Différences entre le moteur à aimants permanents et le moteur asynchrone:
01. Structure du rotor
Moteur asynchrone: le rotor est constitué d'un noyau en fer et d'un enroulement, principalement des rotors à cage d'écureuil et des rotors enroulés.Le champ magnétique de la barre d'aluminium couper le stator entraîne le rotor.
Moteur PMSM: les aimants permanents sont intégrés dans les pôles magnétiques du rotor,et sont entraînés à tourner par le champ magnétique en rotation généré dans le stator selon le principe des pôles magnétiques de la même phase attirant des répulsions différentes.
02. Efficacité
Les moteurs asynchrones: doivent absorber le courant de l'excitation du réseau, ce qui entraîne une certaine quantité de perte d'énergie, un courant réactif du moteur et un faible facteur de puissance.
Moteur PMSM: le champ magnétique est fourni par des aimants permanents, le rotor n'a pas besoin de courant excitant et l'efficacité du moteur est améliorée.
03. Volume et poids
L'utilisation de matériaux à aimants permanents de haute performance rend le champ magnétique de l'écart d'air des moteurs synchrones à aimants permanents plus grand que celui des moteurs asynchrones.La taille et le poids sont réduits par rapport aux moteurs asynchronesIl sera d'une ou deux dimensions de cadre inférieures à celles des moteurs asynchrones.
04Le courant de démarrage du moteur
moteur asynchrone: il est directement démarré par électricité à fréquence de puissance, et le courant de démarrage est élevé, pouvant atteindre 5 à 7 fois le courant nominal,Ce qui a un grand impact sur le réseau électrique en un instant.Le courant de démarrage élevé provoque une diminution de la tension de résistance à la fuite de l'enroulement du stator, et le couple de démarrage est faible, de sorte qu'un démarrage lourd ne peut être réalisé.Même si l'onduleur est utilisé, il ne peut démarrer que dans la plage de courant de sortie nominale.
Moteur PMSM: Il est entraîné par un contrôleur dédié, qui ne répond pas aux exigences de puissance nominale du réducteur.le courant est augmenté progressivement en fonction de la charge, et le couple de départ est grand.
05Facteur de puissance
Les moteurs asynchrones ont un faible facteur de puissance, ils doivent absorber une grande quantité de courant réactif du réseau électrique,le courant de démarrage élevé des moteurs asynchrones aura un impact à court terme sur le réseau électrique, et une utilisation à long terme causera certains dommages aux équipements du réseau électrique et aux transformateurs.Il est nécessaire d'ajouter des unités de compensation de puissance et d'effectuer une compensation de puissance réactive afin d'assurer la qualité du réseau électrique et d'augmenter le coût d'utilisation des équipements..
Il n'y a pas de courant induit dans le rotor du moteur synchrone à aimant permanent et le facteur de puissance du moteur est élevé,qui améliore le facteur de qualité du réseau électrique et élimine la nécessité d'installer un compensateur.
06- Maintenance
La structure moteur + réducteur asynchrone générera des vibrations, de la chaleur, un taux de défaillance élevé, une consommation de lubrifiant élevée et un coût d'entretien manuel élevé; cela causera certaines pertes de temps d'arrêt.
Le moteur synchrone à aimants permanents à trois phases entraîne directement l'équipement, car le réducteur est éliminé, la vitesse de sortie du moteur est faible, le bruit mécanique est faible.Les vibrations mécaniques sont faibles.L'ensemble du système de propulsion est pratiquement sans entretien.
Le moteur synchrone à aimants permanents à trois phases entraîne directement l'équipement, car le réducteur est éliminé, la vitesse de sortie du moteur est faible, le bruit mécanique est faible.Les vibrations mécaniques sont faibles.L'ensemble du système de propulsion est pratiquement sans entretien.
Dans le secteur industriel général, le remplacement des moteurs asynchrones basse tension (< 380/660/1140 V) à haut rendement permet d'économiser de 5% à 30% d'énergie,et les moteurs asynchrones à haute tension ((6 kV/10 kV) à haut rendement, le système économise de 2% à 10%.
