Pro ilia kompakteco kaj alta tordmomanto, permanentaj magnetaj sinkronaj motoroj estas vaste uzitaj en multaj industriaj aplikoj, precipe por alt-efikecaj veturadsistemoj kiel ekzemple submaraj propulssistemoj. Konstantaj magnetaj sinkronaj motoroj ne bezonas uzi glitajn ringojn por ekscito, kio reduktas rotor-prizorgadon kaj eluziĝon. Konstantaj magnetaj sinkronaj motoroj havas altan efikecon kaj taŭgas por alt-efikecaj veturadsistemoj kiel CNC-maŝinoj, robotoj kaj aŭtomataj produktadsistemoj en la industrio.

Ĝenerale, la dezajno kaj konstruado de permanenta magnetaj sinkronaj motoroj devas konsideri kaj la statoron kaj rotorstrukturojn por akiri alt-efikecajn motorojn.

Konstruo de permanenta magneta sinkrona motoro

Flukso-denseco de aerinterspaco: Determinita laŭ la dezajno de nesinkronaj motoroj, ktp., la dezajno de la permanenta magneta rotoro, kaj la specialaj postuloj por uzi interŝanĝitajn statorvolvaĵojn. Krome, la statoro estas supozita esti fendeta statoro. La aerinterspaca fluodenseco estas limigita per la saturiĝo de la statorkerno. Aparte, la pinta fluodenseco estas limigita per la dentolarĝo, dum la dorso de la statoro determinas la maksimuman totalan fluon.

Ankaŭ la permesebla saturiĝa nivelo dependas de la aplikaĵo. Tipe, alt-efikeca motoro havas malaltan fluodensecon, dum motoro dizajnita por maksimuma tordmomanta denseco havas altan fluodensecon. La pinta aerinterspaca fluodenseco estas tipe en la intervalo de 0.7-1.1 Tesla. Notu ke tio estas la totala fluodenseco, kio estas la sumo de la rotor- kaj statorfluoj. Tio signifas ke se la armatura reagforto estas malpli, tio signifas ke la paraleligmomanto estas pli alta.

Tamen, por atingi grandan kontraŭvoleman tordmomantan kontribuon, la statora reagforto devas esti granda. La maŝinaj parametroj montras, ke granda m kaj malgranda induktanco L estas ĉefe postulataj por akiri la vicmomanton. Ĉi tio ĝenerale taŭgas por operacio sub baza rapideco, ĉar alta induktanco reduktas la potencan faktoron.

Konstanta magneta materialo:

Magnetoj ludas gravan rolon en multaj aparatoj, tial gravas plibonigi la ecojn de ĉi tiuj materialoj, kaj nuntempe, atento estas koncentrita sur materialoj bazitaj sur maloftaj teroj kaj transiraj metaloj por akiri permanentajn magnetojn kun altaj magnetaj propraĵoj. Depende de la teknologio, magnetoj havas malsamajn magnetajn kaj mekanikajn ecojn kaj elmontras malsaman korodan reziston.

Neodimo ferboro (Nd2Fe14B) kaj samaria kobalto (Sm1Co5 kaj Sm2Co17) magnetoj estas la plej progresintaj komercaj permanentaj magnetaj materialoj hodiaŭ. Ene de ĉiu klaso de rarateraj magnetoj, ekzistas vasta gamo de gradoj. NdFeB-magnetoj komencis esti komercigitaj en la fruaj 1980-aj jaroj. Ili estas vaste uzataj hodiaŭ en multaj malsamaj aplikoj. La kosto de ĉi tiu magneta materialo (kalkulita per energiprodukto) estas komparebla al la kosto de feritaj magnetoj, kaj sur kilogramobazo, NdFeB-magnetoj kostas ĉirkaŭ 10 ĝis 20 fojojn pli ol feritaj magnetoj.

