Cấu trúc đơn giản Động cơ nam châm vĩnh cửu Neodymium PMM 5.5kw-3000kw

Tại sao chọn động cơ điện xoay chiều nam châm vĩnh cửu?
 
Động cơ AC nam châm vĩnh cửu (PMAC) mang lại một số ưu điểm so với các loại động cơ khác, bao gồm:
 
Hiệu suất cao: Động cơ PMAC có hiệu suất cao do không có tổn thất đồng rôto và giảm tổn thất cuộn dây.Chúng có thể đạt hiệu suất lên đến 97%, giúp tiết kiệm năng lượng đáng kể.
 
Mật độ công suất cao: Động cơ PMAC có mật độ công suất cao hơn so với các loại động cơ khác, có nghĩa là chúng có thể tạo ra nhiều công suất hơn trên một đơn vị kích thước và trọng lượng.Điều này khiến chúng trở nên lý tưởng cho các ứng dụng có không gian hạn chế.
 
Mật độ mô-men xoắn cao: Động cơ PMAC có mật độ mô-men xoắn cao, có nghĩa là chúng có thể tạo ra nhiều mô-men xoắn hơn trên mỗi đơn vị kích thước và trọng lượng.Điều này làm cho chúng trở nên lý tưởng cho các ứng dụng yêu cầu mô-men xoắn cao.
 
Giảm bảo trì: Vì động cơ PMAC không có chổi than nên chúng cần ít bảo trì hơn và có tuổi thọ cao hơn các loại động cơ khác.
 
Điều khiển được cải thiện: Động cơ PMAC có khả năng kiểm soát tốc độ và mô-men xoắn tốt hơn so với các loại động cơ khác, khiến chúng trở nên lý tưởng cho các ứng dụng yêu cầu điều khiển chính xác.
 
Thân thiện với môi trường: Động cơ PMAC thân thiện với môi trường hơn các loại động cơ khác vì chúng sử dụng kim loại đất hiếm, dễ tái chế và tạo ra ít chất thải hơn so với các loại động cơ khác.
 
Nhìn chung, những ưu điểm của động cơ PMAC khiến chúng trở thành lựa chọn tuyệt vời cho nhiều ứng dụng, bao gồm xe điện, máy móc công nghiệp và hệ thống năng lượng tái tạo.
 
 
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.

Hoạt động của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu:

Hoạt động của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu rất đơn giản, nhanh chóng và hiệu quả khi so sánh với động cơ thông thường.Hoạt động của PMSM phụ thuộc vào từ trường quay của stato và từ trường không đổi của rôto.Các nam châm vĩnh cửu được sử dụng làm rôto để tạo ra từ thông không đổi và hoạt động và khóa ở tốc độ đồng bộ.Các loại động cơ này tương tự như động cơ DC không chổi than.

Các nhóm phasor được hình thành bằng cách nối các cuộn dây của stato với nhau.Các nhóm pha này được nối với nhau để tạo thành các kết nối khác nhau như sao, Delta, pha kép và pha đơn.Để giảm điện áp sóng hài, các cuộn dây phải được quấn ngắn với nhau.

Khi cấp nguồn xoay chiều 3 pha cho stato, nó sẽ tạo ra từ trường quay và từ trường không đổi được tạo ra do nam châm vĩnh cửu của rôto.Rôto này hoạt động đồng bộ với tốc độ đồng bộ.Toàn bộ hoạt động của PMSM phụ thuộc vào khe hở không khí giữa stato và rôto khi không tải.

Nếu khe hở không khí lớn thì tổn thất gió của động cơ sẽ giảm.Các cực từ trường do nam châm vĩnh cửu tạo ra rất nổi bật.Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu không phải là động cơ tự khởi động.Vì vậy, cần phải điều khiển tần số thay đổi của stato bằng điện tử.
 
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

Cấu trúc của động cơ IPM (nam châm vĩnh cửu bên trong)

Một động cơ SPM (nam châm vĩnh cửu bề mặt) thông thường có cấu trúc trong đó một nam châm vĩnh cửu được gắn vào bề mặt rôto.Nó chỉ sử dụng mô-men xoắn từ tính của một nam châm.Mặt khác, động cơ IPM sử dụng lực từ trở thông qua điện trở từ bên cạnh mômen từ bằng cách nhúng một nam châm vĩnh cửu vào chính rôto.