Avantages des moteurs à aimants permanents:
1. Efficacité plus élevée: les moteurs à aimants permanents sont connus pour leur efficacité élevée.réduire les pertes d'énergie associées à l'excitationCela se traduit par une efficacité améliorée et une consommation d'énergie réduite, ce qui rend les moteurs à aimants permanents plus économes en énergie que les autres types de moteurs.
2Densité de puissance élevée: Les moteurs à aimants permanents ont une densité de puissance élevée, ce qui signifie qu'ils peuvent fournir un couple élevé par rapport à leur taille et à leur poids.Cela les rend idéales pour les applications où l'espace et le poids sont limités, par exemple dans les véhicules électriques ou les petites machines.
3Compact et léger: L'absence de bobine d'excitation et l'utilisation d'aimants permanents contribuent à la conception compacte et légère des moteurs à aimants permanents.Cela facilite leur intégration dans divers systèmes et réduit le poids global de l'application.
4. Réponse dynamique améliorée: les moteurs à aimants permanents ont généralement une réponse dynamique plus rapide que les autres types de moteurs. Ils peuvent rapidement accélérer, ralentir et changer de direction,les rendant adaptés à des applications nécessitant un contrôle précis et rapide de la vitesse et de la position du moteur.
5- Maintenance réduite: les moteurs à aimants permanents ont moins de pièces que les autres types de moteurs, ce qui réduit les besoins en maintenance.il n'est pas nécessaire de remplacer régulièrement la brosse ou d'entretenir le commutateurCela conduit à une réduction des coûts de maintenance et à une fiabilité accrue.
6Large plage de vitesses: les moteurs à aimants permanents peuvent fonctionner sur une large plage de vitesses, de basses à hautes vitesses, sans sacrifier l'efficacité ou les performances.Cette polyvalence les rend adaptés à une variété d'applications, y compris les machines à basse vitesse et à grande vitesse.
Il est important de noter que les avantages spécifiques des moteurs à aimants permanents peuvent varier en fonction de l'application et de la conception et de la configuration spécifiques du moteur.leur efficacité élevée, leur compacité, leur densité de puissance et leurs faibles besoins en maintenance en font un choix privilégié dans de nombreuses applications industrielles, commerciales et automobiles.
Applications:
Les moteurs synchrones à aimants permanents peuvent être combinés avec des convertisseurs de fréquence pour former le meilleur système de régulation de vitesse en boucle ouverte sans pas,qui a été largement utilisé pour les équipements de transmission de régulation de vitesse dans le secteur pétrochimiqueIl s'agit notamment de l'industrie de l'électronique, du verre, du caoutchouc, de l'emballage, de l'impression, de la fabrication du papier, de l'impression et de la teinture, de la métallurgie et d'autres industries.
Un moteur à aimants permanents (également appelé PM) peut être divisé en deux catégories principales: aimant permanent intérieur (IPM) et aimant permanent de surface (SPM).Les deux types génèrent un flux magnétique par les aimants permanents fixés sur ou à l'intérieur du rotor.
SPM
Magnet permanent de surface
Un type de moteur dans lequel des aimants permanents sont fixés à la circonférence du rotor.
Les moteurs SPM ont des aimants fixés à l'extérieur de la surface du rotor, leur résistance mécanique est tellement plus faible que celle de l'IPM.La résistance mécanique affaiblie limite la vitesse mécanique maximale sûre du moteurEn outre, ces moteurs présentent une sailliance magnétique très limitée (Ld ≈ Lq).En raison du rapport de saillance proche de l'unité, les conceptions de moteurs SPM dépendent significativement, voire complètement, du composant de couple magnétique pour produire le couple.
MIP
Magnéte permanent intérieur
Un type de moteur qui a un rotor incorporé avec des aimants permanents est appelé IPM.
Les moteurs IPM ont un aimant permanent intégré dans le rotor lui-même.et adapté pour fonctionner à très haute vitesseCes moteurs sont également définis par leur rapport de sailliance magnétique relativement élevé (Lq > Ld).un moteur IPM est capable de générer du couple en tirant parti des composants magnétiques et du couple de réticence 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'à 30% moins d'énergie que les moteurs électriques classiques.
