé.
Entretien réduit : Puisque les moteurs de PMAC n'ont aucune brosse, ils exigent moins d'entretien et ont une plus longue durée de vie que d'autres types de moteur.
Contrôle amélioré : Les moteurs de PMAC ont un meilleur contrôle de vitesse et de couple comparé à d'autres types de moteur, les rendant idéaux pour des applications où le contrôle précis est exigé.
Favorable à l'environnement : Les moteurs de PMAC sont plus favorables à l'environnement que d'autres types de moteur puisqu'ils emploient les métaux de terre rare, qui sont plus faciles de réutiliser et produire moins de déchets comparés à d'autres types de moteur.
De façon générale, les avantages des moteurs de PMAC leur faire un excellent choix pour un large éventail d'applications, y compris les véhicules électriques, l'outillage industriel, et les systèmes énergétiques renouvelables.
Les moteurs à un aimant permanent à 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 à 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 à faible bruit. Ils sont employés souvent dans les moteurs qui conduisent les pièces mobiles dans des ces machines.
SPM contre l'IPM
Un moteur de P.M. peut être séparé dans deux catégories principales : moteurs à un aimant permanent extérieurs (SPM) et moteurs à 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 à ou l'intérieur du rotor.
Les moteurs de SPM ont des aimants apposés à 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.
Les moteurs d'IPM ont un aimant permanent incorporé dans le rotor lui-même. À la différence de leurs homologues de SPM, l'emplacement des aimants permanents rend des moteurs d'IPM très mécaniquement sains, et appropriés au fonctionnement à 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.
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.
Jaillissez l'affaiblissement/intensification des moteurs de P.M.
Le flux dans un moteur à 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 à haute production. Les deux types d'opération exigent le courant supplémentaire de moteur. La direction du moteur actuel à travers le d-axe, si par le contrôleur de moteur, détermine l'effet désiré.
Avantages des moteurs à un aimant permanent de terres rares
Rendement élevé : La courbe d'efficacité du moteur asynchrone tombe généralement plus rapidement au-dessous de 60% de la charge évaluée, et l'efficacité est très basse à la charge légère. La courbe d'efficacité du moteur à un aimant permanent de terre rare est haute et plate, et elle est dans le secteur à haute efficacité à 20%~120% de la charge évaluée.
Facteur de puissance élevée : La valeur mesurée du facteur de puissance du moteur synchrone d'aimant permanent de terre rare est proche de la valeur limite de 1,0. La courbe de facteur de puissance est aussi haute et plate que la courbe d'efficacité. Le facteur de puissance est haut. La compensation électrique réactive de basse tension n'est pas exigée et la capacité de système de distribution d'énergie est entièrement utilisée.
Le courant de redresseur est petit : Le rotor n'a aucun courant d'excitation, la puissance réactive est réduite, et le courant de redresseur est sensiblement réduit. Comparé au moteur asynchrone de la même capacité, la valeur courante de redresseur peut être réduite de 30% à 50%. En même temps, parce que le courant de redresseur est considérablement réduit, la hausse de la température de moteur est réduite, et la vie de rapport de graisse et de rapport sont prolongées.
Couple élevé de -de-étape et couple de parking : Les moteurs synchrones d'aimant permanent de terre rare ont un couple plus élevé de -de-étape et le couple de parking, qui fait le moteur ont une capacité de charge plus élevée et peuvent être sans à-coup tirés dans la synchronisation.
Inconvénients des moteurs à un aimant permanent de terres rares
Coût élevé : Comparé au moteur asynchrone des mêmes spécifications, l'entrefer entre le redresseur et le rotor est plus petit, et l'exactitude de traitement de chaque composant est haute ; la structure de rotor est plus compliquée et le prix du matériel en acier magnétique de terre rare est élevé ; donc, le coût de fabrication de moteur est haut, qui est commun pour les moteurs asynchrones environ 2 fois.
Grand impact au début de toute puissance : En commençant à la pleine pression, la vitesse synchrone peut être dessinée dans une courte durée même. Le choc mécanique est grand. Le courant commençant est plus de 10 fois le courant évalué. L'impact sur le système d'alimentation d'énergie est grand, exigeant une grande capacité du système d'alimentation d'énergie.
Il est facile démagnétiser l'acier de terres rares d'aimant : Quand le matériel à un aimant permanent est soumis à la vibration, haute température, et surcharge actuel, sa perméabilité magnétique peut diminuer, ou le phénomène de démagnétisation se produit, qui réduit la représentation du moteur à un aimant permanent.
