Дзякуючы сваёй кампактнасці і высокай шчыльнасці крутоўнага моманту, сінхронныя рухавікі з пастаяннымі магнітамі шырока выкарыстоўваюцца ў многіх прамысловых прымяненнях, асабліва для высокапрадукцыйных прывадных сістэм, такіх як рухальныя сістэмы падводных лодак.Сінхронныя рухавікі з пастаяннымі магнітамі не патрабуюць выкарыстання кантактных кольцаў для ўзбуджэння, памяншаючы абслугоўванне ротара і страты.Сінхронныя рухавікі з пастаяннымі магнітамі вельмі эфектыўныя і падыходзяць для высокапрадукцыйных сістэм прывада, такіх як станкі з ЧПУ, робататэхніка і аўтаматызаваныя вытворчыя сістэмы ў прамысловасці.
Як правіла, праектаванне і канструкцыя сінхронных рухавікоў з пастаяннымі магнітамі павінны ўлічваць як структуру статара, так і ротара, каб атрымаць высокапрадукцыйны рухавік.
Структура сінхроннага рухавіка з пастаяннымі магнітамі
Шчыльнасць магнітнага патоку паветранага зазору:Вызначаецца ў адпаведнасці з канструкцыяй асінхронных рухавікоў і інш., канструкцыяй ротараў з пастаяннымі магнітамі і выкарыстаннем спецыяльных патрабаванняў да пераключэння абмотак статара.Акрамя таго, мяркуецца, што статар з'яўляецца шчылінным.Шчыльнасць патоку паветранага зазору абмежавана насычэннем стрыжня статара.У прыватнасці, пікавая шчыльнасць патоку абмежавана шырынёй зуб'яў шасцярні, у той час як задняя частка статара вызначае максімальны сумарны паток.
Акрамя таго, дапушчальны ўзровень насычэння залежыць ад прымянення.Як правіла, высокаэфектыўныя рухавікі маюць меншую шчыльнасць патоку, у той час як рухавікі, прызначаныя для максімальнай шчыльнасці крутоўнага моманту, маюць больш высокую шчыльнасць патоку.Пікавая шчыльнасць патоку паветранага зазору звычайна знаходзіцца ў дыяпазоне 0,7–1,1 тэсла.Варта адзначыць, што гэта поўная шчыльнасць патоку, гэта значыць сума патокаў ротара і статара.Гэта азначае, што калі сіла рэакцыі якара нізкая, гэта азначае, што крутоўны момант выраўноўвання высокі.
Аднак для таго, каб дасягнуць вялікага ўкладу крутоўнага моманту нежадання, сіла рэакцыі статара павінна быць вялікай.Параметры машыны паказваюць, што вялікая m і малая індуктыўнасць L неабходныя ў асноўным для атрымання моманту выраўноўвання.Гэта звычайна падыходзіць для працы ніжэй базавай хуткасці, паколькі высокая індуктыўнасць зніжае каэфіцыент магутнасці.
Матэрыял пастаяннага магніта:
Магніты гуляюць важную ролю ў многіх прыладах, таму паляпшэнне прадукцыйнасці гэтых матэрыялаў вельмі важна, і ў цяперашні час увага засяроджана на матэрыялах на аснове рэдказямельных і пераходных металаў, якія дазваляюць атрымліваць пастаянныя магніты з высокімі магнітнымі ўласцівасцямі.У залежнасці ад тэхналогіі магніты валодаюць рознымі магнітнымі і механічнымі ўласцівасцямі і рознай устойлівасцю да карозіі.
Магніты NdFeB (Nd2Fe14B) і самарый-кобальт (Sm1Co5 і Sm2Co17) з'яўляюцца найбольш сучаснымі камерцыйнымі матэрыяламі з пастаяннымі магнітамі, даступнымі сёння.У кожным класе рэдказямельных магнітаў існуе вялікая разнастайнасць класаў.Магніты NdFeB былі камерцыялізаваны ў пачатку 1980-х.Сёння яны шырока выкарыстоўваюцца ў розных сферах прымянення.Кошт гэтага магнітнага матэрыялу (на адзін энергетычны прадукт) параўнальны з коштам ферытавых магнітаў, а ў разліку на кілаграм магніты NdFeB каштуюць прыкладна ў 10-20 разоў даражэй, чым ферытавыя магніты.
