Синхронний двигун постійного магніту постійного струму відрізняється від структури двигуна щітки, про яку ми дізналися в підручнику. Він використовує обмотку котушки як статор, а постійний магніт як ротор. Постійний магніт в основному виготовляється з магнітного бору неодимового заліза, а оскільки він містить рідкісну землю, вартість дуже висока. На щастя, китайський стиль - країна з дуже високим вмістом рідкісних земель у світі, тому енергійно розвиваються електромобілі не загрожуватимуть національній безпеці. 钕 Магнетизм може бути знайомий багатьом друзям, які відтворюють аудіо. Якщо динамік виготовлений з неодиму, його магнітні властивості будуть дуже високими, це означає, що невеликий рівень гучності може видавати гучний звук і вимагає великої потужності. Бас, який можна натиснути, може бути шокуючим. Тому використання неодимового магніту в якості постійного магніту в двигуні також значно збільшить щільність потужності двигуна, зменшивши об'єм і вагу.
Статор синхронного двигуна постійного магніту постійного струму складається з трифазних обмоток. Тому ротор не підводиться до напруги і струм вмикає струм. Для обертання двигуна необхідне обертове магнітне поле. Оскільки ротор - це вже постійний магніт і його магнітний рівень фіксований, обертове магнітне поле може генеруватися лише обмотками статора.
Переваги продуктивності синхронного двигуна постійного магніту постійного струму
Оскільки акумуляторний блок для автомобіля видає високовольтну потужність постійного струму, синхронний двигун постійного магніту постійного струму не потребує інвертора високої потужності для перетворення потужності постійного струму в синусоїдальну потужність змінного струму порівняно з асинхронним двигуном змінного струму. Адже цей процес перетворення викликає певну ступінь втрат електричної енергії. Тому в цьому відношенні синхронний двигун постійного магніту постійного струму підвищує ефективність використання акумулятора.
Ротор приймає постійну структуру магніту, тому сам ротор має магнітне поле, і йому не потрібно генерувати магнітне поле додатковим індукованим струмом, як асинхронний двигун змінного струму. Тобто ротору не потрібна електроенергія для генерації магнетизму, тому споживання енергії нижче, ніж у асинхронного двигуна змінного струму.
Після використання рідкоземельних матеріалів як високомагнітного матеріалу вага ротора зменшується, а щільність потужності двигуна покращується. Тому в тій же силові ситуації синхронний двигун постійного магніту постійного струму легший за вагою і менший за розмірами, а швидкість відгуку ротора швидша.
Постійний магнітний синхронний двигун може інтегрувати мотор на вісь, утворюючи цілісну систему прямого приводу, тобто одна вісь є приводом, виключаючи одну коробку передач. Характеристики синхронних двигунів постійного магніту в основному такі:
(1) сам PMSM має високу ефективність енергії та високий коефіцієнт потужності;
(2) PMSM має низьку тепловіддачу, тому система охолодження двигуна має просту структуру, малий об'єм і низький рівень шуму;
(3) Система має повністю закриту конструкцію, відсутність зносу шестерні передачі, відсутність шуму передач, змащення, не обслуговування;
(4) Струм перевантаження, дозволений PMSM, великий, і надійність значно підвищується;
(5) Вся система передачі має малу вагу, а неприпружена вага легша, ніж у звичайної вісі передачі, а потужність на одиницю ваги велика;
(6) Оскільки коробки передач немає, система візків може бути вільно сконструйована: такі як м'які візки та одновісні візки, динамічні показники поїзда значно покращуються.
При зміні струму збудження генератора він, як правило, не здійснюється безпосередньо в його ланцюзі ротора, тому що струм в ланцюзі великий і не зручно виконувати пряме регулювання. Загальновживаний метод полягає в зміні струму збудження збудника для досягнення регулювання генератора. Призначення струму ротора. До поширених методів відносяться зміна опору ланцюга збудження збуджувача, зміна додаткового струму збудження збуджувача, зміна кута проведення тиристора тощо.
Який взаємозв'язок між безщітними двигунами постійного струму та синхронними двигунами постійного магніту?
У безщіткових двигунах постійного струму полюси ротора зазвичай виготовляються з магнітної сталі типу плитки. Завдяки конструкції магнітного кола можна отримати магнітну щільність повітряного проміжку трапецієподібних хвиль. Обмотки статора в основному сконцентровані та інтегровані, тому індукована електрорушійна сила назад є трапецієподібною. Управління безщітковим двигуном постійного струму вимагає зворотної інформації про положення. Він повинен мати датчик положення або техніку оцінювання без датчика положення для формування самокерованої системи контролю швидкості. При керуванні фазовими струмами також якомога більше керують квадратними хвилями, а вихідну напругу інвертора можна керувати відповідно до методу ШИМ з щітчастим двигуном постійного струму. По суті, безщітковий двигун постійного струму також є різновидом постійного магнітного синхронного двигуна, а регулювання швидкості фактично належить до категорії регулювання швидкості змінної напруги зі змінною напругою.