Cấu trúc cánh quạt động cơ SPM và IPM

Tính năng động cơ IPM (Nam châm vĩnh cửu bên trong)

Mô-men xoắn cao và hiệu quả cao
Mô-men xoắn cao và sản lượng cao đạt được bằng cách sử dụng mô-men xoắn từ trở ngoài mô-men xoắn từ tính.

Vận hành tiết kiệm năng lượng
Nó tiêu thụ điện năng ít hơn tới 30% so với động cơ SPM thông thường.

quay tốc độ cao
Nó có thể đáp ứng vòng quay của động cơ tốc độ cao bằng cách điều khiển hai loại mô-men xoắn bằng cách sử dụng điều khiển véc-tơ.

Sự an toàn
Vì nam châm vĩnh cửu được nhúng vào nên độ an toàn cơ học được cải thiện vì không giống như trong SPM, nam châm sẽ không bị tách ra do lực ly tâm.

Tính năng kiểm soát véc tơ

Trong khi một hệ thống thông thường (hệ thống dẫn 120 độ) có dòng điện được ấn vào động cơ dưới dạng sóng vuông, thì điều khiển véc tơ ấn điện áp biến thành sóng hình sin về phía vị trí của rôto (góc của nam châm), do đó có thể điều khiển dòng điện động cơ.

Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu có các đặc điểm sau:

1. Hiệu suất định mức cao hơn động cơ không đồng bộ thông thường từ 2% đến 5%;

2. Hiệu quả tăng nhanh khi tải tăng.Khi tải thay đổi trong phạm vi từ 25% đến 120%, nó duy trì hiệu suất cao.Phạm vi hoạt động hiệu quả cao cao hơn nhiều so với động cơ không đồng bộ thông thường.Tải nhẹ, tải thay đổi và tải đầy đủ đều có tác dụng tiết kiệm năng lượng đáng kể;

3. Hệ số công suất lên tới 0,95 trở lên, không cần bù phản ứng;

4. Hệ số công suất được cải thiện rất nhiều.So với động cơ không đồng bộ, dòng điện chạy giảm hơn 10%.Do dòng điện vận hành và tổn thất hệ thống giảm nên có thể đạt được hiệu quả tiết kiệm năng lượng khoảng 1%.

5. Tăng nhiệt độ thấp, mật độ công suất cao: thấp hơn 20K so với tăng nhiệt độ động cơ không đồng bộ ba pha, nhiệt độ thiết kế tăng như nhau và có thể được chế tạo thành một khối lượng nhỏ hơn, tiết kiệm vật liệu hiệu quả hơn;

6. Mô-men xoắn khởi động cao và khả năng quá tải cao: theo yêu cầu, nó có thể được thiết kế với mô-men xoắn khởi động cao (3-5 lần) và khả năng quá tải cao;

7. Hệ thống điều khiển tốc độ tần số thay đổi được sử dụng, đáp ứng động tốt hơn và tốt hơn so với động cơ không đồng bộ.

8. Kích thước lắp đặt giống như các động cơ không đồng bộ hiện đang được sử dụng rộng rãi, thiết kế và lựa chọn rất thuận tiện.

9. Do hệ số công suất tăng, công suất trực quan của máy biến áp hệ thống cung cấp điện giảm đi rất nhiều, giúp cải thiện khả năng cung cấp điện của máy biến áp, đồng thời có thể giảm đáng kể chi phí cáp hệ thống (dự án mới);

10. Khi dự án mới được xây dựng, tất cả các hệ thống truyền động đều sử dụng động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu, việc đầu tư dự án về cơ bản giống như sử dụng động cơ không đồng bộ và dự án có thể tiếp tục thu được lợi ích tiết kiệm năng lượng sau khi dự án được đưa vào sử dụng hoạt động;

Trong lĩnh vực công nghiệp nói chung, việc thay thế động cơ không đồng bộ hiệu suất cao điện áp thấp (380/660/1140V), hệ thống tiết kiệm năng lượng từ 5% đến 30% và động cơ không đồng bộ hiệu suất cao điện áp cao (6kV/10kV) , hệ thống tiết kiệm từ 2% đến 10%.