Dahil sa kanilang pagiging compact at mataas na torque density, ang mga permanenteng magnet na kasabay na motor ay malawakang ginagamit sa maraming pang-industriya na aplikasyon, lalo na para sa mga high-performance drive system tulad ng mga submarine propulsion system.Ang mga permanenteng magnet na kasabay na motor ay hindi nangangailangan ng paggamit ng mga slip ring para sa paggulo, na binabawasan ang pagpapanatili at pagkalugi ng rotor.Ang permanenteng magnet synchronous na mga motor ay lubos na mahusay at angkop para sa mga high-performance drive system tulad ng CNC machine tool, robotics at mga automated na sistema ng produksyon sa industriya.
Sa pangkalahatan, ang disenyo at pagtatayo ng mga permanenteng magnet na kasabay na motor ay dapat isaalang-alang ang parehong stator at rotor na istraktura upang makakuha ng isang mataas na pagganap ng motor.
Ang istraktura ng permanenteng magnet na kasabay na motor
Air-gap magnetic flux density:Tinutukoy ayon sa disenyo ng mga asynchronous na motor, atbp., ang disenyo ng permanenteng magnet rotors at ang paggamit ng mga espesyal na kinakailangan para sa paglipat ng mga windings ng stator.Bilang karagdagan, ipinapalagay na ang stator ay isang slotted stator.Ang air gap flux density ay limitado sa pamamagitan ng saturation ng stator core.Sa partikular, ang peak flux density ay limitado ng lapad ng mga ngipin ng gear, habang ang likod ng stator ay tumutukoy sa maximum na kabuuang pagkilos ng bagay.
Higit pa rito, ang pinahihintulutang antas ng saturation ay depende sa aplikasyon.Karaniwan, ang mga high-efficiency na motor ay may mas mababang density ng flux, habang ang mga motor na idinisenyo para sa maximum na density ng torque ay may mas mataas na density ng flux.Ang peak air gap flux density ay karaniwang nasa hanay na 0.7–1.1 Tesla.Dapat tandaan na ito ang kabuuang density ng flux, ibig sabihin, ang kabuuan ng rotor at stator fluxes.Nangangahulugan ito na kung ang puwersa ng reaksyon ng armature ay mababa, nangangahulugan ito na ang alignment torque ay mataas.
Gayunpaman, upang makamit ang isang malaking pag-aatubili na kontribusyon ng metalikang kuwintas, ang puwersa ng reaksyon ng stator ay dapat na malaki.Ipinapakita ng mga parameter ng makina na ang malaking m at maliit na inductance L ay pangunahing kinakailangan upang makakuha ng alignment torque.Ito ay karaniwang angkop para sa operasyon sa ibaba ng base ng bilis dahil ang mataas na inductance ay binabawasan ang power factor.
Permanenteng magnet na materyal:
Ang mga magnet ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa maraming mga aparato, samakatuwid, ang pagpapabuti ng pagganap ng mga materyales na ito ay napakahalaga, at ang pansin ay kasalukuyang nakatutok sa mga bihirang lupa at mga materyal na batay sa metal na paglipat na maaaring makakuha ng mga permanenteng magnet na may mataas na magnetic properties.Depende sa teknolohiya, ang mga magnet ay may iba't ibang magnetic at mechanical properties at nagpapakita ng iba't ibang corrosion resistance.
Ang mga magnet na NdFeB (Nd2Fe14B) at Samarium Cobalt (Sm1Co5 at Sm2Co17) ay ang pinaka-advanced na komersyal na permanenteng magnet na materyales na magagamit ngayon.Sa loob ng bawat klase ng rare earth magnets ay may malawak na iba't ibang grado.Ang mga NdFeB magnet ay na-komersyal noong unang bahagi ng 1980s.Ang mga ito ay malawakang ginagamit ngayon sa maraming iba't ibang mga aplikasyon.Ang halaga ng magnet na materyal na ito (bawat produktong enerhiya) ay maihahambing sa ferrite magnet, at sa bawat kilo, ang NdFeB magnet ay nagkakahalaga ng mga 10 hanggang 20 beses na mas malaki kaysa sa ferrite magnet.
