QINGDAO ENNENG MOTOR CO.,LTD.
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Motor de ímã permanente de alta eficiência de velocidade variável IPM SPM
O que é o motor síncrono de ímã permanente?
O MOTOR SINCRÓNICO DE MAGNETO PERMANENTE é composto principalmente pelo estator, rotor, chassi, tampa dianteira e traseira, rolamentos, etc.A estrutura do estator é a mesma que a dos motores assíncronos comuns, e a principal diferença entre o motor síncrono de ímã permanente e outros tipos de motores é o seu rotor.
O material de ímã permanente com magnético pré-magnetizado (carregado magnéticamente) na superfície ou no interior do ímã permanente do motor, fornece o campo magnético necessário para o motor.Esta estrutura do rotor pode efetivamente reduzir o volume do motor, reduzir as perdas e melhorar a eficiência.
Funcionamento de um motor síncrono de ímã permanente:
O funcionamento do motor síncrono de ímã permanente é muito simples, rápido e eficaz em comparação com os motores convencionais.O funcionamento do PMSM depende do campo magnético rotativo do estator e do campo magnético constante do rotorOs ímãs permanentes são usados como rotor para criar fluxo magnético constante e operar e bloquear a velocidade síncrona.
Os grupos de fasores são formados por unir os enrolamentos do estator uns com os outros.e de dupla e única fasePara reduzir as tensões harmónicas, os enrolamentos devem ser enrolados brevemente uns com os outros.
Quando a alimentação AC de 3 fases é dada ao estator, ele cria um campo magnético rotativo e o campo magnético constante é induzido devido ao ímã permanente do rotor.Este rotor opera em sincronia com a velocidade síncronaTodo o funcionamento do PMSM depende da lacuna de ar entre o estator e o rotor sem carga.
Se a lacuna de ar for grande, as perdas de vento do motor serão reduzidas.Os motores síncronos de ímã permanente não são motores de arranque automáticoAssim, é necessário controlar a frequência variável do estator eletronicamente.
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.
Estruturas motoras de PM
As estruturas do motor de PM podem ser separadas em duas categorias: interior e superficial.Um motor de PM de superfície pode ter seus ímãs na superfície do rotorO posicionamento e o design de um motor de ímã permanente interior podem variar muito.Os ímãs do motor IPM podem ser inseridos como um grande bloco ou escalonados à medida que se aproximam do núcleoOutro método é incorporá-los num padrão de raios.
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.
Estrutura do motor IPM (imã permanente interior)
Um motor SPM (superfície de ímã permanente) convencional tem uma estrutura na qual um ímã permanente é ligado à superfície do rotor.O motor IPM usa relutância através de resistência magnética, além do binário magnético, incorporando um ímã permanente no próprio rotor.
SPM.IPM Estrutura do rotor do motor
Características do motor IPM (imã permanente interior)
Alto binário e alta eficiência
O torque elevado e a potência elevada são alcançados através da utilização de torque de relutância, além do torque magnético.
Operação de poupança de energia
Consome até 30% menos de energia em comparação com os motores SPM convencionais.
Rotação de alta velocidade
Pode responder à rotação do motor de alta velocidade controlando os dois tipos de binário usando o controle de vetor.
Segurança
Uma vez que o ímã permanente está incorporado, a segurança mecânica é melhorada, pois, ao contrário de um SPM, o ímã não se desprenderá devido à força centrífuga.
Características de controlo do vetor:
Enquanto um sistema convencional (sistema de condução de 120 graus) tem a corrente impressa no motor como uma onda quadrada,um controle vetorial impressa tensão que se transforma em uma onda senoidal em direção à posição do rotor (ângulo do ímã), por isso torna-se possível controlar a corrente do motor.
Aplicação:
Indústria têxtil:
Os motores síncronos de ímã permanente (PMSM) oferecem várias vantagens em relação aos motores de indução quando utilizados na indústria têxtil.que o torne capaz de responder às rápidas mudanças de processo exigidas na produção têxtilA sua elevada precisão de controlo e as suas excelentes capacidades de posicionamento permitem-lhe satisfazer as necessidades de processamento têxtil de alta precisão.Os motores síncronos de ímã permanente têm uma maior eficiência e podem obter poupanças de energia na operação de máquinas têxteis..
Mineração:
Na indústria de mineração, os PMSM oferecem vantagens significativas em relação aos motores de indução.e cargas pesadas,Os motores síncronos de ímã permanente possuem uma elevada densidade de binário e capacidade de funcionamento a velocidade variável.tornando-os ideais para equipamentos de mineração que exigem arranques e paradas frequentes e mudanças nos requisitos operacionais.
Indústria petrolífera:
Os motores síncronos de ímã permanente (PMSM) oferecem vantagens significativas quando utilizados na indústria do petróleo.solução de problemas comuns encontrados com motores de induçãoO PMSM também fornece alto binário e controlo preciso, tornando-o adequado para aplicações que exigem controlo preciso do caudal e regulação de pressão.Seu tamanho compacto e design leve tornam-no ideal para instalações de espaço limitado na indústria do petróleo.
Em resumo, a aplicação de motores em várias indústrias desempenha um papel vital na obtenção de uma operação eficiente e fiável.têm limitações que podem afetar o seu desempenho e fiabilidadeNo entanto, os motores síncronos de ímã permanente (PMSM) oferecem várias vantagens que os tornam uma melhor alternativa aos motores de indução em indústrias como mineração e petróleo.O PMSM tem as vantagens de um tempo de resposta mais rápido, maior precisão de controlo, maior eficiência e maior densidade de binário.Estas vantagens tornam o PMSM uma solução valiosa que melhora a eficiência global do processo e da produção, reduzindo simultaneamente os custos operacionaisA selecção do tipo de motor e da estratégia de controlo adequados com base em requisitos específicos e condições ambientais é fundamental para um desempenho e uma fiabilidade ótimos em aplicações do mundo real.Em geral, a aplicação de motores síncronos de ímã permanente representa um progresso tecnológico significativo e um futuro brilhante para muitas indústrias.