La evoluhistorio de permanenta magneta motoro
La disvolviĝo de permanentaj magnetaj motoroj estas proksime rilata al la disvolviĝo de permanentaj magnetaj materialoj. Ĉinio estas la plej frua lando en la mondo por malkovri la magnetan specialaĵon de permanentaj magnetaj materialoj kaj apliki ĝin al praktiko. Antaŭ pli ol 2,000 XNUMX jaroj Ĉinio uzis la magnetan specialaĵon de permanentaj magnetaj materialoj por fari kompason. La rolo fariĝis unu el la kvar ĉefaj inventoj de antikva Ĉinio.
La unua motoro de la mondo en la mondo en la 1920-aj jaroj estis permanenta magneta motoro por generi magnetan kampon per permanenta magneto. Tamen, la permanenta magneta materialo uzita en tiu tempo estis natura magneterco (Fe3O4). La magneta energia denseco estis tre malalta. La motoro farita per ĝi estis granda kaj baldaŭ estis anstataŭigita per la ekscitmotoro.
Kun la bezonoj de la rapida disvolviĝo de diversaj motoroj kaj la invento de nunaj magnetaj ŝargiloj, homoj faris profundan esploron pri la mekanismo, komponado kaj fabrikado teknologio de permanenta magnetaj materialoj, kaj estis malkovritaj de karbona ŝtalo kaj volframa ŝtalo (maksimume magneta energio akumuliĝis ĉirkaŭ 2.7 kj/m3 ) Diversaj permanentaj magnetaj materialoj kiel kobalta ŝtalo (maksimuma magneta energio amasigis ĉirkaŭ 7.2 kj/m3). Precipe en la 1930-aj jaroj, aluminio-nikela kobalto konstantaj magnetoj (maksimuma magneta energia amasiĝo de 85 kJ/m3) kaj la permanenta magneto de la ferrita permanenta magneto (maksimuma magneta energia amasiĝo povas atingi 40 kj/m3) en la 1950-aj jaroj, kaj la magneta rendimento multe pliboniĝis, kaj diversaj mikro kaj malgrandaj motoroj uzas permanentajn magnetojn. La potenco de la permanenta magneta motoro estas tiel malgranda kiel mililed al kelkaj dekoj da vatoj. Ĝi estis vaste uzata en industria kaj agrikultura produktado kaj ĉiutaga vivo, kaj la produktaĵo akre pliiĝis. Koresponde, ĉi tiu periodo ankaŭ faris trarompan progreson en la dezajna teorio, kalkulmetodoj, kapacita ŝargado kaj fabrikada teknologio de la permanenta magneta motoro, kaj formas aron de analizaj kaj esplormetodoj reprezentitaj de la konstanta magneta interpreta metodo de la mapo. Tamen, la obstina forto de aluminio nikelo kobalto permanenta magneto (36 ~ 160 ka/m), la restanta magneta denseco de la permanenta magneto de la fera oksigeno ne estas alta (0.2 ~ 0.44 t), kiu limigas ilian aplikon gamo en la motoro . Ĝis la 1960-aj kaj 1980-aj jaroj, la rara tero kobalta permanenta magneto kaj la fera boro permanenta magneto (ambaŭ kolektive referitaj kiel rarateraj permanentaj magnetoj) eliris unu post la alia. La bonegaj magnetaj propraĵoj precipe taŭgas por fabrikado de motoroj, tiel ke la disvolviĝo de permanentaj magnetaj motoroj eniris novan historian periodon.
La karakterizaĵoj kaj apliko de permanenta magneta motoro
Kompare kun la tradicia elektra magneta motoro, permanenta magneta motoro, precipe la rara tero permanenta magneta motoro, havas simplan strukturon, fidindan operacion, malgrandan volumon, malpezan kvaliton, malgrandan perdon, altan efikecon, la formo kaj grandeco de la motoro povas esti flekseblaj kaj diversaj. Tial, la amplekso de apliko estas ekstreme larĝa, kaj ĝi estas preskaŭ ĉie en la kampoj de industria kaj agrikultura produktado kaj ĉiutaga vivo. Jen la ĉefaj trajtoj de pluraj tipaj permanentaj magnetaj motoroj kaj iliaj ĉefaj aplikaj okazoj.
1. Malofta tero konstanta magneto sinkrona generatoro ne postulas kolekton ringo kaj peniko aparato kompare kun la tradicia generatoro. La strukturo estas simpla kaj reduktis la malsukcesan indicon. Per malofta tero permanenta magneto, ĝi ankaŭ povas pliigi la aeran breĉon magneta streĉa, kaj pliigi la rapidon al la optimuma valoro, kaj pliigi la potencokvalitan rilatumon. Preskaŭ ĉiuj nuntempaj aviadaj kaj aerospacaj generatoroj uzas rarajn terajn permanentajn magnetajn generatorojn. La permanenta magneta generatoro ankaŭ estis uzata kiel asociita instigmaŝino por grandaj vaporradogeneratoroj. Nuntempe, la interna bruliga motoro kondukanta malgrandan generatoron, la permanenta magneta generatoro, kaj la avangardo rekta-movita malgranda permanenta magneta aergeneratoro por sendependa elektroprovizo estas iom post iom promociitaj.