Ang ilang mahahalagang katangian na ginagamit upang ihambing ang mga permanenteng magnet ay: remanence (Mr), na sumusukat sa lakas ng permanenteng magnet magnetic field, coercive force (Hcj), ang kakayahan ng materyal na labanan ang demagnetization, energy product (BHmax), density magnetic energy ;Curie temperature (TC), ang temperatura kung saan nawawala ang magnetism ng materyal.Ang mga Neodymium magnet ay may mas mataas na remanence, mas mataas na coercivity at enerhiya na produkto, ngunit sa pangkalahatan ay nasa mababang uri ng temperatura ng Curie, gumagana ang Neodymium sa Terbium at Dysprosium upang mapanatili ang mga magnetic na katangian nito sa mataas na temperatura.
Permanenteng Magnet Synchronous Motor Design
Sa disenyo ng isang permanenteng magnet synchronous motor (PMSM), ang pagtatayo ng permanenteng magnet rotor ay batay sa stator frame ng isang three-phase induction motor nang hindi binabago ang geometry ng stator at windings.Kasama sa mga pagtutukoy at geometry ang: bilis ng motor, dalas, bilang ng mga poste, haba ng stator, mga panloob at panlabas na diameter, bilang ng mga puwang ng rotor.Kasama sa disenyo ng PMSM ang pagkawala ng tanso, back EMF, pagkawala ng bakal at self at mutual inductance, magnetic flux, stator resistance, atbp.
Pagkalkula ng self-inductance at mutual inductance:
Ang inductance L ay maaaring tukuyin bilang ratio ng flux linkage sa flux-producing current I, sa Henrys (H), katumbas ng Weber per ampere.Ang inductor ay isang aparato na ginagamit upang mag-imbak ng enerhiya sa isang magnetic field, katulad ng kung paano nag-iimbak ang isang kapasitor ng enerhiya sa isang electric field.Ang mga inductor ay kadalasang binubuo ng mga coils, kadalasang nasusugatan sa paligid ng isang ferrite o ferromagnetic core, at ang kanilang inductance value ay nauugnay lamang sa pisikal na istraktura ng conductor at ang permeability ng materyal kung saan dumadaan ang magnetic flux.
Ang mga hakbang upang mahanap ang inductance ay ang mga sumusunod:1. Ipagpalagay na mayroong kasalukuyang I sa konduktor.2. Gamitin ang batas ng Biot-Savart o ang batas ng loop ng Ampere (kung magagamit) upang matukoy na ang B ay sapat na simetriko.3. Kalkulahin ang kabuuang pagkilos ng bagay na kumukonekta sa lahat ng mga circuit.4. I-multiply ang kabuuang magnetic flux sa bilang ng mga loop para makuha ang flux linkage, at isagawa ang disenyo ng permanent magnet na kasabay na motor sa pamamagitan ng pagsusuri sa mga kinakailangang parameter.
Natuklasan ng pag-aaral na ang disenyo ng paggamit ng NdFeB bilang AC permanent magnet rotor material ay nagpapataas ng magnetic flux na nabuo sa air gap, na nagreresulta sa pagbawas sa panloob na radius ng stator, habang ang panloob na radius ng stator ay gumagamit ng samarium cobalt permanent mas malaki ang magnet rotor material.Ang mga resulta ay nagpapakita na ang epektibong pagkawala ng tanso sa NdFeB ay nabawasan ng 8.124%.Para sa samarium cobalt bilang permanenteng magnet na materyal, ang magnetic flux ay magiging sinusoidal variation.Sa pangkalahatan, ang disenyo at pagtatayo ng mga permanenteng magnet na kasabay na motor ay dapat isaalang-alang ang parehong stator at rotor na istraktura upang makakuha ng isang mataas na pagganap ng motor.
sa konklusyon
Ang Permanent magnet synchronous motor (PMSM) ay isang kasabay na motor na gumagamit ng mataas na magnetic na materyales para sa magnetization, at may mga katangian ng mataas na kahusayan, simpleng istraktura, at madaling kontrol.Ang permanenteng magnet na kasabay na motor na ito ay may mga aplikasyon sa traksyon, automotive, robotics, at aerospace na teknolohiya.Ang density ng kapangyarihan ng mga permanenteng magnet na kasabay na motor ay mas mataas kaysa sa mga induction motor na may parehong rating dahil walang stator power na nakatuon sa pagbuo ng magnetic field..
Sa kasalukuyan, ang disenyo ng PMSM ay nangangailangan ng hindi lamang mas mataas na kapangyarihan, kundi pati na rin ang mas mababang masa at mas mababang sandali ng pagkawalang-galaw.
Oras ng post: Hul-01-2022