Останніми роками двигуни з прямим приводом з постійними магнітами досягли значного прогресу та в основному використовуються в низькошвидкісних навантаженнях, таких як стрічкові конвеєри, змішувачі, машини для волочіння дроту, низькошвидкісні насоси, які замінюють електромеханічні системи, що складаються з високошвидкісних двигунів і механічних механізми скорочення. Діапазон обертів двигуна, як правило, нижче 500 об/хв. Двигуни з прямим приводом з постійним магнітом можна в основному розділити на дві структурні форми: зовнішній ротор і внутрішній ротор. Прямий привід зовнішнього ротора з постійним магнітом в основному використовується в стрічкових конвеєрах.
При розробці та застосуванні двигунів з прямим приводом на постійних магнітах слід зазначити, що прямий привід на постійних магнітах не підходить для особливо низьких обертів. Коли більшість навантажень в межах50 об/хв приводиться в дію двигуном з прямим приводом, якщо потужність залишається постійною, це призведе до великого крутного моменту, що призведе до високої вартості двигуна та зниження ефективності. При визначенні потужності та швидкості необхідно порівняти економічну ефективність комбінації двигунів з прямим приводом, високошвидкісних двигунів і передач (або інших механічних структур, що підвищують і зменшують швидкість). В даний час вітряні турбіни потужністю понад 15 МВт і менше 10 обертів на хвилину поступово застосовують схему напівпрямого приводу, використовуючи шестерні для належного збільшення швидкості двигуна, зниження вартості двигуна та, зрештою, зниження витрат на систему. Те ж саме стосується і електродвигунів. Тому, коли швидкість нижче 100 об/хв, економічні міркування слід ретельно враховувати, і можна вибрати схему напівпрямого приводу.
Двигуни з прямим приводом на постійних магнітах зазвичай використовують ротори з постійними магнітами, встановлені на поверхні, щоб збільшити щільність крутного моменту та зменшити використання матеріалу. Завдяки низькій швидкості обертання і малій відцентровій силі немає необхідності використовувати вбудовану конструкцію ротора з постійним магнітом. Як правило, для фіксації та захисту постійного магніту ротора використовуються притискні штанги, гільзи з нержавіючої сталі та захисні гільзи зі скловолокна. Однак деякі двигуни з високими вимогами до надійності, відносно малими числами полюсів або високою вібрацією також використовують вбудовані роторні структури з постійними магнітами.
Низькошвидкісний двигун прямого приводу приводиться в рух частотним перетворювачем. Коли число полюсів досягає верхньої межі, подальше зниження швидкості призведе до зниження частоти. Коли частота перетворювача частоти низька, робочий цикл ШІМ зменшується, а форма сигналу погана, що може призвести до коливань і нестабільної швидкості. Таким чином, керування особливо низькошвидкісними двигунами з прямим приводом також є досить складним. В даний час деякі наднизькошвидкісні двигуни використовують схему двигуна з модуляцією магнітного поля, щоб використовувати більш високу частоту приводу.
Низькошвидкісні двигуни з прямим приводом на постійних магнітах можуть в основному мати повітряне та рідинне охолодження. Повітряне охолодження в основному використовує метод охолодження IC416 незалежних вентиляторів, а рідинне охолодження може бути водяним (IC71 Вт), які можна визначити відповідно до умов на місці. У режимі рідинного охолодження теплове навантаження можна спроектувати вищим, а структуру більш компактною, але слід звернути увагу на збільшення товщини постійного магніту, щоб запобігти розмагнічуванню надструму.
Для низькошвидкісних систем двигуна з прямим приводом з вимогами до контролю швидкості та точності положення необхідно додати датчики положення та прийняти метод керування з датчиками положення; Крім того, коли під час запуску вимагається високий крутний момент, також потрібен метод керування за допомогою датчика положення.
Хоча використання двигунів з прямим приводом на постійних магнітах може усунути оригінальний механізм редуктора та зменшити витрати на обслуговування, необґрунтована конструкція може призвести до високих витрат на двигуни з прямим приводом на постійних магнітах і зниження ефективності системи. Взагалі кажучи, збільшення діаметра двигунів з прямим приводом з постійним магнітом може зменшити вартість одиниці крутного моменту, тому з двигунів з прямим приводом можна зробити великий диск із більшим діаметром і меншою довжиною пакета. Однак існують і межі збільшення діаметра. Надмірно великий діаметр може збільшити вартість корпусу і шахти, і навіть конструкційні матеріали поступово перевищать вартість ефективних матеріалів. Тому розробка двигуна з прямим приводом вимагає оптимізації співвідношення довжини та діаметра, щоб зменшити загальну вартість двигуна.
Нарешті, я хотів би підкреслити, що двигуни з прямим приводом на постійних магнітах все ще є двигунами з частотним перетворювачем. Коефіцієнт потужності двигуна впливає на струм на виході перетворювача частоти. Поки він знаходиться в межах діапазону потужності перетворювача частоти, коефіцієнт потужності мало впливає на продуктивність і не впливатиме на коефіцієнт потужності на стороні мережі. Таким чином, конструкція коефіцієнта потужності двигуна повинна прагнути забезпечити роботу двигуна прямого приводу в режимі MTPA, який генерує максимальний крутний момент з мінімальним струмом. Важливою причиною є те, що частота двигунів з прямим приводом зазвичай низька, а втрати заліза набагато нижчі, ніж втрати міді. Використання методу MTPA може мінімізувати втрати міді. Техніки не повинні піддаватися впливу традиційних асинхронних двигунів, підключених до мережі, і немає підстав для судження про ефективність двигуна на основі величини струму на стороні двигуна.
Anhui Mingteng Permanent-Magnetic Machinery & Electrical Equipment Co., Ltd – це сучасне високотехнологічне підприємство, яке об’єднує дослідження та розробки, виробництво, продаж і обслуговування двигунів з постійними магнітами. Різноманітність продукції та специфікації повні. Серед них низькошвидкісні двигуни з постійними магнітами з прямим приводом (7,5-500 об/хв) широко використовуються в промислових навантаженнях, таких як вентилятори, стрічкові конвеєри, плунжерні насоси та млини в цементі, виробництві будівельних матеріалів, вугільних шахтах, нафтовій, металургійній та інших галузях промисловості. , з хорошими умовами експлуатації.
Час публікації: 18 січня 2024 р