Động cơ nam châm vĩnh cửu làm mát bằng chất lỏng có tuổi thọ cao

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.

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.

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 sẽ thu hút 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.

Tại sao động cơ nam châm vĩnh cửu hiệu quả hơn?

Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu chủ yếu bao gồm các thành phần stato, rôto và vỏ.Giống như động cơ xoay chiều thông thường, lõi stato là cấu trúc nhiều lớp để giảm tổn thất sắt do dòng điện xoáy và hiệu ứng trễ trong quá trình vận hành động cơ;các cuộn dây cũng thường là cấu trúc đối xứng ba pha, nhưng việc lựa chọn tham số khá khác nhau.

Phần rôto có nhiều dạng khác nhau, bao gồm rôto nam châm vĩnh cửu có lồng sóc khởi động và rôto nam châm vĩnh cửu thuần túy gắn bên trong hoặc gắn trên bề mặt.Lõi rôto có thể được chế tạo thành cấu trúc đặc hoặc nhiều lớp.Rôto được trang bị vật liệu nam châm vĩnh cửu, thường được gọi là thép nam châm.

Trong hoạt động bình thường của động cơ nam châm vĩnh cửu, rôto và từ trường stato ở trạng thái đồng bộ, không có dòng điện cảm ứng trong bộ phận rôto, không có tổn thất đồng rôto, độ trễ và tổn thất dòng điện xoáy, và không có cần quan tâm đến vấn đề tổn thất và sinh nhiệt của cánh quạt.

Nói chung, động cơ nam châm vĩnh cửu được cung cấp bởi một bộ biến tần đặc biệt và đương nhiên có chức năng khởi động mềm.

Ngoài ra, động cơ nam châm vĩnh cửu là động cơ đồng bộ, có đặc điểm điều chỉnh hệ số công suất của động cơ đồng bộ thông qua cường độ kích thích, do đó hệ số công suất có thể được thiết kế ở một giá trị xác định.

Từ góc độ khởi động, do động cơ nam châm vĩnh cửu được khởi động bằng nguồn điện tần số thay đổi hoặc bộ biến tần hỗ trợ, nên quá trình khởi động của động cơ nam châm vĩnh cửu rất dễ thực hiện;tương tự như khởi động của động cơ tần số thay đổi, nó tránh được các khuyết tật khởi động của động cơ không đồng bộ kiểu lồng thông thường.

Nói tóm lại, hiệu suất và hệ số công suất của động cơ nam châm vĩnh cửu có thể đạt rất cao, và cấu trúc rất đơn giản.

Những yếu tố nào cần được xem xét khi lựa chọn động cơ nam châm vĩnh cửu?

① Xem xét các yêu cầu đăng ký của bạn

Bước đầu tiên trong việc chọn động cơ nam châm neodymium là xem xét các yêu cầu ứng dụng của bạn.Bạn cần sản lượng điện nào?Ứng dụng của bạn có những yêu cầu về tốc độ và mô-men xoắn nào?Trả lời những câu hỏi này sẽ giúp bạn thu hẹp các tùy chọn của mình và chọn một động cơ sẽ hoạt động cho ứng dụng cụ thể của bạn.

② Chi phí

Tất nhiên, chi phí luôn là một yếu tố khi thực hiện bất kỳ giao dịch mua nào—và điều đó bao gồm cả việc chọn động cơ.Động cơ nam châm vĩnh cửu có thể có giá từ vài trăm đô la đến vài nghìn đô la.Đảm bảo so sánh giá từ các nhà cung cấp khác nhau trước khi đưa ra quyết định của bạn.Nhưng cũng nên nhớ rằng đôi khi, bạn nhận được những gì bạn phải trả cho.Vì vậy, đừng chọn tùy chọn rẻ nhất mà không thực hiện nghiên cứu của bạn trước.

③ Kích thước/Trọng lượng

Kích thước và trọng lượng của động cơ sẽ được xác định bởi yêu cầu năng lượng của bạn và ứng dụng mà nó sẽ được sử dụng.Nếu không gian ở mức cao, thì bạn sẽ cần tính đến điều đó trong quá trình ra quyết định của mình.

④ Bảo trì

Động cơ nam châm neodymium thường ít phải bảo trì, nhưng điều quan trọng vẫn là phải xem xét mức độ dễ dàng hay khó khăn khi thực hiện các công việc bảo trì định kỳ như thay dầu và sửa chữa phanh.

⑤ Yêu cầu hiệu quả

Hiệu quả là một cân nhắc quan trọng khác khi chọn động cơ PM.Động cơ có xếp hạng hiệu quả cao hơn sẽ sử dụng ít năng lượng hơn, điều này có thể giúp bạn tiết kiệm tiền trong thời gian dài.Khi so sánh xếp hạng hiệu quả, hãy đảm bảo so sánh táo với táo bằng cách xem các động cơ có cùng kích thước và có công suất đầu ra tương tự nhau.

⑥ Độ bền

Động cơ nam châm vĩnh cửu được thiết kế để sử dụng lâu dài, nhưng một số kiểu bền hơn những kiểu khác.Nếu ứng dụng của bạn có yêu cầu đặc biệt, thì bạn sẽ cần đảm bảo rằng bạn chọn một động cơ có thể chịu được sự khắc nghiệt của ứng dụng cụ thể của bạn.

⑦ Tùy chọn gắn kết

Làm thế nào động cơ sẽ được gắn kết?Một số động cơ đi kèm với nhiều tùy chọn lắp đặt trong khi những động cơ khác chỉ giới hạn ở một hoặc hai khả năng.Bạn sẽ cần đảm bảo rằng động cơ bạn chọn có thể được lắp theo cách cần thiết cho ứng dụng của bạn

⑧ Chọn đúng nhà cung cấp

Cuối cùng, hãy chắc chắn rằng bạn chọn đúng nhà cung cấp.Làm việc với một nhà cung cấp uy tín có kinh nghiệm trong việc thiết kế và sản xuất động cơ PM sẽ giúp đảm bảo rằng bạn có được sản phẩm chất lượng đáp ứng nhu cầu cụ thể của mình.