Iuj gravaj propraĵoj uzataj por kompari permanentajn magnetojn estas Remanence (Mr), kiu mezuras la forton de la magneta kampo de permanenta magneto, Coercivity (Hcj), la kapablon de materialo rezisti demagnetization, Energiprodukto (BHmax), Density Magnetic Energy; Curie Temperature (TC), la temperaturo ĉe kiu la materialo perdas sian magnetismon. Neodimaj magnetoj havas pli altan remanecon, pli altan trudan forton kaj energiprodukton, sed ĝenerale pli malaltajn Curie-temperaturtipojn, neodimon kaj terbio, kaj disprozion por konservi siajn magnetajn trajtojn ĉe altaj temperaturoj.

Konstanta Magneto Sinkrona Motora Dezajno

En la dezajno de permanenta magneta sinkrona motoro (PMSM), la konstruado de la permanenta magneta rotoro baziĝas sur la statora kadro de trifaza indukta motoro sen ŝanĝi la geometrion de la statoro kaj bobenaĵoj. Specifoj kaj geometrio inkludas motorrapidecon, frekvencon, nombron da poloj, statorlongon, internajn kaj eksterajn diametrojn, kaj nombron da rotorfendetoj. La dezajno de la permanenta magneta sinkrona motoro inkluzivas kupran perdon, malantaŭan elektromovan forton, ferperdon kaj mem-induktancon, reciprokan induktancon, magnetan fluon, statoran reziston ktp.

Kalkulo de memo kaj reciproka indukto:

Induktanco L povas esti difinita kiel la rilatumo de la fluligo al la fluo I kiu produktas la fluon en henrioj (H), egala al Vebero je ampero. Induktoro estas aparato uzata por stoki energion en magneta kampo, simile al kiel kondensilo stokas energion en elektra kampo. Induktilo kutime konsistas el bobeno, kutime bobenita ĉirkaŭ ferito aŭ feromagneta kerno, kaj ĝia indukta valoro estas nur rilata al la fizika strukturo de la konduktoro kaj la permeablo de la materialo tra kiu la magneta fluo pasas.

La paŝoj por trovi la induktancon estas jenaj: 1. Supozu, ke estas kurento I en la konduktoro. 2. Uzu la leĝon de Biot-Savart aŭ la bukloleĝon de Ampere (se disponeblas) por determini ke B estas sufiĉe simetria. 3. Kalkulu la totalan fluon ligantan ĉiujn maŝojn. 4. Multipliku la totalan magnetan fluon per la nombro da cirkvitoj por akiri la fluan ligon, kaj desegni la permanentan magnetan sinkronan motoron per la taksado de la bezonataj parametroj.

La studo trovis ke la dezajno de uzado de NdFeB kiel la AC permanenta magneta rotor materialo pliigas la magnetan fluon generitan en la aerinterspaco, rezultigante malkreskon en la interna radiuso de la statoro, dum la interna radiuso de la statoro uzante la samaria kobalto permanenta. magneta rotormaterialo estas pli granda. La rezultoj montras, ke la efika kupra perdo en NdFeB estas reduktita je 8.124%. Por samariokobalto kiel permanenta magneta materialo, la magneta fluo estos sinusoida vario. Ĝenerale, la dezajno kaj konstruado de permanenta magnetaj sinkronaj motoroj devas konsideri kaj la statoron kaj rotorstrukturojn por akiri alt-efikecajn motorojn.

Konklude

la permanenta magneto sinkrona motoro (PMSM) estas sinkrona motoro kiu uzas altajn magnetajn materialojn por magnetigo. Ĝi havas la karakterizaĵojn de alta efikeco, simpla strukturo kaj facila kontrolo. Ĉi tiu speco de permanenta magneta sinkrona motoro havas aplikojn en pluraj kampoj kiel tirado, aŭtomobilo, robotiko kaj aerspaca teknologio. La potenca denseco de permanenta magneto sinkronaj motoroj estas pli alta ol tiu de induktomotoroj de la sama rangigo ĉar ekzistas neniu statorpotenco dediĉita al generado de kampoj.

Nuntempe, la dezajno de la permanenta magneta sinkrona motoro ne nur postulas pli da potenco sed ankaŭ postulas pli malaltan mason kaj pli malgrandajn momentojn de inercio.