2. Kompare kun la indukta motoro, por efika permanenta magneta sinkrona motoro, ne necesas havi neniun potencan instigan fluon, kiu povas signife plibonigi la potencan faktoron (povas atingi 1, eĉ kapablon), redukti la perdon de statora fluo kaj statoro. rezisto, kaj la ne ekzistas rotora kupro-konsumo dum stabila operacio, kaj ĝi povas redukti la ventumilon (malgranda kapacita motoro eĉ povas forigi la ventumilon) kaj la respondan ventoperdon. La efikeco povas pliiĝi je 2 ĝis 8 elcentaj punktoj ol la sama specifa sensilo. Plie, la permanenta magneta sinkrona motoro povas konservi pli altan efikecon kaj potencan faktoron ene de la intervalo de 25% ĝis 120% de la taksita ŝarĝo, igante la energian ĉiutagan efikon pli signifa dum la funkciado de malpeza ŝarĝo. Ĉi tiu tipo de motoro ĝenerale starigas startan volvaĵon sur la rotoro, kiu havas la kapablon komenci rekte ĉe certa frekvenco kaj tensio. Nuntempe, ĝi estas ĉefe uzata en la kampoj de naftokampoj, tekstilaj kemiaj fibroj, ceramikaj vitroindustrioj kaj ventumilaj pumpiloj kun longa jara funkciada tempo.
Ĉinio sendepende disvolvita alt-efikeca permanenta magneta sinkroniga motoro povas solvi la problemon de "granda ĉevalo por veturi malgrandan aŭton" en la aplikado de naftokampo. La ekmomanto estas 50% ĝis 100% pli granda ol la indukta motoro. La indukta motoro estas ĉirkaŭ 20%.
La ŝarĝrotacio en la tekstila kemia fibro-industrio estas granda kaj postulas altan tordmomanton. Racie desegni la malplenan ŝarĝan elfluan koeficienton, konveksan rilatumon, rotor-reziston, konstantan magnetan grandecon kaj statorajn bobenajn turnojn de la permanenta magneta sinkrona motoro, kiuj povas plibonigi la enirfunkcion de la permanenta magneta motoro kaj antaŭenigi ĝin al la nova speco de tekstila kaj kemia. industrio de fibro.
Centoj da kilovattoj, Lakto, Nafto, Kemia kaj aliaj industrioj estas uzataj de centoj da kW kaj Muwa-gradaj adorantoj kaj pumpmotoroj. Plibonigu efikecon kaj potencan faktoron, ŝparu energion kaj plibonigu la fidindecon de operacio.
3. AK servo permanenta magneta motoro kaj brushless DC permanenta magneta motoro nun pli kaj pli uzas la inverter nutrado kaj AC elektra motoro agordita por anstataŭigi la DC motor rapido reguligo sistemo. En la AC-motoro, la rapido de la permanenta magneta sinkrona motoro tenas konstantan rilaton kun la potenca frekvenco kiam funkcias stabile, tiel ke ĝi povas esti uzata rekte por la frekvenca konverta rapido reguliganta sistemon kiu povas esti uzata por malfermi la buklon. Ĉi tiu tipo de motoro kutime komenciĝas de la laŭgrada pliigo de la ofteco de la invetilo. Ĝi povas esti agordita sur la rotoro sen agordi startan bobenadon, kaj la broso kaj la direktilo estas konservitaj por konservi oportunan prizorgadon.
La permanenta magneta sinkrona motoro de la invetilo kaj la fermita buklo-kontrolsistemo de la rotor-pozicio konsistigas memsinkronan permanentan magnetan motoron. Ĝi ne nur havas la bonegan reguligan agadon de rapideco de la elektromova mobiliza DC-motoro, sed ankaŭ realigas senbrosan. Ĝi estas ĉefe uzata por alta kontrola precizeco kaj alta fidindeco okazoj, kiel ekzemple aviado, aerospaco, CNC maŝiniloj, pretigcentroj, robotoj, elektraj veturiloj, komputila ekstercentra ekipaĵo, ktp.
