Kompleksowa analiza korzyści wynikających z zastąpienia silników asynchronicznych silnikami synchronicznymi z magnesami trwałymi.
Na początek omówimy charakterystykę silnika synchronicznego z magnesami trwałymi, a następnie przedstawimy jej praktyczne zastosowanie, aby wyjaśnić kompleksowe korzyści płynące z promowania silników synchronicznych z magnesami trwałymi.
Silnik synchroniczny w porównaniu z silnikiem asynchronicznym ma zalety wysokiego współczynnika mocy, wysokiej sprawności, możliwość pomiaru parametrów wirnika, dużą szczelinę powietrzną między stojanem a wirnikiem, dobrą wydajność sterowania, niewielkie rozmiary, niewielką wagę, prostą konstrukcję, wysoki stosunek momentu obrotowego do bezwładności itp. Jest coraz szerzej stosowany w przemyśle naftowym, chemicznym, lekkim tekstyliach, górnictwie, obrabiarkach CNC, robotach i innych dziedzinach. Charakteryzuje się dużą mocą (wysoka prędkość, wysoki moment obrotowy), wysoką funkcjonalnością i miniaturyzacją.
Silnik synchroniczny z magnesami trwałymi składa się ze stojana i wirnika. Stojan jest taki sam jak w silniku asynchronicznym i składa się z trójfazowych uzwojeń oraz rdzenia stojana. Stojan jest taki sam jak w silniku asynchronicznym i składa się z trzech uzwojeń oraz rdzenia stojana. Wirnik jest wyposażony w wstępnie namagnesowane (namagnesowane) magnesy trwałe, które mogą wytwarzać pole magnetyczne w otaczającej przestrzeni bez udziału energii zewnętrznej, upraszczając konstrukcję silnika i oszczędzając energię.
Wyjątkowe zalety silnika synchronicznego z magnesami trwałymi
(1) Ponieważ wirnik wykonany jest z magnesów trwałych, gęstość strumienia magnetycznego jest wysoka i nie jest potrzebny prąd wzbudzenia, co eliminuje straty wzbudzenia. W porównaniu z silnikiem asynchronicznym, zmniejsza to prąd wzbudzenia uzwojenia stojana oraz straty miedzi i żelaza po stronie wirnika, a także znacznie zmniejsza prąd bierny. Dzięki synchronizacji potencjałów stojana i wirnika nie występują podstawowe straty żelaza w rdzeniu wirnika, dzięki czemu sprawność (w odniesieniu do mocy czynnej) i współczynnik mocy (w odniesieniu do mocy biernej) są wyższe niż w przypadku silnika asynchronicznego. Silniki synchroniczne z magnesami trwałymi są zazwyczaj projektowane tak, aby miały wyższy współczynnik mocy i sprawność nawet przy niskim obciążeniu.
(2) Silniki synchroniczne z magnesami trwałymi charakteryzują się wysoką wytrzymałością mechaniczną i dużą odpornością na zaburzenia momentu obrotowego silnika spowodowane zmianami obciążenia. Rdzeń wirnika silnika synchronicznego z magnesami trwałymi można wykonać w formie pustej konstrukcji, aby zmniejszyć bezwładność wirnika, a czasy rozruchu i zatrzymania są znacznie krótsze niż w silnikach asynchronicznych. Wysoki stosunek momentu obrotowego do bezwładności sprawia, że silniki synchroniczne z magnesami trwałymi są bardziej odpowiednie do pracy w warunkach szybkiej reakcji niż silniki asynchroniczne.
(3) Rozmiar silników synchronicznych z magnesami trwałymi jest znacznie mniejszy w porównaniu z silnikami asynchronicznymi, a ich masa jest również stosunkowo mniejsza. Gęstość mocy silników synchronicznych z magnesami trwałymi przy tych samych warunkach odprowadzania ciepła i materiałach izolacyjnych jest ponad dwukrotnie większa niż w przypadku trójfazowych silników asynchronicznych.
(4) Konstrukcja wirnika jest znacznie uproszczona, łatwa w konserwacji i poprawia stabilność pracy.
(5) Ze względu na wysoki współczynnik mocy wymagany do projektowania trójfazowych silników asynchronicznych, konieczne jest utrzymanie bardzo małej szczeliny powietrznej między stojanem a wirnikiem. Jednocześnie równomierność szczeliny powietrznej ma kluczowe znaczenie dla bezpiecznej pracy i hałasu silnika spowodowanego wibracjami. Dlatego silniki asynchroniczne mają stosunkowo surowe wymagania dotyczące tolerancji kształtu i położenia elementów oraz koncentryczności montażu, a także stosunkowo niewiele stopni swobody w doborze luzu łożyskowego. Duże silniki asynchroniczne zazwyczaj wykorzystują łożyska smarowane kąpielami olejowymi. Konieczne jest uzupełnianie oleju smarowego w określonych godzinach pracy. Wyciek oleju lub nieterminowe napełnienie komory olejowej może przyspieszyć awarię łożysk. W konserwacji trójfazowych silników asynchronicznych konserwacja łożysk stanowi dużą część. Ponadto, ze względu na obecność prądu indukowanego w wirniku trójfazowych silników asynchronicznych, problem korozji elektrycznej łożysk również stał się przedmiotem zainteresowania wielu badaczy w ostatnich latach.
(6) Silniki synchroniczne z magnesami trwałymi nie mają takich problemów. Problemy związane z dużą szczeliną powietrzną silników synchronicznych z magnesami trwałymi i małą szczeliną powietrzną w powyższych silnikach asynchronicznych nie są oczywiste w przypadku silników synchronicznych. Jednocześnie łożyska silników synchronicznych z magnesami trwałymi są smarowane smarem stałym i wyposażone w osłony przeciwpyłowe. Łożyska są fabrycznie uszczelniane odpowiednią ilością wysokiej jakości smaru, który może być bezobsługowy przez cały okres użytkowania.
Epilog
Z perspektywy korzyści ekonomicznych, silniki synchroniczne z magnesami trwałymi są szczególnie odpowiednie do trudnych rozruchów i lekkich zastosowań. Promowanie stosowania silników synchronicznych z magnesami trwałymi przynosi korzyści ekonomiczne i społeczne oraz ma ogromne znaczenie dla oszczędzania energii i redukcji emisji. Pod względem niezawodności i stabilności silniki synchroniczne z magnesami trwałymi oferują również cenne zalety. Wybór wysokosprawnych silników synchronicznych z magnesami trwałymi to jednorazowa inwestycja, która przynosi długoterminowe korzyści.
Po 16 latach gromadzenia technologii, Anhui Mingteng Permanent-Magnetic Machinery&Electrical Equipment Co., Ltd dysponuje potencjałem badawczo-rozwojowym w zakresie pełnej gamy silników z magnesami trwałymi, przeznaczonych dla różnych branż, takich jak hutnictwo stali, cementownie i kopalnie węgla, i może sprostać wymaganiom różnorodnych warunków pracy i urządzeń. W porównaniu z silnikami asynchronicznymi o tej samej specyfikacji, produkty firmy charakteryzują się wyższą sprawnością, szerszym zakresem ekonomicznej pracy i znacznymi oszczędnościami energii. Z niecierpliwością oczekujemy, aż coraz więcej przedsiębiorstw będzie stosować silniki z magnesami trwałymi, aby zmniejszyć zużycie energii i zwiększyć produkcję!
Czas publikacji: 08-11-2023