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Indústria de alta eficiência de três fases utiliza motor elétrico de ímã permanente
O que é o motor síncrono de ímã permanente?
Um motor de ímã permanente (PM) é um motor de CA que utiliza ímãs incorporados na superfície do rotor ou ligados a ele.interior e superfícieNo caso de um motor de PM de superfície, os ímãs podem ser posicionados ou inseridos na superfície do rotor, aumentando a durabilidade do projeto do motor.Por outro lado,, o posicionamento e a concepção dos ímãs num motor de ímã permanente (IPM) interior podem apresentar variações significativas.Os ímãs em um motor IPM podem ser inseridos como um grande bloco ou escalonados à medida que se aproximam do núcleo, enquanto outra abordagem envolve incorporá-los num padrão de espigas.
Construção de PMSM:
Um motor síncrono básico e um motor síncrono de ímã permanente (PMSM) são construídos de forma semelhante, sendo o projeto do rotor a principal distinção.O rotor de um PMSM usa ímãs permanentes para criar polos de campo no lugar de enrolamentos de campoDevido à sua elevada permeabilidade, o ferro de grau médio, o boro e o samário-cobalto são frequentemente usados para fazer ímãs permanentes.
Os ímãs permanentes de neodímio-boro-ferro são os mais usados porque estão prontamente disponíveis e a um preço razoável.que está normalmente instalado no interior do estator do motor elétricoPor outro lado, certas configurações de motor incluem um rotor externo, o que leva a um projeto de dentro para fora.
O rotor é composto principalmente por estes poderosos ímãs permanentes, que são selecionados por sua alta força coercitiva.Em muitos casos, um projeto que incorpora enrolamentos de duas ou três fases é comumente adotado para o estator.
Princípio de funcionamento da PMSM
Um motor síncrono funciona com base na interação entre o campo magnético constante do rotor e o campo magnético giratório do estator.Um campo magnético giratório é produzido pelo estator de um motor síncronoA lei de Ampere afirma que o binário é produzido pela corrente alternada síncrona dos enrolamentos do estator e pelo campo magnético do rotor.Este binário permite que o rotor gire mais facilmente.
Um campo magnético constante é produzido por ímãs permanentes no rotor de motores síncronos de ímãs permanentes (PMSM).Os polos do rotor alinham-se com o campo magnético giratório do estator quando ele gira à velocidade síncronaComo resultado, quando ligados diretamente a uma rede de corrente trifásica, os PMSM não são capazes de iniciar-se por conta própria.
Aplicação do motor de ímã permanente de terras raras
As vantagens dos ímãs de terras raras motores de ímã permanenteA sua baixa rotação por minuto e a sua potência de torque elevada tornam-na perfeita para aplicações de accionamento directo.Além disso, o seu baixo nível de ruído significa que é ideal para utilização em ambientes onde a redução do ruído é uma prioridade.A sua baixa exigência de manutenção torna-a uma opção rentável a longo prazo..
Vantagens dos motores de ímã permanente de terras raras
Alta eficiência: a curva de eficiência do motor assíncrono geralmente cai mais rapidamente abaixo de 60% da carga nominal e a eficiência é muito baixa em carga leve.A curva de eficiência do motor de ímã permanente de terras raras é alta e plana, e encontra-se na zona de elevada eficiência a 20%~120% da carga nominal.
Fator de potência elevado: o valor medido do fator de potência do motor síncrono de ímã permanente de terras raras é próximo do valor limite de 1.0A curva do fator de potência é tão alta e plana como a curva de eficiência.Não é necessária uma compensação de potência reativa de baixa tensão e a capacidade do sistema de distribuição de energia é totalmente utilizada.
A corrente do estator é pequena: o rotor não tem corrente de excitação, a potência reativa é reduzida e a corrente do estator é significativamente reduzida.,O valor da corrente do estator pode ser reduzido de 30% a 50%. Ao mesmo tempo, como a corrente do estator é muito reduzida, o aumento da temperatura do motor é reduzido,e a gordura do rolamento e a vida útil do rolamento são prolongadas.
Torque de saída e torque de entrada elevados: os motores síncronos de ímãs permanentes de terras raras têm um torque de saída e um torque de entrada mais elevados,o que faz com que o motor tenha maior capacidade de carga e possa ser facilmente puxado para a sincronização.
Desvantagens dos motores de ímã permanente de terras raras
Alto custo: em comparação com o motor assíncrono da mesma especificação, a lacuna de ar entre o estator e o rotor é menor e a precisão de processamento de cada componente é alta;A estrutura do rotor é mais complicada e o preço do material de aço magnético de terras raras é altoPor conseguinte, o custo de fabrico do motor é elevado, o que é comum para motores assíncronos cerca de 2 vezes.
Grande impacto ao arrancar a plena potência: quando se arranca a pressão máxima, a velocidade síncrona pode ser desenhada em um tempo muito curto.A corrente de arranque é superior a 10 vezes a corrente nominalO impacto no sistema de alimentação é grande, exigindo uma grande capacidade do sistema de alimentação.
