Aštuntajame dešimtmetyje sukūrus retųjų žemių nuolatinių magnetų medžiagas, atsirado retųjų žemių nuolatinių magnetų varikliai. Nuolatinių magnetų varikliuose sužadinimui naudojami retųjų žemių nuolatiniai magnetai, o nuolatiniai magnetai po įmagnetinimo gali sukurti nuolatinius magnetinius laukus. Jo sužadinimo našumas yra puikus, o stabilumo, kokybės ir nuostolių mažinimo požiūriu jis pranašesnis už elektrinius sužadinimo variklius, o tai sukrėtė tradicinę variklių rinką.

Pastaraisiais metais, sparčiai tobulėjant šiuolaikiniam mokslui ir technologijoms, elektromagnetinių medžiagų, ypač retųjų žemių elektromagnetinių medžiagų, charakteristikos ir technologijos buvo palaipsniui tobulinami. Kartu su sparčiu galios elektronikos, galios perdavimo technologijos ir automatinio valdymo technologijos vystymusi, nuolatinio magneto sinchroninių variklių veikimas gerėja.

Be to, nuolatinio magneto sinchroniniai varikliai turi lengvo svorio, paprastos konstrukcijos, mažo dydžio, gerų charakteristikų ir didelio galios tankio pranašumus. Daugelis mokslinių tyrimų institucijų ir įmonių aktyviai vykdo nuolatinių magnetų sinchroninių variklių tyrimus ir plėtrą, jų taikymo sritys bus toliau plečiamos.

1. Nuolatinio magneto sinchroninio variklio kūrimo pagrindas

a. Aukštos kokybės retųjų žemių nuolatinių magnetų medžiagų taikymas

Retųjų žemių nuolatinių magnetų medžiagos išgyveno tris etapus: SmCo5, Sm2Co17 ir Nd2Fe14B. Šiuo metu nuolatinio magneto medžiagos, atstovaujamos NdFeB, dėl savo puikių magnetinių savybių tapo plačiausiai naudojama retųjų žemių nuolatinio magneto medžiaga. Nuolatinių magnetų medžiagų kūrimas paskatino nuolatinių magnetų variklių kūrimą.

Palyginti su tradiciniu trifaziu indukciniu varikliu su elektriniu sužadinimu, nuolatinis magnetas pakeičia elektrinio sužadinimo polių, supaprastina konstrukciją, pašalina slydimo žiedą ir rotoriaus šepetį, realizuoja konstrukciją be šepetėlių ir sumažina rotoriaus dydį. Tai pagerina variklio galios tankį, sukimo momento tankį ir darbo efektyvumą, o variklį padaro mažesniu ir lengvesniu, toliau plečiant jo taikymo sritį ir skatinant elektros variklių kūrimą siekiant didesnės galios.

b.Naujos valdymo teorijos taikymas

Pastaraisiais metais valdymo algoritmai sparčiai vystėsi. Be to, vektorinio valdymo algoritmai iš esmės išsprendė kintamosios srovės variklių vairavimo strategijos problemą, todėl kintamosios srovės varikliai turi geras valdymo savybes. Atsiradus tiesioginiam sukimo momento valdymui, valdymo struktūra tampa paprastesnė ir pasižymi stipriomis grandinės charakteristikomis keičiant parametrus ir greitą sukimo momento dinaminio atsako greitį. Netiesioginio sukimo momento valdymo technologija išsprendžia didelio tiesioginio sukimo momento pulsavimo mažu greičiu problemą ir pagerina variklio greitį bei valdymo tikslumą.

c. Didelio našumo galios elektroninių prietaisų ir procesorių taikymas

Šiuolaikinės galios elektronikos technologijos yra svarbi sąsaja tarp informacijos pramonės ir tradicinių pramonės šakų bei tiltas tarp silpnos srovės ir kontroliuojamos stiprios srovės. Galios elektronikos technologijų plėtra leidžia realizuoti pavaros valdymo strategijas.

