Động cơ không chổi than AC 3 pha PMSM Động cơ đồng bộ biến tần

Sự Khác Nhau Giữa Động Cơ Nam Châm Vĩnh Cửu Và Động Cơ Không Đồng Bộ

01. Cơ cấu cánh quạt

Động cơ không đồng bộ: Rôto gồm lõi sắt và dây quấn, chủ yếu là rôto lồng sóc và dây quấn.Rotor lồng sóc được đúc bằng các thanh nhôm.Từ trường của thanh nhôm cắt stato làm quay rôto.

Động cơ PMSM: Các nam châm vĩnh cửu được nhúng trong các cực từ của rôto và được điều khiển để quay bằng từ trường quay được tạo ra trong stato theo nguyên tắc các cực từ của cùng một pha thu hút các lực đẩy khác nhau.

02. Hiệu quả

Động cơ không đồng bộ: Cần hấp thụ dòng điện từ lưới kích thích, dẫn đến tổn thất năng lượng nhất định, dòng điện phản kháng của động cơ và hệ số công suất thấp.

Động cơ PMSM: Từ trường được cung cấp bởi nam châm vĩnh cửu, rôto không cần dòng điện kích thích và hiệu suất của động cơ được cải thiện.

03. Khối lượng và trọng lượng

Việc sử dụng vật liệu nam châm vĩnh cửu hiệu suất cao làm cho từ trường khe hở không khí của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu lớn hơn so với động cơ không đồng bộ.Kích thước và trọng lượng giảm so với động cơ không đồng bộ.Nó sẽ thấp hơn một hoặc hai kích thước khung hình so với động cơ không đồng bộ.

04. Dòng khởi động động cơ

Động cơ không đồng bộ: Được khởi động trực tiếp bằng điện tần số công suất, dòng khởi động lớn, có thể gấp 5 đến 7 lần dòng định mức, tức thời có tác động lớn đến lưới điện.Dòng khởi động lớn làm tăng điện áp chống rò của cuộn dây stato và mômen khởi động nhỏ nên không thể khởi động ở chế độ nặng.Ngay cả khi biến tần được sử dụng, nó chỉ có thể khởi động trong phạm vi dòng điện đầu ra định mức.

Động cơ PMSM: Nó được điều khiển bởi một bộ điều khiển chuyên dụng, thiếu các yêu cầu đầu ra định mức của bộ giảm tốc.Dòng khởi động thực tế nhỏ, dòng điện tăng dần theo tải và mô-men xoắn khởi động lớn.

05. Hệ số công suất

Động cơ không đồng bộ có hệ số công suất thấp, phải hấp thụ một lượng lớn dòng điện phản kháng từ lưới điện, dòng điện khởi động lớn của động cơ không đồng bộ sẽ gây ảnh hưởng ngắn hạn đến lưới điện, sử dụng lâu dài sẽ gây ra những hư hỏng nhất định đến các thiết bị lưới điện và máy biến áp.Cần bổ sung các bộ bù công suất và thực hiện bù công suất phản kháng để đảm bảo chất lượng lưới điện và tăng giá thành sử dụng thiết bị.

Không có dòng điện cảm ứng trong rôto của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu và hệ số công suất của động cơ cao, giúp cải thiện hệ số chất lượng của lưới điện và loại bỏ nhu cầu lắp đặt bộ bù.

06. Bảo trì

Động cơ không đồng bộ + cấu trúc giảm tốc sẽ tạo ra độ rung, nhiệt, tỷ lệ hỏng hóc cao, tiêu thụ dầu bôi trơn lớn và chi phí bảo trì thủ công cao;nó sẽ gây ra tổn thất thời gian chết nhất định.

Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu ba pha điều khiển trực tiếp thiết bị.Do bộ giảm tốc bị loại bỏ nên tốc độ đầu ra của động cơ thấp, tiếng ồn cơ học thấp, độ rung cơ học nhỏ và tỷ lệ hỏng hóc thấp.Toàn bộ hệ thống truyền động hầu như không cần bảo dưỡng.