O aço de ímãs de terras raras é fácil de desmagnetizar: quando o material de ímã permanente é submetido a vibrações, alta temperatura e corrente de sobrecarga, sua permeabilidade magnética pode diminuir,ou o fenômeno de desmagnetismo ocorre, o que reduz o desempenho do motor de ímã permanente.
Variação da indutividade do motor PM com a carga
Só um certo fluxo pode ser ligado a um pedaço de ferro para gerar binário. Eventualmente, o ferro se satura e não permite mais que o fluxo se ligue.O resultado é uma redução na indutividade do caminho tomado por um campo de fluxoEm uma máquina de PM, os valores de indutividade do eixo d e do eixo q diminuirão com o aumento da corrente de carga.
A indutividade do eixo d e do eixo q de um motor SPM é quase idêntica.No entanto, a indutividade de um motor IPM irá reduzir de forma diferente. Novamente, a indutividade do eixo d é naturalmente menor porque o ímã está no caminho do fluxo e não gera uma propriedade indutiva.,Há menos ferro a saturar no eixo d, o que resulta numa redução significativamente menor do fluxo em relação ao eixo q.
Enfraquecimento/intensificação do fluxo dos motores PM
O fluxo num motor de ímã permanente é gerado pelos ímãs. O campo de fluxo segue um certo caminho, que pode ser aumentado ou contrariado.Aumentar ou intensificar o campo de fluxo permitirá que o motor para aumentar temporariamente a produção de binárioO campo magnético reduzido limitará a produção de binário, mas reduzirá a tensão de volta-emf.A tensão de volta-EMF reduzida libera a tensão para empurrar o motor para operar a velocidades de saída mais altasOs dois tipos de operação exigem corrente adicional do motor. A direcção da corrente do motor através do eixo d, fornecida pelo controlador do motor, determina o efeito desejado.
IPM VS SPM
Um motor PM pode ser separado em duas categorias principais: motores de ímãs permanentes de superfície (SPM) e motores de ímãs permanentes interiores (IPM). Nenhum tipo de projeto de motor contém barras de rotor.Ambos os tipos geram fluxo magnético pelos ímãs permanentes fixados no rotor ou no interior.
Os motores SPM possuem ímãs fixados no exterior da superfície do rotor.A força mecânica enfraquecida limita a velocidade mecânica máxima segura do motorAlém disso, estes motores apresentam uma saliência magnética muito limitada (Ld ≈ Lq).Por causa da relação de saliência de quase uma unidade, os projetos de motores SPM dependem significativamente, se não completamente, do componente de binário magnético para produzir binário.
Os motores IPM têm um ímã permanente incorporado no próprio rotor.e adequado para operar a velocidades muito elevadasEstes motores são também definidos pela sua relação de saliência magnética relativamente elevada (Lq > Ld).Um motor IPM tem a capacidade de gerar binário aproveitando os componentes magnéticos e de rotulagem de relutância do motor..
Porquê usar motores de ímãs permanentes?
- Não.
Os motores síncronos de ímã permanente (PMSM) são motores elétricos avançados de CA compostos por um estator e um rotor conectados ao eixo de saída.Os motores de ímãs permanentes normalmente usam ímãs de neodímio que são incorporados no rotor para criar binário gerado pelo eletromagnetismoEste tipo de motor difere da maioria dos outros motores elétricos, em que o rotor gera o seu próprio campo magnético através da indução.ou onde as correntes de campo são transferidas para o rotor por pincéis e anéis de deslizamentoOs motores PMSM são uma excelente escolha para uma série de aplicações de controlo de movimento.
Tendência de desenvolvimento dos motores de ímãs permanentes de terras raras
Os motores de ímãs permanentes de terras raras estão a desenvolver-se em direcção a alta potência (alta velocidade, alto binário), alta funcionalidade e miniaturização,e estão constantemente a expandir novas variedades de motores e campos de aplicaçãoPara satisfazer as necessidades, é ainda necessário inovar continuamente a concepção e o processo de fabrico dos motores de ímãs permanentes de terras raras.A estrutura eletromagnética será mais complexa, a estrutura de cálculo será mais precisa e o processo de fabrico será mais avançado e aplicável.
Aplicação do motor de ímã permanente de terras raras
Devido à superioridade dos motores de ímãs permanentes de terras raras, as suas aplicações estão a tornar-se cada vez mais extensas.
Os motores de ímãs permanentes de terras raras têm como principais objectivos de aplicação os grandes consumidores de energia,motores síncronos de ímãs permanentes de terras raras para indústrias têxteis e de fibras químicas, motores síncronos de ímãs permanentes de terras raras para várias máquinas de mineração e transporte utilizadas em campos petrolíferos e minas de carvão,motores síncronos de ímãs permanentes de terras raras para acionamento de várias bombas e ventiladores.