Взагалі кажучи, синхронний двигун постійного магніту має трифазну розподілену обмотку статора та постійний магнітний ротор, а індукований сигнал хвилі електрорушійної сили є синусоїдальним у структурі магнітопроводу та розподілі обмотки, і прикладене напруга та струм статора також повинні бути синусоїдальні хвилі, як правило, покладаються на перетворення змінного струму. Інвертор забезпечує. Система синхронного управління двигуном постійного магніту часто приймає тип самоконтролю, а також потребує інформації про зворотний зв'язок. Він може приймати векторне управління (управління напрямком поля) або розширену стратегію управління прямим управлінням крутного моменту.
Різниця між цими двома можна розглядати як проектну концепцію, спричинену керуванням квадратними та синусоїдними хвилями.
Принцип роботи безщіткового двигуна постійного струму такий же, як у двигуна постійного струму з вуглецевою щіткою. DC може вважати квадратну хвилю як комбінацію двох постійних струмів з різними напрямками (не накладеними), один буде позитивним, один - негативним, тільки таким чином Струм може змусити моторну арматуру продовжувати обертатись. Насправді, якщо струм арматури в щіточному двигуні постійного струму такий же, як цей струм
Супутні характеристики
1, регулювання напруги
Автоматичне регулювання системи збудження може сприйматися як система управління негативними зворотними зв'язками з напругою як величина, що підлягає регулюванню. Струм реактивного навантаження є основною причиною падіння напруги на клемі генератора. Коли струм збудження буде постійним, кінцева напруга генератора буде зменшуватися зі збільшенням реактивного струму. Однак, щоб відповідати вимогам користувача щодо якості електроенергії, кінцева напруга генератора повинна залишатися в основному однаковою. Спосіб досягнення цієї вимоги - коригування струму збудження генератора зі зміною реактивного струму.
2. Регулювання реактивної потужності:
Коли генератор і система працюють паралельно, можна вважати, що вони працюють з шиною нескінченного джерела живлення великої потужності. Струм збудження генератора повинен бути змінений, а також змінити індукований потенціал і струм статора. У цей час змінюється і реактивний струм генератора. Коли генератор працює паралельно із системою нескінченної потужності, щоб змінити реактивну потужність генератора, струм збудження генератора повинен бути відрегульований. Струм збудження генератора, який змінюється в цей час, не є так званим "регулюванням", а лише змінює реактивну потужність, яка направляється в систему.
3. Розподіл реактивного навантаження:
Генератори, що працюють паралельно, пропорційно розподіляються реактивним струмом відповідно до відповідної номінальної потужності. Генератори великої потужності повинні нести більше реактивне навантаження, тоді як менші забезпечують меншу реактивну навантаження. З метою реалізації автоматичного розподілу реактивного навантаження струм збудження автоматичного регулювання високої напруги може бути використаний для зміни струму збудження генератора для підтримки постійної постійної напруги, а нахил характеристики регулювання напруги генератора може бути пристосований для здійснення паралельної роботи генератора. Розумний розподіл реактивного навантаження.
Різниця між синхронним двигуном постійного магніту і безщіткового двигуна постійного струму
Як правило, коли сконструйований безщітковий двигун постійного струму, магнітне поле повітряного зазору є квадратною хвилею (трапецієподібна хвиля), а плоска верхня частина - максимально плоска. Тому при виборі логарифма полюса зазвичай вибирається ціла щілина концентрованої обмотки, така як полюс 4-полюс 12, а магнітна сталь - це зазвичай концентричне кільцеподібне кільце, яке радіально намагнічене. Зазвичай він оснащений датчиком Холла для виявлення положення та швидкості. Метод водіння, як правило, шестиступеневий квадратний хвильовий привід для випадків, коли вимога до позиції не дуже висока;
Постійна синхронізація магніту - це синусоїдальний повітряний проміжок, тим краще синусоїдальний, тому дробова обмотка виїмки вибирається на логарифмі полюсів, таких як гніздо 4-полюса 15, полю 10 полюс 12 тощо. Магнітна сталь, як правило, має форму хліба , паралельне намагнічування, і датчик, як правило, Налаштування інкрементального кодера, роздільної здатності, абсолютного кодера тощо. Режим приводу i в основному керується синусоїдою, наприклад алгоритмом FOC. Для сервоприкладних програм.
Ви можете розрізняти внутрішні структури, датчики, драйвери та програми. Цей тип двигуна також можна використовувати без змін, але це погіршить продуктивність. Для більшості форм хвилі повітряного зазору існує постійний магнітний двигун між цими двома, в основному залежно від режиму приводу. .
