W ostatnich latach silniki z napędem bezpośrednim z magnesami trwałymi poczyniły znaczne postępy i są stosowane głównie w urządzeniach o niskiej prędkości, takich jak przenośniki taśmowe, mieszalniki, ciągarki do drutu, pompy wolnoobrotowe, zastępując układy elektromechaniczne składające się z silników wysokoobrotowych i mechanicznych mechanizmów redukcyjnych. Zakres prędkości silnika wynosi zazwyczaj poniżej 500 obr./min. Silniki z napędem bezpośrednim z magnesami trwałymi można podzielić na dwie główne formy konstrukcyjne: wirnik zewnętrzny i wirnik wewnętrzny. Silniki z napędem bezpośrednim z magnesami trwałymi z wirnikiem zewnętrznym są stosowane głównie w przenośnikach taśmowych.
Przy projektowaniu i stosowaniu silników z napędem bezpośrednim z magnesami trwałymi należy pamiętać, że napęd bezpośredni z magnesami trwałymi nie nadaje się do pracy przy szczególnie niskich prędkościach wyjściowych. W przypadku większości obciążeń w5Silniki z napędem bezpośrednim o prędkości 0 obr./min są napędzane silnikiem o stałej mocy. Stała moc skutkuje dużym momentem obrotowym, co prowadzi do wysokich kosztów silnika i obniżonej sprawności. Po ustaleniu mocy i prędkości konieczne jest porównanie efektywności ekonomicznej połączenia silników z napędem bezpośrednim, silników o wyższej prędkości obrotowej i przekładni (lub innych konstrukcji mechanicznych o zwiększonej lub zmniejszonej prędkości). Obecnie turbiny wiatrowe o mocy powyżej 15 MW i prędkości obrotowej poniżej 10 obr./min stopniowo przechodzą na układ napędu półbezpośredniego, wykorzystując przekładnie w celu odpowiedniego zwiększenia prędkości obrotowej silnika, obniżenia kosztów silnika i ostatecznie obniżenia kosztów systemu. To samo dotyczy silników elektrycznych. Dlatego przy prędkościach poniżej 100 obr./min należy dokładnie rozważyć względy ekonomiczne i wybrać układ napędu półbezpośredniego.
Silniki z napędem bezpośrednim z magnesami trwałymi zazwyczaj wykorzystują montowane powierzchniowo wirniki z magnesami trwałymi, aby zwiększyć gęstość momentu obrotowego i zmniejszyć zużycie materiałów. Ze względu na niską prędkość obrotową i niewielką siłę odśrodkową, nie ma potrzeby stosowania wbudowanej konstrukcji wirnika z magnesami trwałymi. Zazwyczaj do mocowania i ochrony magnesu trwałego wirnika stosuje się listwy dociskowe, tuleje ze stali nierdzewnej i tuleje ochronne z włókna szklanego. Jednak 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 obrotowej jest napędzany przez przetwornicę częstotliwości. Gdy liczba biegunów osiągnie górną granicę, dalsze zmniejszanie prędkości obrotowej spowoduje obniżenie częstotliwości. Niska częstotliwość przetwornicy częstotliwości powoduje zmniejszenie współczynnika wypełnienia sygnału PWM, a przebieg staje się niestabilny, co może prowadzić do wahań i niestabilności prędkości. Z tego powodu sterowanie silnikami z napędem bezpośrednim o szczególnie niskiej prędkości obrotowej jest również dość trudne. Obecnie niektóre silniki o bardzo niskiej prędkości obrotowej wykorzystują schemat silnika z modulacją pola magnetycznego, aby uzyskać wyższą częstotliwość sterowania.
Silniki niskoobrotowe z napędem bezpośrednim z magnesami trwałymi mogą być chłodzone powietrzem i cieczą. Chłodzenie powietrzne wykorzystuje głównie metodę chłodzenia IC416 z niezależnymi wentylatorami, a chłodzenie cieczą może być chłodzeniem wodnym (IC).71W), którą można określić w zależności od warunków lokalnych. W trybie chłodzenia cieczą obciążenie cieplne może być wyższe, a konstrukcja bardziej zwarta, ale należy zwrócić uwagę na zwiększenie grubości magnesu trwałego, aby zapobiec rozmagnesowaniu pod wpływem prądu.
W przypadku układów silników z napędem bezpośrednim o niskiej prędkości, w których wymagana jest precyzja sterowania prędkością i położeniem, konieczne jest dodanie czujników położenia i zastosowanie metody sterowania z wykorzystaniem czujników położenia. Ponadto, gdy podczas rozruchu wymagany jest wysoki moment obrotowy, wymagana jest również metoda sterowania z wykorzystaniem czujnika położenia.
Chociaż zastosowanie silników z napędem bezpośrednim z magnesami trwałymi może wyeliminować pierwotny mechanizm redukcji i obniżyć koszty konserwacji, nierozsądna konstrukcja może prowadzić do wysokich kosztów silników z napędem bezpośrednim z magnesami trwałymi i spadku sprawności systemu. Ogólnie rzecz biorąc, zwiększenie średnicy silników z napędem bezpośrednim z magnesami trwałymi może obniżyć 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 projektowanie silnika z napędem bezpośrednim wymaga optymalizacji stosunku długości do średnicy w celu obniżenia całkowitego kosztu silnika.
Na koniec chciałbym podkreślić, że silniki z napędem bezpośrednim z magnesami trwałymi nadal są silnikami napędzanymi przetwornicą częstotliwości. Współczynnik mocy silnika wpływa na prąd po stronie wyjściowej przetwornicy częstotliwości. Dopóki mieści się on w zakresie wydajności przetwornicy częstotliwości, współczynnik mocy ma niewielki wpływ na wydajność i nie wpłynie na współczynnik mocy po stronie sieci. Dlatego projekt silnika pod kątem współczynnika mocy powinien dążyć do zapewnienia, że silnik z napędem bezpośrednim pracuje w trybie MTPA, który generuje maksymalny moment obrotowy przy minimalnym prądzie. Ważnym powodem jest to, że częstotliwość silników z napędem bezpośrednim jest zazwyczaj niska, a straty w żelazie są znacznie niższe niż straty w miedzi. Zastosowanie metody MTPA może zminimalizować straty w miedzi. Technicy nie powinni ulegać wpływom tradycyjnych silników asynchronicznych podłączonych do sieci i nie ma podstaw do oceniania sprawności silnika na podstawie wartości prądu po stronie silnika.
Anhui Mingteng Permanent-Magnetic Machinery & Electric Equipment Co., Ltd to nowoczesne, zaawansowane technologicznie przedsiębiorstwo, które integruje badania i rozwój, produkcję, sprzedaż i serwis silników z magnesami trwałymi. Asortyment i specyfikacje produktów są kompletne. Wśród nich, wolnoobrotowe silniki z magnesami trwałymi z napędem bezpośrednim (7,5-500 obr./min) są szeroko stosowane w zastosowaniach przemysłowych, takich jak wentylatory, przenośniki taśmowe, pompy nurnikowe i młyny w cementowniach, kopalniach materiałów budowlanych, kopalniach węgla, przemyśle naftowym, hutnictwie i innych gałęziach przemysłu, zapewniając dobre warunki pracy.
Czas publikacji: 18-01-2024