EMF và phương trình mô-men xoắn

Trong máy điện đồng bộ, EMF trung bình sinh ra trên mỗi pha được gọi là EMF sinh ra động trong động cơ đồng bộ, từ thông cắt bởi mỗi dây dẫn trên mỗi vòng quay là Pϕ Weber

Vậy thời gian đi hết một vòng là 60/N giây

EMF trung bình gây ra trên mỗi dây dẫn có thể được tính bằng cách sử dụng

( PϕN / 60 ) x Zph = ( PϕN / 60 ) x 2Tph

Trong đó Tph = Zph / 2

Do đó, EMF trung bình trên mỗi pha là,

= 4 x ϕ x Tph x PN/120 = 4ϕfTph

Trong đó Tph = không.Số lượt mắc nối tiếp trên mỗi pha

ϕ = từ thông/cực trong Weber

P = không.cực

F= tần số tính bằng Hz

Zph = không.Của các dây dẫn nối tiếp trên mỗi pha.= Zph/3

Phương trình EMF phụ thuộc vào cuộn dây và dây dẫn trên stato.Đối với động cơ này, hệ số phân phối Kd và hệ số bước Kp cũng được xem xét.

Do đó, E = 4 x ϕ xfx Tph xKd x Kp

Phương trình mô-men xoắn của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu được cho là,

T = (3 x Eph x Iph x sinβ) / ωm

Động cơ AC nam châm vĩnh cửu (PMAC) có nhiều ứng dụng bao gồm:

Máy móc công nghiệp: Động cơ PMAC được sử dụng trong nhiều ứng dụng máy móc công nghiệp, chẳng hạn như máy bơm, máy nén, quạt và máy công cụ.Chúng mang lại hiệu quả cao, mật độ năng lượng cao và điều khiển chính xác, khiến chúng trở nên lý tưởng cho các ứng dụng này.

Người máy: Động cơ PMAC được sử dụng trong các ứng dụng người máy và tự động hóa, nơi chúng cung cấp mật độ mô-men xoắn cao, điều khiển chính xác và hiệu quả cao.Chúng thường được sử dụng trong cánh tay rô-bốt, dụng cụ gắp và các hệ thống điều khiển chuyển động khác.

Hệ thống HVAC: Động cơ PMAC được sử dụng trong các hệ thống sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí (HVAC), nơi chúng mang lại hiệu quả cao, điều khiển chính xác và độ ồn thấp.Chúng thường được sử dụng trong quạt và máy bơm trong các hệ thống này.

Hệ thống năng lượng tái tạo: Động cơ PMAC được sử dụng trong các hệ thống năng lượng tái tạo, chẳng hạn như tua-bin gió và thiết bị theo dõi năng lượng mặt trời, nơi chúng mang lại hiệu quả cao, mật độ năng lượng cao và điều khiển chính xác.Chúng thường được sử dụng trong các máy phát điện và hệ thống theo dõi trong các hệ thống này.

Thiết bị y tế: Động cơ PMAC được sử dụng trong thiết bị y tế, chẳng hạn như máy MRI, nơi chúng cung cấp mật độ mô-men xoắn cao, điều khiển chính xác và độ ồn thấp.Chúng thường được sử dụng trong các động cơ dẫn động các bộ phận chuyển động trong các máy này.

IPM so với SPM

Động cơ nam châm vĩnh cửu (còn gọi là PM) có thể được chia thành hai loại chính: Nam châm vĩnh cửu bên trong (IPM) và Nam châm vĩnh cửu bề mặt (SPM).Cả hai loại đều tạo ra từ thông bằng các nam châm vĩnh cửu được gắn vào hoặc bên trong rôto.

SPM

MẶT NAM VĨNH VIỄN

Một loại động cơ trong đó nam châm vĩnh cửu được gắn vào chu vi rôto.

Động cơ SPM có nam châm gắn bên ngoài bề mặt rôto nên độ bền cơ học yếu hơn động cơ IPM.Độ bền cơ học suy yếu giới hạn tốc độ cơ học an toàn tối đa của động cơ.Ngoài ra, các động cơ này thể hiện độ mặn từ tính rất hạn chế (Ld ≈ Lq).Các giá trị điện cảm được đo tại các đầu nối của rôto là nhất quán bất kể vị trí của rôto.Do tỷ lệ độ mặn gần như thống nhất, các thiết kế động cơ SPM phụ thuộc đáng kể, nếu không muốn nói là hoàn toàn, vào thành phần mô-men xoắn từ tính để tạo ra mô-men xoắn.

quản lý tổng hợp

NAM CHÂM VĨNH VIỄN NỘI THẤT

Một loại động cơ có rôto được gắn nam châm vĩnh cửu được gọi là IPM.