Швидкість постійного магніту безщіткового двигуна постійного струму можна змінювати. Постійні магнітні синхронні двигуни потребують спеціальних приводів для зміни швидкостей, таких як трикристальний сервопривод S3000B.
Відповідно до вимог різних машин промислового та сільськогосподарського виробництва моторний привід поділяється на три типи: привід з фіксованою швидкістю, привід регулювання швидкості та привід точного управління.
1, привід з фіксованою швидкістю
Існує велика кількість виробничих машин промислового та сільськогосподарського виробництва, які потребують постійної роботи в одному напрямку з приблизно постійними швидкостями, такі як вентилятори, насоси, компресори та загальні верстати. У минулому більшість цих машин приводилися в рух трифазними або однофазними асинхронними двигунами. Асинхронні двигуни мають низьку вартість, прості в конструкції і прості в обслуговуванні, і дуже підходять для керування такими машинами. Однак асинхронний двигун має низький ККД, низький коефіцієнт потужності та великі втрати, і цей тип двигуна має велику площу поверхні, тому велика кількість електричної енергії витрачається на витрату при використанні. По-друге, великій кількості вентиляторів і насосів, що використовуються в промисловості та сільському господарстві, часто потрібно регулювати їх витрату, як правило, регулюючи демпфер і клапан, що витрачає багато електричної енергії. Починаючи з 1970, люди використовували інвертори для регулювання швидкості асинхронних двигунів у вентиляторах та насосах для регулювання їх витрати та досягали значної економії енергії. Однак вартість інвертора обмежує його використання, а низький ККД самого асинхронного двигуна все ще існує.
Наприклад, побутові компресори кондиціонування спочатку використовували однофазні асинхронні двигуни, а їх роботу контролювали перемиканням, а діапазон перепадів шуму та високої температури був недостатнім. На початку 1990s корпорація Японії Toshiba вперше прийняла регулювання частоти швидкості асинхронного двигуна в управлінні компресором. Переваги регулювання швидкості перетворення частоти сприяли розробці інверторного кондиціонера. В останні роки японські компанії Hitachi, Sanyo та інші компанії почали використовувати беззвукові двигуни постійного магніту замість асинхронного регулювання частоти двигуна, значно підвищуючи ефективність, досягаючи кращої економії енергії та додатково зменшуючи шум при однаковій номінальній потужності та номінальній швидкості. Далі об'єм і вага однофазного асинхронного двигуна дорівнюють 100%, а об'єм постійного магніту безщітковим двигуном постійного струму - 38.6%, вага - 34.8%, кількість міді - 20.9%, а кількість заліза становить 36.5%. Більше 10%, а швидкість зручна, ціна еквівалентна асинхронному регулюванню частоти двигуна. Застосування постійного магніту без щіткового двигуна постійного струму в кондиціонері сприяє модернізації кондиціонера.
2, привід управління швидкістю
Працюючих машин досить багато, і їх швидкість роботи потрібно довільно встановлювати і регулювати, але вимоги до точності контролю швидкості не дуже високі. Такі приводні системи мають велику кількість застосувань для пакувальних машин, харчових машин, друкарських машин, вантажно-розвантажувальних машин, текстильних машин та транспортних засобів. Найбільш використовуваною у цій галузі застосування регулювання швидкості є система регулювання швидкості двигуна постійного струму. Після розробки технології силової електроніки та технології управління в 1970, регулювання частоти швидкості асинхронного двигуна швидко проникло в поле застосування оригінальної системи регулювання швидкості постійного струму. . Це тому, що, з одного боку, ціна продуктивності системи управління частотою швидкості асинхронного двигуна порівнянна з ціною системи управління швидкістю постійного струму. З іншого боку, асинхронний двигун має простий процес виготовлення, високу ефективність і менше міді для того ж двигуна потужності, що і двигун постійного струму. Переваги зручного обслуговування тощо. Тому регулювання швидкості перетворення частоти асинхронного частоти двигуна в багатьох випадках швидко замінювало систему регулювання швидкості постійного струму.
3, привід управління точністю
Система сервоуправління 1 високої точності
Серводвигуни відіграють важливу роль в управлінні роботою промислової автоматики. Вимоги до продуктивності сервоприводів також різні. У практичному застосуванні сервомотори мають різні способи управління, такі як контроль крутного моменту / управління струмом, контроль швидкості, контроль положення тощо. Система серводвигуна також пережила сервосистему постійного струму, систему змінного струму змінного струму, систему приводного крокового двигуна і до недавнього часу найпривабливішу сервосистему змінного струму з постійним магнітом. Більшість імпортного обладнання для автоматизації, обладнання для автоматичної обробки та роботи, що імпортуються в останні роки, прийняли сервосистему змінного струму постійного магніту синхронним двигуном.