La NdFEB konstanta magneta sinkrona motoro kaj veturadsistemo kun larĝa rapida gamo kaj alta konstanta potenco-rapida proporcio estis evoluigita. La rapidecproporcio estas same alta kiel 1:22,500 kaj la limrapideco estas same alta kiel 9 000 r/min. Konstanta magneta sinkrona motoro estas la plej ideala motoro en elektra veturilo, maŝinilo kaj aliaj veturantaj aparatoj pro sia alta efikeco, malalta vibro, malalta bruo kaj alta tordmomanto.
Kun la kontinua plibonigo de la vivniveloj de homoj, la postuloj por hejmaj aparatoj pli kaj pli altiĝas. Ekzemple, hejmaj klimatiziloj estas ne nur elektra konsumo, sed ankaŭ la ĉefa fonto de bruo, kaj ĝia evolua tendenco estas uzi konstantajn magnetajn senbrosajn DC-motorojn, kiuj povas esti senpaŝa rapideca reguligo. Ĝi povas aŭtomate ĝustigi al la taŭga rapido dum longa tempo laŭ la ŝanĝo de ĉambra temperaturo, redukti bruon kaj vibradon, igi homojn senti sin pli komforta, sed ankaŭ ŝpari 1/3 ol la klimatizilo sen rapido reguligo. Aliaj kiel fridujoj, lavmaŝinoj, polvkolektantoj, ventoliloj, ktp., ankaŭ iom post iom ŝanĝas al senbrosaj DC-motoroj.
4. Konstanta magneta DC-motoro post la uzo de permanenta magneta ekscito, ne nur konservas la bonajn rapidajn reguligajn trajtojn kaj mekanikajn trajtojn de la elektra ekscita DC-motoro, sed ankaŭ havas simplan strukturon, malgrandan volumon, malpli kupron, altan efikecon pro la elimino de ekscitvolvaĵo kaj ekscitperdo. Tial, de hejmaj aparatoj, porteblaj elektronikaj ekipaĵoj, elektraj iloj ĝis precizecaj rapidoj kaj poziciaj transmisiaj sistemoj, kiuj postulas bonan dinamikan agadon, permanentaj magnetaj DC-motoroj estas vaste uzataj. En mikro DC-motoroj sub 500 W, permanentaj magnetaj motoroj okupas 92%, dum permanentaj magnetaj motoroj sub 10 W okupas pli ol 99%.
Nuntempe, la aŭtomobila industrio de Ĉinio rapide disvolviĝas, la aŭtomobila industrio estas la plej granda uzanto de permanenta magneta motoro, motoro estas ŝlosila parto de la aŭto, superluksa aŭto, diversaj uzoj de la motoro ĝis pli ol 70 aroj. , la plej multaj el kiuj estas malalttensiaj permanenta magneto DC mikromotoroj. Lanĉmotoro por aŭtoj kaj motorcikloj, uzante NdFeb permanentan magneton kaj uzante malrapidiĝantan planedan ilaron, povas redukti la mason de la startmotoro je duono.
Klasifiko de permanentaj magnetaj motoroj
Estas multaj specoj de permanentaj magnetaj motoroj. Laŭ la motoro funkcio povas esti malglate dividita en permanenta magneto generatoro kaj permanenta magneto motoro du kategorioj.
Konstanta magneta motoro povas esti dividita en permanentan magnetan DC-motoron kaj permanentan magnetan AC-motoron. Konstanta magneta AC-motoro rilatas al polifaza sinkrona motoro kun permanenta magneta rotoro, do ĝi estas ofte nomita permanenta magneta sinkrona motoro (PMSM).
Permanenta magneta DC-motoro se ne ekzistas elektra dramo kaj komutilo por dividi. Ĝi povas esti dividita en permanentan magnetan senbrosan rektan kurentan motoron kaj permanentan magnetan senbrosan rektan kurentan motoron (BLDC).
En la nuna mondo, la teorio kaj teknologio de moderna potenco-elektroniko multe disvolviĝas. Potencaj elektronikaj aparatoj, kiel MOSFET, IGBT, MCT, ktp., daŭre aperas, kaj la kontrola aparato suferis fundamentajn ŝanĝojn. Ekde F. BlascEke proponis la principon de AC-motora vektora regado en 1971, la evoluo de vektorkontrola teknologio kreis novan epokon de AC-servo-regado, kaj la kontinua enkonduko de diversaj alt-efikecaj mikroprocesoroj plu akcelis la evoluon de AC-servo. sistemoj por anstataŭigi DC-servosistemojn. Ak servosistemo anstataŭiganta DC servosistemon fariĝis neevitebla tendenco. Tamen, permanenta magneta sinkrona motoro (PMSM) kun sinusonda malantaŭa potencialo kaj senbrosa rekta kurenta motoro (BLDC) kun trapezoida ondo malantaŭa potencialo fariĝos la ĉeffluo de evoluigado de alt-efikeca AC-servosistemo pro ilia bonega agado.
