W ostatnich latach silniki z napędem bezpośrednim z magnesami trwałymi poczyniły znaczne postępy i są stosowane głównie w obciążeniach o niskiej prędkości, takich jak przenośniki taśmowe, mieszalniki, przeciągarki drutu, pompy wolnoobrotowe, zastępując układy elektromechaniczne składające się z silników szybkoobrotowych i mechanicznych mechanizmy redukcyjne.Zakres prędkości obrotowej silnika jest zazwyczaj niższy niż 500 obr./min.Silniki z napędem bezpośrednim z magnesami trwałymi można głównie podzielić na dwie formy konstrukcyjne: wirnik zewnętrzny i wirnik wewnętrzny.Napęd bezpośredni z magnesami trwałymi z zewnętrznym wirnikiem stosowany jest głównie w przenośnikach taśmowych.
Przy projektowaniu i stosowaniu silników z napędem bezpośrednim z magnesami trwałymi należy zauważyć, że napęd bezpośredni z magnesami trwałymi nie nadaje się do szczególnie niskich prędkości wyjściowych.Kiedy większość ładuje się w środku50r/min są napędzane przez silnik z napędem bezpośrednim. Jeśli moc pozostaje stała, będzie to skutkowało dużym momentem obrotowym, co prowadzi do wysokich kosztów silnika i zmniejszonej wydajności.Po określeniu mocy i prędkości konieczne jest porównanie efektywności ekonomicznej kombinacji silników z napędem bezpośrednim, silników o większej prędkości i przekładni (lub innych konstrukcji mechanicznych zwiększających i zmniejszających prędkość).Obecnie turbiny wiatrowe o mocy powyżej 15 MW i poniżej 10 obr./min stopniowo przyjmują schemat napędu półbezpośredniego, wykorzystując przekładnie w celu odpowiedniego zwiększenia prędkości silnika, zmniejszenia kosztów silnika i ostatecznie obniżenia kosztów systemu.To samo tyczy się silników elektrycznych.Dlatego też, gdy prędkość jest niższa niż 100 obr/min, należy dokładnie rozważyć względy ekonomiczne i wybrać schemat napędu półbezpośredniego.
W silnikach z napędem bezpośrednim z magnesami trwałymi zazwyczaj stosuje się wirniki z magnesami trwałymi montowane powierzchniowo, aby zwiększyć gęstość momentu obrotowego i zmniejszyć zużycie materiału.Ze względu na małą prędkość obrotową i małą siłę odśrodkową nie jest konieczne stosowanie wbudowanej konstrukcji wirnika z magnesami trwałymi.Ogólnie rzecz biorąc, do mocowania i ochrony magnesu stałego wirnika stosuje się listwy dociskowe, tuleje ze stali nierdzewnej i tuleje ochronne z włókna szklanego.Jednakże niektóre silniki o wysokich wymaganiach dotyczących niezawodności, stosunkowo małej liczbie biegunów lub wysokich wibracjach również wykorzystują wbudowane konstrukcje wirnika z magnesami trwałymi.
Silnik z napędem bezpośrednim o niskiej prędkości napędzany jest przez przetwornicę częstotliwości.Kiedy projektowana liczba biegunów osiągnie górną granicę, dalsze zmniejszenie prędkości spowoduje niższą częstotliwość.Gdy częstotliwość przetwornicy częstotliwości jest niska, cykl pracy PWM maleje, a kształt fali jest zły, co może prowadzić do wahań i niestabilnej prędkości.Zatem sterowanie silnikami z napędem bezpośrednim o szczególnie niskiej prędkości jest również dość trudne.Obecnie niektóre silniki o bardzo małej prędkości wykorzystują schemat silnika z modulacją pola magnetycznego, aby wykorzystywać wyższą częstotliwość jazdy.