Động cơ IPM có một nam châm vĩnh cửu được gắn vào rôto.Không giống như các đối tác SPM của chúng, vị trí của các nam châm vĩnh cửu làm cho động cơ IPM hoạt động rất tốt về mặt cơ học và phù hợp để vận hành ở tốc độ rất cao.Những động cơ này cũng được xác định bởi tỷ lệ độ mặn từ tính tương đối cao (Lq > Ld).Do tính chất mặn từ tính của chúng, động cơ IPM có khả năng tạo ra mô-men xoắn bằng cách tận dụng cả thành phần mô-men xoắn từ tính và từ trở của động cơ.

Ưu điểm của động cơ nam châm vĩnh cửu đất hiếm

Hiệu suất cao: Đường cong hiệu suất của động cơ không đồng bộ thường giảm nhanh hơn dưới 60% tải định mức và hiệu suất rất thấp khi tải nhẹ.Đường cong hiệu suất của động cơ nam châm vĩnh cửu đất hiếm cao và bằng phẳng, và nó nằm trong vùng hiệu suất cao ở mức 20% ~ 120% tải định mức.

Hệ số công suất cao: Giá trị đo được của hệ số công suất của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu đất hiếm gần với giá trị giới hạn là 1,0.Đường cong hệ số công suất cao và bằng phẳng như đường cong hiệu suất.Hệ số công suất cao.Không cần bù công suất phản kháng hạ áp và tận dụng hết công suất của hệ thống phân phối điện.

Dòng điện stato nhỏ: Rôto không có dòng điện kích thích, công suất phản kháng giảm và dòng điện stato giảm đáng kể.So với động cơ không đồng bộ cùng công suất, giá trị dòng điện stato có thể giảm từ 30% đến 50%.Đồng thời, do dòng điện stato giảm đi rất nhiều nên độ tăng nhiệt độ động cơ giảm, mỡ ổ trục và tuổi thọ ổ trục được kéo dài.

Mô-men xoắn ngoài bước và mô-men xoắn kéo vào cao: Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu đất hiếm có mô-men xoắn ngoài bước và mô-men xoắn kéo vào cao hơn, giúp động cơ có khả năng chịu tải cao hơn và có thể được kéo vào đồng bộ một cách trơn tru.

Nhược điểm của động cơ nam châm vĩnh cửu đất hiếm

Chi phí cao: So với động cơ không đồng bộ có cùng thông số kỹ thuật, khe hở không khí giữa stato và rôto nhỏ hơn và độ chính xác xử lý của từng bộ phận cao;cấu trúc cánh quạt phức tạp hơn và giá vật liệu thép từ tính đất hiếm cao;do đó chi phí chế tạo động cơ cao, phổ biến đối với động cơ không đồng bộ Khoảng 2 lần.

Tác động lớn khi khởi động hết công suất: Khi khởi động ở áp suất tối đa, tốc độ đồng bộ có thể được rút ra trong thời gian rất ngắn.Cú sốc cơ học lớn.Dòng khởi động lớn hơn 10 lần dòng định mức.Tác động đến hệ thống cung cấp điện lớn, đòi hỏi công suất lớn của hệ thống cung cấp điện.

Thép nam châm đất hiếm dễ bị khử từ: Khi vật liệu nam châm vĩnh cửu chịu rung động, nhiệt độ cao và dòng điện quá tải, tính từ thẩm của nó có thể giảm hoặc xảy ra hiện tượng khử từ, làm giảm hiệu suất của động cơ nam châm vĩnh cửu.

Tuổi thọ của động cơ nam châm vĩnh cửu đất hiếm là bao lâu?Từ tính sẽ yếu dần theo thời gian?

Tuổi thọ của động cơ nam châm vĩnh cửu thường là 15-20 năm và tuổi thọ của động cơ chủ yếu phụ thuộc vào việc bảo trì của người dùng.

Ngoài ra, chất lượng của môi trường sử dụng động cơ nam châm vĩnh cửu và các yếu tố như điện, từ tính, nhiệt, độ rung và các yếu tố khác mà động cơ nhận được trong quá trình sử dụng sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu!

Nam châm chung có tuổi thọ sử dụng.Khi được sử dụng trong một số năm nhất định, từ tính sẽ yếu đi, nhưng tính chất từ ​​tính của vật liệu nam châm vĩnh cửu NdFeB thay đổi rất ít theo thời gian và nam châm vĩnh cửu đất hiếm nằm trong vòng đời thiết kế của động cơ (10-20 năm).

Độ suy giảm hiệu suất từ ​​tính nhỏ hơn 3%.Theo thiết kế động cơ và công nghệ điều khiển điện tử hiện có, nó ít ảnh hưởng đến hiệu suất tổng thể của động cơ.