Konstanta magneta motoro rilataj antaŭzorgoj
1. Magneta cirkvito strukturo kaj dezajno kalkulo
Por plene ludi la magnetajn ecojn de diversaj permanentaj magnetaj materialoj, precipe la bonegajn magnetajn ecojn de maloftaj teraj permanentaj magnetoj, kaj krei kostefikajn permanentajn magnetajn motorojn, ne eblas simple apliki la strukturon kaj desegnajn kalkulmetodojn de tradiciaj permanentaj magnetaj motoroj aŭ elektraj ekscitaj motoroj, kaj novaj dezajnokonceptoj devas esti establitaj por re-analizi kaj plibonigi la magnetan cirkviton strukturon. Kun la rapida disvolviĝo de komputila aparataro kaj programaro teknologio, same kiel la kontinua plibonigo de modernaj dezajnaj metodoj kiel elektromagneta kampo nombra kalkulo, optimumigo desegnado kaj simulado teknologio, per la komuna klopodo de la akademia kaj inĝenieristiko rondoj, trarompa progreso estis farita. en la dezajnoteorio, kalkulmetodo, strukturprocezo kaj kontrola teknologio de permanenta magneta motoro. Kompleta aro de analizaj kaj esplormetodoj kaj komputile helpata analiza kaj projekta programaro, kiuj estas kombinitaj kun nombra kalkulo de elektromagneta kampo kaj analiza solvo de ekvivalenta magneta cirkvito, estis formita, kaj estas konstante plibonigita.
2. Kontrolaj aferoj
Post kiam la permanenta magneta motoro estas farita, ĝi povas konservi sian magnetan kampon sen ekstera energio, sed ĝi ankaŭ malfaciligas alĝustigi kaj kontroli sian magnetan kampon de ekstere. La permanenta magneta generatoro malfacilas ĝustigi sian eligan tension kaj potencan faktoron de ekstere, kaj la permanenta magneta DC-motoro ne plu povas ĝustigi sian rapidon ŝanĝante la eksciton. Tiuj limigas la aplikiĝintervalon de permanentaj magnetaj motoroj. Tamen, kun la rapida evoluo de potencaj elektronikaj aparatoj kaj kontrolteknologio kiel ekzemple MOSFET kaj IGBT, la plej multaj permanentaj magnetaj motoroj povas esti uzitaj sen magnetkampa kontrolo kaj nur armatura kontrolo. Estas necese kombini la tri novajn teknologiojn de maloftaj teraj permanentaj magnetaj materialoj, elektraj elektronikaj aparatoj kaj mikrokomputila kontrolo en la dezajno, por ke la permanenta magneta motoro povu funkcii sub novaj kondiĉoj.
3. Neinversigebla malmagnetiga problemo
Se la dezajno aŭ uzo estas nedeca, la permanenta magneta motoro estas tro alta (NdFeb permanenta magneto) aŭ tro malalta (ferrita permanenta magneto) temperaturo, sub la ago de la armatura reago generita de la trafo fluo, aŭ en la perforta mekanika vibro povas. produkti neinversigebla demagnetization, aŭ perdo de magnetismo, tiel ke la motoro rendimento estas reduktita, aŭ eĉ ne povas esti uzata. Tial, necesas esplori kaj disvolvi metodojn kaj aparatojn taŭgajn por fabrikistoj de motoroj por kontroli la termikan stabilecon de permanentaj magnetaj materialoj, kaj analizi la kontraŭ-malmagnetigkapablon de diversaj strukturaj formoj, por adopti respondajn mezurojn por certigi, ke la konstantaj magnetaj materialoj. magnetmotoro ne perdas magnetismon dum desegnado kaj fabrikado.
4. Kosto
Ferrita permanenta magneta motoro, precipe mikro permanenta magneta DC-motoro, estis vaste uzata pro sia simpla strukturo kaj procezo, reduktita maso kaj pli malalta totalkosto ol elektra ekscita motoro. Ĉar la nuna prezo de rara tero permanenta magneto estas ankoraŭ relative multekosta, la kosto de rara tero permanenta magneta motoro estas ĝenerale pli alta ol tiu de elektra ekscita motoro, kiu devas esti kompensita de sia alta rendimento kaj ŝparado en funkciaj kostoj. En iuj kazoj, kiel la voĉa bobena motoro de la komputila disko, la agado de la permanenta magneto Ndfeb estas plibonigita, la voluma maso estas signife reduktita kaj la totala kosto estas reduktita. En la dezajno, necesas decidi ĉu elekti laŭ la rendimento kaj prezo-komparo laŭ la specifaj uzaj okazoj kaj postuloj, kaj efektivigi la novigon kaj desegnan optimumigon de la strukturprocezo por redukti la koston.
