By
Tegenwoordig worden veel apparaten nog steeds aangestuurd door AC-inductiemotoren. Het tij verandert echter, aangezien ingenieurs en apparatuuroperators steeds vaker kiezen voor typen permanente magneetmotoren, voornamelijk vanwege hun kleinere formaat en hogere efficiëntie. Toepassingen zoals ventilatoren, blowers en pompen sluiten bijzonder goed aan bij de sterke punten van permanente magneetaandrijfsystemen.
A Synchrone motor met permanente magneet is een AC-synchrone motor die permanente magneten gebruikt voor magnetische veldexcitatie. Deze motoren zijn efficiënt, borstelloos, snel en veilig, en hebben ook zeer goede dynamische prestaties. Met deze voordelen vinden permanente magneet-synchrone motoren toepassingen in een breed scala aan velden.
Een permanente magneet synchrone motor (PMSM) is een type synchrone motor die permanente magneten als inductoren gebruikt. In industriële toepassingen is een permanente magneet synchrone motor een belangrijk product.
Er zijn verschillende soorten synchrone motoren waaruit u kunt kiezen op de website van Enneng. Een uitgebreide lijst met synchrone motorservices voor al uw behoeften is beschikbaar op de website van Enneng. Enneng kan u een breed scala aan permanente magneet synchrone motoren in verschillende klassen leveren, geschikt voor verschillende toepassingsomstandigheden.
Wat is een permanente magneet synchrone motor?
Een synchrone motor met permanente magneet (PMSM) is een type borstelloze motor dat hoog aangeschreven staat vanwege zijn betrouwbaarheid en efficiëntie. Het heeft een permanente magneetrotor, die verschillende voordelen biedt, zoals een hoog koppel, een compact formaat en het ontbreken van rotorstroom. In plaats van wikkelingen te gebruiken, gebruikt de rotor permanente magneten om een roterend magnetisch veld te creëren. Dit ontwerp maakt de motor eenvoudig en kosteneffectief, omdat er geen gelijkstroomvoeding nodig is. PMSM's werken als synchrone AC-motoren, waarbij de excitatie van het magnetische veld wordt verzorgd door permanente magneten, wat resulteert in een sinusoïdale omgekeerde EMF-golfvorm. Hierdoor kan de PMSM zelfs bij nulsnelheid koppel genereren. Om efficiënt te kunnen werken, hebben deze motoren echter een digitaal gestuurde omvormer nodig.
constructie
Zoals alle roterende motoren bestaan synchrone motoren met permanente magneet uit een rotor en een stator. De algehele structuur van een synchrone motor met permanente magneet lijkt sterk op die van een standaard synchrone motor, waarbij het belangrijkste onderscheid ligt in het ontwerp van de rotor. Bij dit motortype heeft de rotor geen magnetische veldwikkelingen, maar zijn er in plaats daarvan gemonteerde permanente magneten.
Deze permanente magneten dienen om magnetische polen in de motor te genereren. De permanente magneten die in dergelijke motoren worden gebruikt, zijn doorgaans gemaakt van materialen zoals samariumkobalt en neodymium-ijzerborium vanwege hun hoge permeabiliteit. Van deze opties is neodymium-ijzerborium de meest gebruikte permanente magneet vanwege de kosteneffectiviteit en de wijdverbreide beschikbaarheid ervan.
Synchrone motoren met permanente magneet werken volgens een soortgelijk principe als synchrone motoren. Het werkingsprincipe is gebaseerd op de interactie tussen het roterende magnetische veld van de stator en het constante magnetische veld van de rotor. Het is afhankelijk van het roterende magnetische veld om met synchrone snelheden een elektrisch potentieel te genereren.
Wanneer de statorwikkelingen worden bekrachtigd met een driefasige elektrische voeding, ontstaat er een roterend magnetisch veld in de luchtspleten. Dit veld induceert koppel terwijl de rotorpolen synchroon met het roterende magnetische veld met een constante snelheid vergrendelen, wat resulteert in een continue rotatie van de rotor. Aangezien deze motoren niet de mogelijkheid hebben om zelfstandig te starten, is het leveren van een voeding met variabele frequentie essentieel om de werking te kunnen initiëren.
Kenmerken
-Vonkvrij, veiliger in explosieve omgevingen
-Schoon, snel en efficiënt
-Compacter, efficiënter en lichter dan ACIM
-Ontworpen servotoepassingen met hoge prestaties
-Werkt met of zonder positie-encoder
-Lage ruis en EMI
- Soepele prestaties bij lage en hoge snelheden
-Gecombineerd met Field Oriented Control (FOC) voor optimale koppelproductie
Types
1. Classificatie van PMSM-motoren op basis van rotorontwerp:
De rotor bestaat uit permanente magneten. De permanente magneten zijn gemaakt van materialen met een hoge coërciviteit. Op basis van het rotorontwerp kunnen synchrone motoren worden geclassificeerd als:
Motoren met magnetische poolrotor;
Motoren zonder magneetpoolrotor.
