By
PMSM's hebben een sterke industriële automatisering omdat hoge efficiëntie en betrouwbaarheid worden geassocieerd met dergelijke motoren. Een behoorlijk aantal implementaties, waaronder robotarmen, transportbanden en CNC-machines die PMSM's gebruiken, leveren een nauwkeurig en constant koppel en behouden daardoor een soepele en nauwkeurige werking. In dit opzicht betekent dit dat de PMSM zeer efficiënt is. Als zodanig verbruikt het stroomverbruik door PMSM minder energie. Dit komt omdat het één sterk industrieel punt is waar alles continu blijft.
Over het algemeen zijn die kenmerken van synchrone motoren met permanente magneet omvatten hoge efficiëntie, hoge vermogensdichtheid, goede dynamische respons en lage onderhoudskosten. Natuurlijk hangt het af van permanente magneten. Het constante magnetische veld ervan werkt samen met het magnetische veld van de anker van de motor om koppel en rotatie te produceren. Ondertussen hebben permanente magneten een directe impact op de efficiëntie en stabiliteit van de motor.
High Efficiency
De hoge efficiëntie waar Permanent Magnet Synchronous Motors, of PMSM's, om bekend staan, is te danken aan het feit dat er in PMSM's geen slip is tussen de magnetische velden van de rotor en stator; daarom vermindert de PMSM energieverliezen. Hoge efficiëntie betekent lagere bedrijfskosten en lager energieverbruik, vandaar de milieuvriendelijke eigenschappen van PMSM's in veel toepassingen.
Hoge vermogensdichtheid
Een ander groot voordeel van PMSM's is dat ze een hoge vermogensdichtheid hebben. Dit betekent dat PMSM's een aanzienlijke hoeveelheid vermogen kunnen produceren in verhouding tot hun grootte en gewicht, een eigenschap die veel wordt toegepast in toepassingen waar ruimtebeperkingen strikt zijn. Ze kunnen dit doen dankzij de aanwezigheid van sterke permanente magneten in combinatie met een geoptimaliseerd motorontwerp, zodat ze hoge koppels genereren uit compacte vormfactoren.
Goede dynamische respons
PMSM's hebben uitstekende dynamische prestaties, wat betekent dat ze zeer snel kunnen reageren op veranderingen in belasting en snelheid; daarom is een zeer nauwkeurige controle over de werking van de motor haalbaar. Dit wordt met name belangrijk in toepassingen die exacte controle en snelle aanpassingen vereisen, bijvoorbeeld robotica, CNC-machines en elektrische voertuigen. Bovendien maakt de snelle respons van PMSM's op besturingsinputs ze perfect voor toepassingen waar hoge precisie en wendbaarheid vereist zijn.
Lage onderhoudskosten
PMSM's zijn zo ontworpen dat de onderhoudskosten lager worden. Er zijn geen borstels en sleepringen zoals bij sommige andere typen motoren; daarom is de slijtage van de componenten minder. Het borstelloze ontwerp van deze machines vermindert frequent onderhoud en vervangingen, waardoor de operationele kosten op de lange termijn worden verlaagd. Bovendien zorgt de robuuste constructie van PMSM's voor een langere levensduur en dus lagere kosten.
Het productieproces van permanente magneten is een belangrijk aspect in de prestaties van Permanent Magnet Synchronous Motors. Geavanceerde processen zijn nodig om de magneten de gewenste magnetische eigenschappen te laten vertonen: hoge coërciviteit, hoog magnetisch energieproduct en goede temperatuurstabiliteit. Dit zijn zeer belangrijke eigenschappen om efficiëntie, betrouwbaarheid en levensduur voor PMSM's te garanderen.
Slechte productiepraktijken zullen hoogstwaarschijnlijk leiden tot magneten van lage kwaliteit, wat resulteert in motoren van slechte kwaliteit met een hoger energieverbruik en een kortere levensduur.
Van de vele productieprocessen die er bestaan om permanente magneten te maken, zijn er twee het meest bekend: sinteren en binden. Beide hebben hun eigen voordelen en toepassingen, waardoor de magneten die ze maken heel verschillende eigenschappen en prestatiekenmerken hebben.
Sinterproces
Overzicht en proces
Van de verschillende productiemethoden is sinteren een van de belangrijkste manieren geworden om permanente magnetische materialen van zeldzame aardmetalen te produceren. In dit proces wordt eerst het poeder van zeldzame aarden permanente magneet samengeperst in een gewenste vorm; daarna ondergaat het een warmtebehandeling bij een temperatuur onder zijn smeltpunt in atmosferische controle. Onder de warmtebehandelingsomstandigheden worden deeltjes aan elkaar gehecht en vormen ze één geheel magnetisch stuk in een vast formaat.