Aštuntajame dešimtmetyje atsirado serija bendrosios paskirties keitiklių, kurie pramoninio dažnio galią galėjo paversti kintamo dažnio galia su nuolat reguliuojamu dažniu, taip sudarydami sąlygas kintamo dažnio greičio reguliavimui kintamosios srovės galia. Šie keitikliai turi švelnaus paleidimo galimybę po dažnio nustatymo, o dažnis gali kilti nuo nulio iki nustatyto dažnio tam tikru greičiu, o didėjantį greitį galima nuolat reguliuoti plačiame diapazone, išsprendžiant sinchroninių variklių paleidimo problemą.

2. Nuolatinių magnetų sinchroninių variklių plėtros būklė namuose ir užsienyje

Pirmasis variklis istorijoje buvo nuolatinio magneto variklis. Tuo metu nuolatinių magnetų medžiagų veikimas buvo gana prastas, o nuolatinių magnetų priverstinė jėga ir išliekamumas buvo per maži, todėl netrukus juos pakeitė elektriniai žadinimo varikliai.

Aštuntajame dešimtmetyje retųjų žemių nuolatinio magneto medžiagos, atstovaujamos NdFeB, turėjo didelę priverstinę jėgą, išliekamumą, stiprią išmagnetinimo galimybę ir didelį magnetinės energijos produktą, dėl kurio istorijos scenoje pasirodė didelės galios nuolatinio magneto sinchroniniai varikliai. Dabar nuolatinio magneto sinchroninių variklių tyrimai tampa vis brandesni ir vystosi link didelio greičio, didelio sukimo momento, didelės galios ir didelio efektyvumo.

Pastaraisiais metais, stipriai investavus vietiniams mokslininkams ir vyriausybei, nuolatinio magneto sinchroniniai varikliai sparčiai vystėsi. Tobulėjant mikrokompiuterių technologijoms ir automatinio valdymo technologijoms, nuolatinio magneto sinchroniniai varikliai buvo plačiai naudojami įvairiose srityse. Dėl visuomenės pažangos žmonių reikalavimai nuolatinio magneto sinchroniniams varikliams tapo griežtesni, todėl nuolatinio magneto varikliai buvo sukurti siekiant didesnio greičio reguliavimo diapazono ir didesnio valdymo tikslumo. Tobulinant dabartinius gamybos procesus, buvo toliau tobulinamos aukštos kokybės nuolatinio magneto medžiagos. Tai labai sumažina jo kainą ir palaipsniui pritaikoma įvairiose gyvenimo srityse.

3. Dabartinė technologija

a. Nuolatinio magneto sinchroninio variklio projektavimo technologija

Lyginant su įprastais elektriniais žadinimo varikliais, nuolatinio magneto sinchroniniai varikliai neturi elektrinių žadinimo apvijų, kolektoriaus žiedų ir žadinimo spintų, o tai labai pagerina ne tik stabilumą ir patikimumą, bet ir efektyvumą.

Tarp jų, įmontuoti nuolatinio magneto varikliai pasižymi dideliu efektyvumu, dideliu galios koeficientu, dideliu vieneto galios tankiu, stipria silpno magnetinio greičio plėtimosi galimybėmis ir greitu dinaminio atsako greičiu, todėl jie yra idealus pasirinkimas varant variklius.

Nuolatiniai magnetai suteikia visą nuolatinių magnetų variklių sužadinimo magnetinį lauką, o sukimo momentas padidins variklio vibraciją ir triukšmą veikimo metu. Per didelis sukimo momentas turės įtakos variklio greičio valdymo sistemos veikimui mažu greičiu ir labai tiksliam padėties valdymo sistemos padėties nustatymui. Todėl projektuojant variklį, optimizuojant variklį, reikia kuo labiau sumažinti sukimo momentą.