3La sécurité mécanique est améliorée car, contrairement à un SPM, l'aimant ne se détachera pas en raison de la force centrifuge.
4Il peut réagir à la rotation du moteur à grande vitesse en contrôlant les deux types de couple à l'aide du contrôle vectoriel.
Les moteurs à aimants permanents (PM) sans balais fonctionnent avec une alimentation en courant alternatif, ils sont donc souvent appelés moteurs PMAC.L'utilisation d'aimants permanents élimine le besoin de conducteurs (barres de rotor) de sorte que les pertes de rotor sont éliminéesCette conception permet de combiner une grande efficacité, une faible vitesse et un couple élevé dans un seul ensemble.moteurs à rendement standard au même point de chargeCes gains d'efficacité s'appliquent à l'ensemble de la gamme de charges motrices typiques.
Comment améliorer l'efficacité du moteur?
Pour améliorer l'efficacité du moteur, l'essence est de réduire la perte du moteur.pour un moteur asynchrone CA, le courant passe par les enroulements du stator et du rotor, ce qui entraîne une perte de cuivre et une perte de conducteur, tandis que le champ magnétique est dans le fer.Il provoquera des courants d' étourderie pour provoquer une perte d' hystérésis, les harmoniques élevées du champ magnétique de l'air généreront des pertes de dérive sur la charge, et il y aura des pertes d'usure lors de la rotation des roulements et des ventilateurs.
Pour réduire la perte du rotor, vous pouvez réduire la résistance de l'enroulement du rotor, utiliser un fil relativement épais avec une faible résistivité ou augmenter la surface de la section transversale de la fente du rotor.Bien sûr!La production conditionnelle de rotors en cuivre réduira les pertes d'environ 15% Les moteurs asynchrones actuels sont essentiellement des rotors en aluminium,donc l'efficacité n'est pas si élevée.
De même, il y a une perte de cuivre sur le stator, ce qui peut augmenter la face de l'ouverture du stator, augmenter le rapport d'ouverture totale de l'ouverture du stator et raccourcir la longueur de l'extrémité de l'enroulement du stator.Si un aimant permanent est utilisé pour remplacer l'enroulement du statorBien sûr, l'efficacité peut être évidemment améliorée, ce qui est la raison fondamentale pour laquelle le moteur synchrone est plus efficace que le moteur asynchrone.
Pour la perte de fer du moteur, des feuilles d'acier au silicium de haute qualité peuvent être utilisées pour réduire la perte d'hystérésis ou la longueur du noyau de fer peut être allongée,qui peut réduire la densité du flux magnétiqueEn outre, le processus de traitement thermique est également essentiel.
Les performances de ventilation du moteur sont plus importantes.La structure de refroidissement correspondante ou la méthode de refroidissement supplémentaire peuvent être utilisées pour réduire les pertes de frottement.
Les harmoniques d'ordre supérieur produisent des pertes de déviation dans l'enroulement et le noyau en fer, ce qui peut améliorer l'enroulement du stator et réduire la génération d'harmoniques d'ordre supérieur.Le traitement d'isolation peut également être effectué sur la surface de la fente du rotor, et la boue de fente magnétique peut être utilisée pour réduire l'effet de fente magnétique.
En raison de la nécessité d'un entraînement ou d'un contrôleur, les moteurs PMAC à vitesse variable coûtent beaucoup plus cher que les moteurs à induction Premium Efficiency à vitesse constante.Il en va de même pour les remplacements équivalents d'un entraînement à fréquence variable électronique modulé par la largeur d'impulsion (VFD) contrôlant un nouveau moteur à onduleur Premium Efficiency.. lors du remplacement de moteurs à vitesse constante dans des applications à débit variable,les économies d'énergie dues à la capacité variable du moteur PMAC dépasseront largement les économies dues à l'efficacité accrue du moteur lui-mêmeLes moteurs à aimants permanents offrent une efficacité améliorée sur toute leur gamme de fonctionnement et répondent ou dépassent les normes d'efficacité IE4 de la Commission électrotechnique internationale (CEI).