1. Poederbereiding: Zeldzame aardmetalen, zoals neodymium, worden vermalen tot fijne poeders.
2. Verdichting: Poeder wordt tot de gewenste vorm verdicht door een magnetisch veld dat de deeltjes uitlijnt.
3. Sinteren: Het poedercompact wordt blootgesteld aan hoge temperaturen, doorgaans in een atmosfeer met een temperatuur tussen de 1000° en 1200° van het materiaal.
4. Koelen en gloeien: Gesinterde magneten worden afgekoeld tot kamertemperatuur en er kan gloeien plaatsvinden om interne spanningen te verlichten en zo de magnetische eigenschappen te verbeteren
5. Bewerking en coating: De gesinterde magneet ondergaat een juiste bewerking tot de exacte afmetingen en soms wordt er een coating aangebracht om corrosie te voorkomen
Voordelen
De voordelen van sinteren worden als volgt gegeven:
Bindingsproces
Overzicht en bediening
Dit bindingsproces wordt ook wel compressiebinding genoemd. Het poeder van de permanente magneet, bij vermenging met het bindmiddel, ontwikkelt een composietmateriaal. Vervolgens vormt dit materiaal, bij het in vorm persen, de gewenste vorm na uitharding.
1. Mengen: Permanent magneetpoeder wordt met behulp van een bindmiddel zoals epoxy of rubber gemengd tot een homogeen mengsel.
2. Verdichten: Hierbij wordt de mal gevuld met het mengsel, waarna het wordt verdicht om de gewenste vorm en dichtheid te verkrijgen.
3. Uitharden: Het samengeperste mengsel wordt vervolgens uitgehard bij vaak een verhoogde temperatuur, zodat het bindmiddel kan uitharden en een vaste magneet kan vormen.
4. Afwerking: Gebonden magneten kunnen ook worden behandeld met andere afwerkingsprocessen, zoals machinale bewerking en coating, afhankelijk van de vereisten.
Voordelen
Het bondingproces heeft zijn eigen voordelen.
Eenvoudige voorbereiding: Het is een relatief eenvoudig proces en minder ingewikkeld dan sinteren, waardoor het gemakkelijk toe te passen en toe te passen is.
Lage kosten: De productiekosten voor lijmen zijn relatief laag, omdat de apparatuur en processen eenvoudig zijn.
Permanent magnetisch veld De belangrijkste reden waarom permanente magneten van cruciaal belang zijn bij het creëren van een constant magnetisch veld in PMSM's, is dat permanente magneten, in tegenstelling tot elektromagneten, die een ononderbroken stroom elektrische energie nodig hebben om hun magnetisch veld te laten werken, een stabiel en onveranderlijk magnetisch veld produceren zonder continue toevoer van energie.
Bij PMSM's is het permanente magnetische veld van essentieel belang voor de machine. Het zorgt voor een stabiliserende interactie met het magnetische veld van het anker, wat leidt tot een stabiele koppelopwekking.
Interactie van magnetische velden van rotor en stator
De basis voor het werkingsprincipe van PMSM is de interactie van het magnetische veld van de permanente magneet met het magnetische veld van de motor-anker stator. Wanneer een elektrische stroom door de wikkelingen van het anker gaat, ontstaat er een magnetisch veld, dat interageert met de permanente magneten die op de rotor zijn gemonteerd en een elektromagnetische kracht-EMF-creëert die als koppel fungeert om de motor aan te drijven.
De sterkte en juiste uitlijning van de magnetische velden zijn van cruciaal belang voor de optimalisatie van de prestaties; daarom zal de plaatsing en kwaliteit van de permanente magneten een punt van zorg zijn. Met andere woorden, diepgaande kennis van permanente magneettechnologie is een vereiste voor de ontwikkeling en optimalisatie van PMSM's. Zo kan de state-of-the-art technologie de creatie van dergelijke motoren stimuleren door ingenieurs die in staat zijn om te voldoen aan de veeleisende toepassingen van vandaag en wegen openen voor de innovatie van morgen in industriële automatisering, transport en energieomzetting. Dat is de toekomst voor PMSM's die worden aangestuurd door innovatieve permanente magneettechnologie: hogere prestaties, hogere efficiëntie en een breder toepassingspotentieel.