Remiantis moksliniais tyrimais, bendrieji sukimo momento mažinimo metodai apima poliaus lanko koeficiento keitimą, statoriaus plyšio pločio sumažinimą, pasvirimo lizdo ir poliaus lizdo suderinimą, magnetinio poliaus padėties, dydžio ir formos keitimą ir kt. , reikia pažymėti, kad sumažinus sukimo momentą, tai gali turėti įtakos kitoms variklio veikimui, pvz., atitinkamai gali sumažėti elektromagnetinis sukimo momentas. Todėl projektuojant reikia kiek įmanoma labiau subalansuoti įvairius veiksnius, kad būtų pasiektas geriausias variklio veikimas.

b. Nuolatinio magneto sinchroninio variklio modeliavimo technologija

Nuolatinių magnetų buvimas nuolatinių magnetų varikliuose apsunkina projektuotojų parametrų skaičiavimą, pvz., tuščiosios eigos nuotėkio srauto koeficiento ir poliaus lanko koeficiento projektavimą. Paprastai nuolatinių magnetų variklių parametrams apskaičiuoti ir optimizuoti naudojama baigtinių elementų analizės programinė įranga. Baigtinių elementų analizės programinė įranga gali labai tiksliai apskaičiuoti variklio parametrus, todėl ją naudoti labai patikima analizuojant variklio parametrų įtaką veikimui.

Baigtinių elementų skaičiavimo metodas leidžia mums lengviau, greičiau ir tiksliau apskaičiuoti ir analizuoti variklių elektromagnetinį lauką. Tai skaitmeninis metodas, sukurtas remiantis skirtumo metodu ir plačiai naudojamas moksle ir inžinerijoje. Naudokite matematinius metodus, kad atskirtumėte kai kurias ištisines sprendinių sritis į vienetų grupes, o tada interpoliuokite kiekviename vienete. Tokiu būdu formuojama tiesinė interpoliacijos funkcija, tai yra, naudojant baigtinius elementus imituojama ir analizuojama apytikslė funkcija, leidžianti intuityviai stebėti magnetinio lauko linijų kryptį ir magnetinio srauto tankio pasiskirstymą variklio viduje.

c. Nuolatinio magneto sinchroninio variklio valdymo technologija

Variklio pavaros sistemų veikimo gerinimas taip pat turi didelę reikšmę pramonės valdymo srities plėtrai. Tai leidžia valdyti sistemą geriausiu našumu. Jo pagrindinės charakteristikos atsispindi mažame apsisukimų dažnyje, ypač greito paleidimo, statinio pagreičio ir pan. atveju, jis gali sukurti didelį sukimo momentą; o važiuojant dideliu greičiu galima pasiekti pastovios galios greičio valdymą plačiame diapazone. 1 lentelėje palyginamas kelių pagrindinių variklių veikimas.

Kaip matyti iš 1 lentelės, nuolatinio magneto varikliai turi gerą patikimumą, platų greičio diapazoną ir didelį efektyvumą. Jei derinama su atitinkamu valdymo metodu, visa variklio sistema gali pasiekti geriausią našumą. Todėl, norint pasiekti efektyvų greičio reguliavimą, būtina pasirinkti tinkamą valdymo algoritmą, kad variklio pavaros sistema galėtų veikti gana plačioje greičio reguliavimo srityje ir pastovaus galios diapazone.

Vektorinio valdymo metodas plačiai naudojamas nuolatinio magneto variklio greičio valdymo algoritme. Jis turi plataus greičio reguliavimo diapazono, didelio efektyvumo, didelio patikimumo, gero stabilumo ir geros ekonominės naudos privalumus. Jis plačiai naudojamas variklinėje pavaroje, geležinkelių transporte ir staklių servosistemose. Dėl skirtingų naudojimo būdų dabartinė vektoriaus valdymo strategija taip pat skiriasi.

4. Nuolatinio magneto sinchroninio variklio charakteristikos

Nuolatinio magneto sinchroninis variklis turi paprastą struktūrą, mažus nuostolius ir didelį galios koeficientą. Palyginti su elektriniu žadinimo varikliu, nes nėra šepečių, komutatorių ir kitų prietaisų, nereikia reaktyviosios sužadinimo srovės, todėl statoriaus srovė ir varžos nuostoliai yra mažesni, efektyvumas didesnis, sužadinimo sukimo momentas didesnis, o valdymo našumas yra geriau. Tačiau yra ir trūkumų, tokių kaip didelė kaina ir sunku pradėti. Dėl valdymo technologijos taikymo varikliuose, ypač naudojant vektorinio valdymo sistemas, nuolatinio magneto sinchroniniai varikliai gali pasiekti platų greičio reguliavimo diapazoną, greitą dinaminį atsaką ir didelio tikslumo padėties nustatymo valdymą, todėl nuolatinio magneto sinchroniniai varikliai pritrauks daugiau žmonių. platus tyrimas.