2 синхронний двигун з постійним магнітом в інформаційних технологіях
В даний час інформаційні технології є високорозвиненими, також високо розвинені різні комп'ютерні периферійні пристрої та обладнання для автоматизації офісу. Попит на мікромотори з ключовими компонентами високий, а вимоги до точності та продуктивності стають все більшими та вищими. Вимоги до таких мікромоторів - мініатюризація, стоншування, висока швидкість, тривалий термін служби, висока надійність, низький рівень шуму і низька вібрація, а вимоги до точності особливо високі.
Постійний магнітний синхронний двигун - це синхронний двигун, який створює синхронне обертове магнітне поле за рахунок постійного збудження магніту. Постійний магніт діє як ротор для генерації обертового магнітного поля. Обмотка трифазного статора проходить через реакцію арматури під дією обертового магнітного поля, щоб викликати трифазний симетричний струм.
У цей час кінетична енергія ротора перетворюється в електричну енергію, а синхронний двигун постійного магніту використовується в якості генератора. Крім того, коли сторона статора підключена до трифазного симетричного струму, оскільки трифазний статор відрізняється 120 у просторовому положенні, струм трифазного статора знаходиться в просторі. Створюється магнітне поле, що обертається, а обертове магнітне поле ротора піддається дії електромагнітної сили. У цей час електрична енергія перетворюється на кінетичну енергію, а постійний магнітний синхронний двигун використовується як двигун.
Спосіб роботи:
1. Кілька способів генератора отримати струм збудження
1) Режим збудження джерела живлення генератора постійного струму
Цей тип генератора збудження має виділений генератор постійного струму. Цей спеціальний генератор постійного струму називається збудником постійного струму. Збуджувач, як правило, співвісний з генератором. Обмотка збудження генератора проходить через ковзаюче кільце, встановлене на великому валу. А нерухома щітка отримує постійний струм від збудника. Цей режим збудження має переваги незалежного струму збудження, надійної роботи та зменшення споживання електроенергії, що використовується самостійно. Це головний режим збудження генераторів за останні кілька десятиліть і має зрілий досвід роботи. Недоліком є те, що швидкість регулювання збудження повільна, а робоче навантаження на обслуговування велике, тому його рідко застосовують у блоках вище 10MW.
2) Режим збудження джерела живлення змінного струму
Деякі сучасні генератори великої потужності використовують збуджувач для забезпечення струму збудження. Змішувач змінного струму також встановлений на великому валу генератора. Вихідний струм змінного струму випрямляється і подається в ротор генератора для збудження. У цей час режим збудження генератора належить до режиму збудження, а через пристрій статичного випрямлення його ще називають Для збудження статичного збудження вторинний збудник змінного струму забезпечує струм збудження. Вторинним збудником змінного струму може бути прилад для вимірювання постійного магніту або генератор, що має пристрій самозаймальної постійної напруги. Для підвищення швидкості регулювання збудження збудником змінного струму зазвичай використовується генератор середньої частоти 100-200 Гц, тоді як допоміжний збуджувач змінного струму використовує генератор проміжних частот 400-500 Гц. Обмотка збудження постійного струму і трифазна змінна обмотка генератора намотуються в гніздо статора. У ротора є лише зуби і прорізи і відсутні обмотки, як шестерня. Тому він не має обертових деталей, таких як щітки та ковзаючі кільця, і має надійну роботу. Корисна модель має переваги простої структури, зручного процесу виготовлення тощо. Недоліком є те, що шум великий, а також гармонічна складова потенціалу змінного струму також велика.
3) Режим збудження збуджувача
В режимі збудження спеціальний збуджувач не передбачений, а потужність збудження отримується від самого генератора, а потім випрямляється і потім подається до самого генератора для збудження, що називається статичним збудженням, що самозбуджується. Самостійне збудження статичного збудження можна розділити на самозбудження та самовідновлення. Режим самозбудження Він отримує струм збудження через випрямляльний трансформатор, підключений до розетки генератора, і подає його на генератор для збудження після виправлення. Цей режим збудження має переваги простої конструкції, менше обладнання, менше інвестицій та менше технічного обслуговування. Окрім випрямлення та перетворення, режим самовідновлення також має трансформатор струму високої потужності, послідовно підключений до ланцюга статора генератора. Функція цього трансформатора полягає в наданні великого струму збудження генератору в разі короткого замикання для компенсації дефіциту виходу випрямного трансформатора. Цей метод збудження має два типи джерел живлення збудження: джерело напруги, отриманий випрямляльним трансформатором, і джерело струму, отриманий серійним трансформатором.