Ze kunnen ook worden geclassificeerd als:
Interne synchrone motoren met permanente magneet
Bij deze constructie zijn permanente magneten in de rotor ingebed zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding. Het is geschikt en robuust voor toepassingen met hoge snelheid. Het reluctantiekoppel is te danken aan de prominentie van de motor.
Oppervlakte permanente magneet synchrone motor.
In deze configuratie zijn de magneten op het oppervlak van de rotor gemonteerd. Het is geschikt voor hogesnelheidstoepassingen, maar is niet robuust. De luchtspleet is uniform omdat de permeabiliteit van de permanente magneten en de luchtspleet hetzelfde zijn. Geen reluctantiekoppel en hoge dynamische prestaties maken het geschikt voor hogesnelheidsapparatuur zoals robots en gereedschapsaandrijvingen.
Classificatie van PMSM-motoren op basis van statorontwerp
De stator bestaat uit een buitenframe en een kern met wikkelingen. De meest voorkomende ontwerpen zijn tweefasige en driefasige wikkelingen.
Afhankelijk van het statorontwerp kunnen synchrone motoren met permanente magneet zijn:
Verdeelde wikkeling;
Gecentraliseerde wikkelingen.
Synchrone motorbesturing met permanente magneet
Omdat synchrone motoren met permanente magneten moeten worden aangedreven met sinusoïdale golven, neemt de complexiteit van de besturing toe. Synchrone motoren met permanente magneet vereisen een besturingssysteem zoals een frequentieregelaar of een servoaandrijving.
Het besturingssysteem omvat een breed scala aan besturingstechnieken, en de keuze van de meest geschikte besturingsmethode hangt grotendeels af van de specifieke eisen van de gemotoriseerde aandrijving. Voor eenvoudigere taken wordt doorgaans gebruik gemaakt van trapeziumvormige besturing met Hall-sensoren, terwijl voor het optimaliseren van de prestaties van een gemotoriseerde aandrijving vaak de voorkeur wordt gegeven aan veldgerichte besturing.
In de meeste gevallen vereisen PMSM's een frequentieregelaar voor de initiatie. Bepaalde PMSM's zijn echter uitgerust met kooiankerstarters in de rotor, ook wel lijnstarters of zelfstarters genoemd. Deze configuraties worden vaak gebruikt als een zeer efficiënt alternatief voor inductiemotoren vanwege de afwezigheid van slip. Het is echter van cruciaal belang om ervoor te zorgen dat synchrone snelheden worden bereikt en dat het systeem tijdens het opstartproces bestand is tegen koppelrimpels.
Hebben synchrone motoren permanente magneten?
Bij een synchrone motor met permanente magneet (PMSM) zorgen permanente magneten, geplaatst in een stalen rotor, voor een continu magnetisch veld. Het roterende magnetische veld wordt gegenereerd door wikkelingen in de stator die zijn gekoppeld aan de wisselstroomvoeding (hetzelfde als bij een asynchrone motor).
Voordelen van synchrone motoren met permanente magneet
De voordelen van synchrone motoren met permanente magneet zijn onder meer:
-Dynamische prestaties bij hoge en lage snelheden
-Hoge vermogensdichtheid
-Lage rotortraagheid voor eenvoudige bediening
-Geen koppelrimpel tijdens motorcommutatie
-Hoog en soepel koppel
-Hoge efficiëntie bij hoge snelheden
- Bestand tegen slijtage
-Verkrijgbaar in kleine maten in verschillende verpakkingen
-Eenvoudig onderhoud en installatie
-Behoudt het volledige koppel, zelfs bij lage snelheden
-Hoge betrouwbaarheid
-Efficiënte warmteafvoer
-Laag geluidsniveau
Toepassingen
-Toepassingen voor synchrone motoren met permanente magneet zijn onder meer:
-AC-compressoren
-Auto-elektrische stuurbekrachtiging
-Machinegereedschappen
-Grote energiesystemen om de leidende en achterblijvende arbeidsfactor te verbeteren
In recente jaren, synchrone motoren met permanente magneet (PMSM's) worden steeds vaker gebruikt in high-performance drives met de ontwikkeling van solid-state elektronica, processors en intelligente computertechnologieën. De voordelen van PMSM's zijn een eenvoudige structuur, een klein formaat, een hoge efficiëntie en een hoge vermogensfactor.