5. Anhui Mingteng nuolatinio magneto sinchroninio variklio techninės charakteristikos

a. Variklis turi didelį galios koeficientą ir aukštą elektros tinklo kokybės koeficientą. Nereikia jokio galios koeficiento kompensatoriaus, o pastotės įrangos galia gali būti visiškai išnaudota;

b. Nuolatinio magneto variklis sužadinamas nuolatiniais magnetais ir veikia sinchroniškai. Veikiant ventiliatoriams ir siurbliams nėra greičio pulsavimo, o vamzdyno pasipriešinimas nepadidėja;

c. Nuolatinio magneto variklis gali būti suprojektuotas su dideliu paleidimo momentu (daugiau nei 3 kartus) ir didele perkrovos galia pagal poreikį, taip išsprendžiant „didelio arklio, traukiančio mažą vežimėlį“ fenomeną;

d. Įprasto asinchroninio variklio reaktyvioji srovė paprastai yra apie 0,5–0,7 karto didesnė už vardinę srovę. Mingteng nuolatinio magneto sinchroniniam varikliui nereikia sužadinimo srovės. Nuolatinio magneto variklio ir asinchroninio variklio reaktyvioji srovė skiriasi apie 50%, o tikroji darbinė srovė yra apie 15% mažesnė nei asinchroninio variklio;

e. Variklis gali būti suprojektuotas taip, kad užsivestų tiesiogiai, o išoriniai montavimo matmenys yra tokie patys kaip šiuo metu plačiai naudojamų asinchroninių variklių, kurie gali visiškai pakeisti asinchroninius variklius;

f. Pridėjus vairuotoją galima pasiekti švelnų paleidimą, minkštą sustabdymą ir bepakopį greičio reguliavimą, gerą dinaminį atsaką ir dar didesnį energijos taupymo efektą;

g. Variklis turi daug topologinių struktūrų, kurios tiesiogiai atitinka pagrindinius mechaninės įrangos reikalavimus plačiame diapazone ir ekstremaliomis sąlygomis;

h. Siekiant pagerinti sistemos efektyvumą, sutrumpinti perdavimo grandinę ir sumažinti priežiūros išlaidas, didelio ir mažo greičio tiesioginės pavaros nuolatinio magneto sinchroniniai varikliai gali būti suprojektuoti ir pagaminti taip, kad atitiktų aukštesnius vartotojų reikalavimus.

Anhui Mingteng nuolatinės magnetinės mašinos ir elektros įranga Co., Ltd.https://www.mingtengmotor.com/) buvo įkurta 2007 metais. Tai aukštųjų technologijų įmonė, kurios specializacija yra itin didelio efektyvumo sinchroninių variklių su nuolatiniais magnetais tyrimai ir plėtra, gamyba ir pardavimas. Įmonė naudoja modernią variklių projektavimo teoriją, profesionalią projektavimo programinę įrangą ir savarankiškai sukurtą nuolatinio magneto variklio projektavimo programą, kad imituotų nuolatinio magneto variklio elektromagnetinį lauką, skysčio lauką, temperatūros lauką, įtempių lauką ir kt., optimizuotų magnetinės grandinės struktūrą, pagerintų. variklio energijos vartojimo efektyvumo lygį ir iš esmės užtikrinti patikimą nuolatinio magneto variklio naudojimą.

Autorių teisės: šis straipsnis yra „WeChat“ viešojo numerio „Motor Alliance“, originalios nuorodos, pakartotinis spausdinimashttps://mp.weixin.qq.com/s/tROOKT3pQwZtnHJT4Ji0Cg

Šis straipsnis neatspindi mūsų įmonės požiūrio. Jei turite skirtingų nuomonių ar požiūrių, pataisykite mus!