By
Permanente magneetmotoren bespaar het gebruik van reactieve excitatiestroom, in tegenstelling tot inductiemotoren. Dit is een pluspunt in zijn efficiëntie, aangezien de motor geen energie hoeft te gebruiken om een magnetisch veld te leveren.
De vermogensfactor van de permanente magneetmotoren is verbeterd door de eliminatie van reactieve excitatiestroom. De implicatie is dat meer elektrisch ingangsvermogen door de motor kan worden omgezet in mechanisch vermogen, wat een maatstaf is voor hogere efficiëntie.
Omdat permanente magneetmotoren geen excitatiestroom hebben, is de statorstroom van permanente magneetmotoren erg klein. Kleine stroom vermindert verliezen in statorwikkelingen en verhoogt de efficiëntie van de hele motor.
Permanente magneetmotoren hebben geen rotorwikkelingen en vertonen daarom geen verliezen door de weerstand van de wikkelingen. Dit verliesmechanisme treedt op bij inductiemotoren door de stroom die door de rotorwikkelingen stroomt, maar de permanente magneetmotoren vermijden dat volledig.
Omdat permanente magneetmotoren efficiënter zijn en minder warmte genereren, is er minder behoefte aan koeling, zoals ventilatoren. Dit vermindert op zijn beurt de verliezen door windwrijving, wat de motorefficiëntie verder verbetert.
Over het algemeen zijn permanente magneetmotoren 10 tot 15 procentpunten efficiënter dan vergelijkbare inductiemotoren. Dit komt door de algehele lagere verliezen in het ontwerp van de motor.
De permanente magneet synchrone motoren hebben een hoge efficiëntie en vermogensfactor behouden binnen een breed bereik van 25% tot 120% van de nominale belasting. Ze zijn met name effectief tijdens de lichte belastingsoperatie, omdat ze efficiënt blijven.
Op het oppervlak van de rotor zijn oppervlaktemagneten gemonteerd. De constructie is eenvoudig en goedkoop; het kan echter een lagere efficiëntie hebben bij een hoge snelheid vanwege hoge centrifugale krachten.
Ingebouwde of interne permanente magneten zijn in de rotor ingebed. Het ingebouwde type heeft een betere mechanische integriteit en kan efficiënter werken met hogere snelheden.
Voor radiale structuren wordt de magnetische flux op een radiale manier van de rotor naar de stator geleid. Dit is misschien wel de meest voorkomende en vrij eenvoudige configuratie.
Tangentiële structuren zullen de magnetische flux tangentieel richten. Hierdoor is er een mogelijkheid van een groter excitatiegebied, vandaar de geschiktheid voor multi-pool motoren die een hoog koppel vereisen.
Hybride structuren combineren kenmerken van radiale en tangentiële ontwerpen om de prestaties voor specifieke toepassingen te optimaliseren. Deze komen minder vaak voor vanwege hun complexiteit.
Er wordt een meerpolige structuur gebruikt om de nominale synchrone snelheid te verlagen door het aantal polen te vergroten. Dit helpt bij het bereiken van een hoog koppel bij lage snelheden, wat gunstig is voor toepassingen met directe aandrijving.
Het ontwerp van de motor, samen met het juiste aantal polen en de juiste magneetconfiguratie, moet voor elke toepassing worden geoptimaliseerd om ervoor te zorgen dat een hoog koppel bij lage snelheden kan worden bereikt zonder dat er sprake is van overmatige omvormerstromen.
De frequentie van de SPWM-omvormeruitgang moet doorgaans ruim boven de 25 Hz liggen om een redelijk lineair aanpassingsbereik in het aandrijfsysteem te verkrijgen.
Het nominale synchrone toerental van de motor moet laag zijn, omdat de uitgangskarakteristiek van de omvormer moet overeenkomen met de karakteristiek van de motor. Hierdoor is geen hoge omvormerstroom nodig en worden de systeemkosten en verliezen tot een minimum beperkt.
