Pro ilia kompakteco kaj alta tordmomanto, permanenta magneto sinkronaj motoroj estas vaste uzataj en multaj industriaj aplikoj, precipe en alt-efikecaj veturadsistemoj kiel ekzemple submaraj propulssistemoj. Konstantaj magnetaj sinkronaj motoroj ne postulas glitringojn por ekscito, tiel reduktante rotorprizorgadon kaj perdojn. Konstantaj magnetaj sinkronaj motoroj estas tre efikaj kaj taŭgaj por alt-efikecaj veturadsistemoj kiel CNC-maŝinoj, robotoj kaj aŭtomataj produktadsistemoj en industrio. Tipe, la dezajno kaj konstruado de permanentmagnetaj sinkronaj motoroj devas konsideri kaj la statoron kaj rotorstrukturojn por akiri alt-efikecan motoron.

Strukturo de permanenta magneta sinkrona motoro

Fluodenseco de aerinterspaco: Determinita surbaze de la nesinkrona motoro-dezajno, ktp., la dezajno de la permanenta magneta rotoro, kaj la specialaj postuloj por uzi ŝanĝantajn statorvolvaĵojn. Krome, estas supozite ke la statoro estas fendeta statoro. La aerinterspaca fluodenseco estas limigita per la saturiĝo de la statorkerno. Aparte, la pintfluodenseco estas limigita per la dentlarĝo, dum la statordorso determinas la maksimuman totalfluon. Krome, la permesita saturiĝa nivelo dependas de la aplikaĵo. Tipe, alt-efikecaj motoroj havas pli malaltajn fluodensecojn, dum motoroj dizajnitaj por maksimuma tordmomanto havas pli altajn fluodensecojn. La pinta aerinterspaca fluodenseco estas kutime en la intervalo de 0.7-1.1 Tesla. Oni devas rimarki, ke ĉi tio estas la totala fluodenseco, kiu estas la sumo de la rotor- kaj statorfluoj. Tio signifas ke se la armatura reagforto estas pli malgranda, 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 bezonataj por akiri la vicmomanton. Tio ĝenerale validas por operacioj sub baza rapideco, ĉar alta induktanco reduktas potencfaktoron.

Konstanta magneta materialo:

Magnetoj ludas gravan rolon en multaj aparatoj, do estas tre grave plibonigi la rendimenton de ĉi tiuj materialoj. Nuntempe, atento estas koncentrita sur materialoj bazitaj sur maloftaj teraj metaloj kaj transiraj metaloj, kiuj povas 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 kategorio da rarateraj magnetoj, ekzistas vasta gamo de gradoj. NdFeB-magnetoj iĝis komerce haveblaj en la fruaj 1980-aj jaroj. Ili estas vaste uzataj hodiaŭ en multaj malsamaj aplikoj. La kosto de ĉi tiu magneta materialo (po energiprodukto) estas komparebla al la kosto de feritaj magnetoj, kiuj estas proksimume 10 ĝis 20 fojojn pli multekostaj je po-kilogramo.

Iuj gravaj propraĵoj uzataj por kompari permanentajn magnetojn estas remanenco (Mr), kiu mezuras la forton de la magneta kampo de la permanenta magneto, trudforto (Hcj), la kapablo de la materialo rezisti demagnetization, energia produkto (BHmax), denseco magneta energio; Curie-temperaturo (TC), la temperaturo ĉe kiu la materialo perdas sian magnetismon. Neodimaj magnetoj havas pli altan remanecon, pli altan trudemon, kaj energiprodukton, sed ĝenerale pli malaltajn Curie-temperaturtipojn. Neodimo konkuras kun terbio kaj disprozio por konservi sian magnetismon ĉe altaj temperaturoj.

Konstanta magneta sinkrona motora dezajno

En la dezajno de permanenta magneta sinkrona motoro (PMSM), la strukturo de la permanenta magneta rotoro baziĝas sur la statora kadro de la 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 permanenta magneta sinkrona motoro inkluzivas kupran perdon, malantaŭan elektromovan forton, ferperdon, mem-induktancon kaj reciprokan induktancon, magnetan fluon, statoran reziston ktp.

Kalkulo de mem-induktanco kaj reciproka induktanco: Induktanco L povas esti difinita kiel la rilatumo de la fluo-ligo al la fluo I kiu generas la magnetan fluon. La unuo estas Henry (H), kiu estas egala al Weber per 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 de drato, kutime bobenita ĉirkaŭ ferito aŭ feromagneta kerno, kaj ĝia indukta valoro rilatas nur al la fizika strukturo de la konduktoro kaj la permeablo de la materialo tra kiu la fluo pasas.

La paŝoj por trovi la induktancon estas kiel sekvas:

1. Supozu ke estas kurento I en la konduktoro.
2. Uzu la leĝon de Biot-Savart aŭ la cirkvitan leĝon 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 bukloj por akiri la fluan ligon, kaj tiam desegni la permanentan magnetan sinkronan motoron taksante la postulatajn parametrojn.

La studo trovis, ke la dezajno uzanta neodiman feran boron kiel la AC permanentan magnetan rotormaterialon pliigis la magnetan fluon generitan en la aerinterspaco, rezultigante redukton en la interna radiuso de la statoro, dum la interna radiuso de la statoro uzante samaria kobalto permanenta. magnetrotormaterialo estis 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. Tipe, la dezajno kaj konstruado de permanentmagnetaj sinkronaj motoroj devas konsideri kaj la statoron kaj rotorstrukturojn por akiri alt-efikecan motoron.

In konkludo

la permanenta magneta sinkrona motoro (PMSM) estas sinkrona motoro kiu uzas tre 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 diversaj kampoj kiel tirado, aŭtomobila, robotiko kaj aerospaca teknologio. La potencdenseco de permanenta magneta sinkrona motoro estas pli alta ol tiu de indukta motoro de la sama rangigo ĉar ekzistas neniu statorpotenco dediĉita al generado de la kampo. Nuntempe, la dezajno de permanentaj magnetaj sinkronaj motoroj ne nur postulas pli grandan potencon sed ankaŭ postulas pli malaltan mason kaj pli malgrandan rotacian inercion.