Niskoobrotowe silniki z napędem bezpośrednim z magnesami trwałymi mogą być głównie chłodzone powietrzem i cieczą.Chłodzenie powietrzem wykorzystuje głównie metodę chłodzenia niezależnych wentylatorów IC416, a chłodzenie cieczą może być chłodzeniem wodnym (IC71 W), które można określić na podstawie warunków panujących na miejscu.W trybie chłodzenia cieczą obciążenie cieplne można zaprojektować wyżej, a konstrukcję bardziej zwartą, ale należy zwrócić uwagę na zwiększenie grubości magnesu trwałego, aby zapobiec rozmagnesowaniu nadprądowemu.
W przypadku układów silników z napędem bezpośrednim o niskiej prędkości, wymagających kontroli prędkości i dokładności położenia, konieczne jest dodanie czujników położenia i przyjęcie metody sterowania z czujnikami położenia;Ponadto, gdy podczas rozruchu wymagany jest wysoki moment obrotowy, wymagana jest również metoda sterowania za pomocą czujnika położenia.
Chociaż zastosowanie silników z napędem bezpośrednim z magnesami trwałymi może wyeliminować oryginalny mechanizm redukcyjny i obniżyć koszty konserwacji, nierozsądna konstrukcja może prowadzić do wysokich kosztów silników z napędem bezpośrednim z magnesami trwałymi i zmniejszenia wydajności systemu.Ogólnie rzecz biorąc, zwiększenie średnicy silników z napędem bezpośrednim z magnesami trwałymi może zmniejszyć koszt jednostkowy momentu obrotowego, dzięki czemu silniki z napędem bezpośrednim można przekształcić w duży dysk o większej średnicy i krótszej długości stosu.Istnieją jednak również ograniczenia dotyczące zwiększania średnicy.Zbyt duża średnica może zwiększyć koszt obudowy i wału, a nawet materiały konstrukcyjne będą stopniowo przekraczać koszt materiałów efektywnych.Dlatego zaprojektowanie silnika z napędem bezpośrednim wymaga optymalizacji stosunku długości do średnicy, aby zmniejszyć całkowity koszt silnika.
Na koniec chciałbym podkreślić, że silniki z napędem bezpośrednim z magnesami trwałymi są nadal silnikami napędzanymi przetwornicą częstotliwości.Współczynnik mocy silnika wpływa na prąd po stronie wyjściowej przetwornicy częstotliwości.Dopóki mieści się w zakresie wydajności przetwornicy częstotliwości, współczynnik mocy ma niewielki wpływ na wydajność i nie będzie miał wpływu na współczynnik mocy po stronie sieci.Dlatego konstrukcja współczynnika mocy silnika powinna dążyć do tego, aby silnik z napędem bezpośrednim pracował w trybie MTPA, który generuje maksymalny moment obrotowy przy minimalnym prądzie.Ważnym powodem jest to, że częstotliwość silników z napędem bezpośrednim jest ogólnie niska, a straty żelaza są znacznie mniejsze niż straty miedzi.Stosowanie metody MTPA może zminimalizować straty miedzi.Tradycyjne silniki asynchroniczne podłączone do sieci nie powinny wpływać na techników, a nie ma podstaw do oceniania sprawności silnika na podstawie wielkości prądu po stronie silnika.
Anhui Mingteng Permanent-Magnetic Machinery & Electric Equipment Co., Ltd to nowoczesne przedsiębiorstwo high-tech, które integruje badania i rozwój, produkcję, sprzedaż i serwis silników z magnesami trwałymi.Różnorodność produktów i specyfikacje są kompletne.Wśród nich niskoobrotowe silniki z magnesami trwałymi z napędem bezpośrednim (7,5–500 obr./min) są szeroko stosowane w obciążeniach przemysłowych, takich jak wentylatory, przenośniki taśmowe, pompy nurnikowe i młyny cementu, materiałów budowlanych, kopalni węgla, ropy naftowej, metalurgii i innych gałęzi przemysłu , z dobrymi warunkami pracy.
Czas publikacji: 18 stycznia 2024 r