Некаторыя важныя ўласцівасці, якія выкарыстоўваюцца для параўнання пастаянных магнітаў: рэшткавая намагнічанасць (Mr), якая вымярае напружанасць магнітнага поля пастаяннага магніта, каэрцытыўная сіла (Hcj), здольнасць матэрыялу супраціўляцца размагнічванню, энергетычны прадукт (BHmax), шчыльнасць магнітнай энергіі ;Тэмпература Кюры (TC), тэмпература, пры якой матэрыял губляе магнетызм.Неадымавыя магніты маюць больш высокую рэшткавую намагнічанасць, больш высокую коэрцитивную сілу і энергетычны прадукт, але звычайна адносяцца да тыпу з больш нізкай тэмпературай Кюры. Неадым працуе з тэрбіем і дыспрозіем, каб захаваць свае магнітныя ўласцівасці пры высокіх тэмпературах.
Дызайн сінхроннага рухавіка з пастаяннымі магнітамі
У канструкцыі сінхроннага рухавіка з пастаяннымі магнітамі (PMSM) канструкцыя ротара з пастаяннымі магнітамі заснавана на каркасе статара трохфазнага асінхроннага рухавіка без змены геаметрыі статара і абмотак.Тэхнічныя характарыстыкі і геаметрыя ўключаюць: хуткасць рухавіка, частату, колькасць палюсоў, даўжыню статара, унутраны і вонкавы дыяметры, колькасць пазаў ротара.Канструкцыя PMSM уключае страты ў медзі, зваротную ЭРС, страты ў жалезе, а таксама ўласную і ўзаемную індуктыўнасць, магнітны паток, супраціў статара і г.д.
Разлік самаіндуктыўнасці і ўзаемнай індуктыўнасці:
Індуктыўнасць L можа быць вызначана як стаўленне патоксувязі да току I, які стварае паток, у Генры (H), роўнае Вэберу на ампер.Індуктар - гэта прылада, якая выкарыстоўваецца для захоўвання энергіі ў магнітным полі, падобна таму, як кандэнсатар захоўвае энергію ў электрычным полі.Індуктары звычайна складаюцца з шпулек, звычайна накручаных вакол ферытавага або ферамагнітнага стрыжня, і іх значэнне індуктыўнасці звязана толькі з фізічнай структурай правадніка і пранікальнасцю матэрыялу, праз які праходзіць магнітны паток.
Каб знайсці індуктыўнасць, выканайце наступныя дзеянні:1. Няхай у правадніку існуе ток I.2. Скарыстайцеся законам Біё-Савара або законам завесы Ампера (пры наяўнасці), каб вызначыць, што B з'яўляецца дастаткова сіметрычным.3. Разлічыце агульны паток, які злучае ўсе ланцугі.4. Памножце агульны магнітны паток на колькасць завес, каб атрымаць сувязь патоку, і выканайце праектаванне сінхроннага рухавіка з пастаяннымі магнітамі, ацаніўшы неабходныя параметры.
Даследаванне паказала, што канструкцыя з выкарыстаннем NdFeB у якасці матэрыялу ротара пастаяннага магніта пераменнага току павялічвала магнітны паток, які ствараецца ў паветраным зазоры, што прывяло да памяншэння ўнутранага радыуса статара, у той час як унутраны радыус статара з выкарыстаннем пастаяннага самарый-кобальту матэрыял магнітнага ротара быў большы.Вынікі паказваюць, што эфектыўныя страты медзі ў NdFeB зніжаюцца на 8,124%.Для самарыевага кобальту ў якасці пастаяннага магнітнага матэрыялу магнітны паток будзе сінусоідным.Як правіла, праектаванне і канструкцыя сінхронных рухавікоў з пастаяннымі магнітамі павінны ўлічваць як структуру статара, так і ротара, каб атрымаць высокапрадукцыйны рухавік.
у заключэнне
Сінхронны рухавік з пастаяннымі магнітамі (PMSM) - гэта сінхронны рухавік, у якім для намагнічвання выкарыстоўваюцца матэрыялы з моцным магнітным уздзеяннем, які мае высокую эфектыўнасць, простую структуру і лёгкае кіраванне.Гэты сінхронны рухавік з пастаяннымі магнітамі знаходзіць прымяненне ў цягавых, аўтамабільных, робататэхнічных і аэракасмічных тэхналогіях.Шчыльнасць магутнасці сінхронных рухавікоў з пастаяннымі магнітамі вышэй, чым у асінхронных рухавікоў таго ж наміналу, таму што магутнасць статара не вылучаецца для стварэння магнітнага поля..
У цяперашні час канструкцыя ПМСМ патрабуе не толькі больш высокай магутнасці, але і меншай масы і меншага моманту інэрцыі.
Час публікацыі: 1 ліпеня 2022 г