Een permanente magneet moet een voldoende sterke magnetische veldsterkte leveren. De magneetgrootte en de opstelling ervan zijn geoptimaliseerd om te voldoen aan de koppelvereisten.
Deze structuur is met name geschikt voor meerpolige motoren, omdat de tangentiële structuur elke pool een groter excitatieoppervlak kan bieden voor het leveren van de sterke magnetische velden die nodig zijn bij een hoog koppel.
Voor de selectie van pool-sleuf-aanpassing, in het geval van de toepassing van fractionele sleufwikkelingen, moet het aantal sleuven per pool per fase Q kleiner zijn dan 1. Dit biedt enkele voordelen in motorprestaties.
Fractionele sleufwikkelingen verlagen de amplitude van het tandwielkoppel, waardoor koppelpulsaties worden verminderd en de motor soepeler loopt.
Door het verminderen van het tandwielkoppel verhogen fractionele sleufwikkelingen de nauwkeurigheid van de snelheidsregeling, waardoor de werking van de motor nauwkeuriger wordt.
De soepele werking dankzij fractionele sleufwikkelingen resulteert in lagere trillings- en geluidsniveaus en dus in een stillere motor.
Fractionele sleufwikkelingen verbeteren de verdeling van de wikkeling, wat de sinusvormige aard van de door de motor geïnduceerde tegen-elektromotorische kracht (EMK) versterkt.
Een vloeiendere sinusvormige tegen-EMK draagt bij aan de algehele motorprestaties in de vorm van minder harmonische vervorming en een soepelere werking.
Door kleinere sleuven in de stator te gebruiken, wordt het benutte oppervlak effectief vergroot en wordt het statormateriaal efficiënter gebruikt.
Bij fractionele sleufwikkelingen wordt de lengte van het spoeluiteinde verkleind, waardoor het koperverbruik afneemt en de weerstandsverliezen afnemen.
De motorsteek van 1: Elke spoel is over één tand gewikkeld, waardoor het wikkelen eenvoudiger wordt en tegelijkertijd de efficiëntie van de motor wordt verbeterd.
Dit ontwerp verkleint de omtrek en de verlenglengte van de spoel, wat zorgt voor lagere koperverliezen en een verbeterde efficiëntie.
De fractionele sleufwikkelingen dragen bij aan een vermindering van koperverliezen, omdat de lengte van de wikkeling wordt geminimaliseerd en er minder koper wordt gebruikt, waardoor het algehele motorrendement wordt verbeterd.
Hierdoor zijn fractionele sleufwikkelingen goedkoper te produceren dan integrale sleufwikkelingen, terwijl de motor toch met een beter rendement werkt.
ENNENG is een van de grootste fabrikanten van permanente magneet direct aangedreven motoren op de wereldmarkt.
ENNENG is gespecialiseerd in het ontwikkelen en produceren van Permanent Magnet Direct Drive Motors. Permanent magneetrotoren, deze motoren zijn op grote schaal gebruikt in verschillende sectoren, waaronder goudmijnen, kolenmijnen, bandenfabrieken, oliebronnen en waterzuiveringsinstallaties. De voordelen van Permanent Magnet Direct Drive Motor zijn dat ze de reductiemotor in traditionele motorsystemen hebben geannuleerd. De voordelen zijn zeer lage mechanische ruis, kleine trillingen en een laag uitvalpercentage. Deze hebben een hoogrendementsmotor van 93-97% met een vermogensfactor tot 0.99 voor energiebesparing en een toenemend actief vermogen binnen het systeem. Vergeleken met traditionele motoren met snelheidsreductiemiddelen hebben Permanent Magnet Direct Drive Motors een hogere transmissie-efficiëntie terwijl ze minder onderhoud vereisen. Dankzij hun compacte ontwerp en betrouwbare prestaties zijn de motoren ideaal voor toepassingsgebieden met lage snelheid en hoog vermogen.
