Комплексний аналіз переваг заміни асинхронних двигунів синхронними двигунами з постійними магнітами.
Ми почнемо з характеристик синхронного двигуна з постійними магнітами, поєднавши їх з практичним застосуванням, щоб пояснити комплексні переваги просування синхронного двигуна з постійними магнітами.
Синхронний двигун порівняно з асинхронним двигуном має такі переваги, як високий коефіцієнт потужності, високий ККД, можливість вимірювання параметрів ротора, великий повітряний зазор між статором і ротором, хороші характеристики керування, малий розмір, легка вага, проста конструкція, високе співвідношення крутного моменту до інерції тощо. Він все частіше використовується в нафтовій, хімічній промисловості, легкій текстильній промисловості, гірничодобувній промисловості, верстатах з ЧПК, роботах та інших галузях, а також для високої потужності (висока швидкість, високий крутний момент), високої функціональності та мініатюризації.
Синхронний двигун з постійними магнітами складається зі статора та ротора. Статор такий самий, як і асинхронний двигун, і складається з трифазних обмоток та осердя статора. Статор такий самий, як і асинхронний двигун, складається з трьох обмоток та осердя статора. Ротор оснащений попередньо намагніченими (намагніченими) постійними магнітами, які можуть створювати магнітне поле в навколишньому просторі без зовнішньої енергії, спрощуючи структуру двигуна та економлячи енергію.
Видатні переваги синхронного двигуна з постійними магнітами
(1) Оскільки ротор виготовлений з постійних магнітів, щільність магнітного потоку висока, і струм збудження не потрібен, що усуває втрати на збудження. Порівняно з асинхронним двигуном, це зменшує струм збудження обмотки статора та втрати в міді та залізі ротора, а також значно зменшує реактивний струм. Завдяки синхронізації потенціалів статора та ротора, в осерді ротора немає фундаментальних втрат у залізі, тому коефіцієнт корисної дії (щодо активної потужності) та коефіцієнт потужності (щодо реактивної потужності) вищі, ніж у асинхронного двигуна. Синхронні двигуни з постійними магнітами, як правило, проектуються з вищим коефіцієнтом потужності та коефіцієнтом корисної дії навіть при невеликому навантаженні.
(2) Синхронні двигуни з постійними магнітами мають жорсткі механічні характеристики та високу стійкість до збоїв крутного моменту двигуна, спричинених змінами навантаження. Серцевина ротора синхронного двигуна з постійними магнітами може бути виконана у вигляді порожнистої структури для зменшення інерції ротора, а час запуску та зупинки набагато швидший, ніж у асинхронних двигунів. Високе співвідношення крутного моменту до інерції робить синхронні двигуни з постійними магнітами більш придатними для роботи в умовах швидкої реакції, ніж асинхронні двигуни.
(3) Розмір синхронних двигунів з постійними магнітами значно зменшений порівняно з асинхронними двигунами, а їхня вага також відносно зменшена. Питома потужність синхронних двигунів з постійними магнітами за тих самих умов тепловіддачі та ізоляційних матеріалів більш ніж удвічі перевищує показники трифазних асинхронних двигунів.
(4) Конструкція ротора значно спрощена, її легко обслуговувати та покращує стабільність роботи.
(5) Через високий коефіцієнт потужності, необхідний для проектування трифазних асинхронних двигунів, необхідно підтримувати повітряний зазор між статором і ротором дуже малим. Водночас, рівномірність повітряного зазору також має вирішальне значення для безпечної роботи та зменшення вібраційного шуму двигуна. Тому асинхронні двигуни мають відносно суворі вимоги до форми та допуску положення компонентів та концентричності складання, а також існує відносно мало ступенів свободи для вибору зазору підшипника. У великих асинхронних двигунах зазвичай використовуються підшипники, змащені масляними ваннами. Необхідно додавати мастило протягом заданих робочих годин. Витік масла або несвоєчасне заповнення масляної камери може прискорити вихід підшипника з ладу. Під час обслуговування трифазних асинхронних двигунів обслуговування підшипників займає значну частку. Крім того, через наявність індукованого струму в роторі трифазних асинхронних двигунів, питання електричної корозії підшипників також хвилювало багатьох дослідників в останні роки.
(6) Синхронні двигуни з постійними магнітами не мають таких проблем. Пов'язані проблеми, спричинені великим повітряним зазором синхронних двигунів з постійними магнітами та малим повітряним зазором вищезгаданих асинхронних двигунів, не є очевидними на синхронних двигунах. Водночас, підшипники синхронних двигунів з постійними магнітами використовують змащені консистентним мастилом підшипники з пилозахисними кришками. Підшипники герметизовані відповідною кількістю високоякісного мастила на заводі, що дозволяє їм не потребувати обслуговування протягом усього терміну служби.
Епілог
З точки зору економічних вигод, синхронні двигуни з постійними магнітами особливо підходять для сценаріїв важкого запуску та легкої експлуатації. Сприяння використанню синхронних двигунів з постійними магнітами має позитивні економічні та соціальні переваги, а також має велике значення для енергозбереження та зменшення викидів. З точки зору надійності та стабільності, синхронні двигуни з постійними магнітами також мають цінні переваги. Вибір високоефективних синхронних двигунів з постійними магнітами – це одноразова інвестиція та довгостроковий процес отримання вигоди.
Після 16 років технологічного накопичення, компанія Anhui Mingteng Permanent-Magnetic Machinery&Electrical Equipment Co., Ltd має можливості досліджень та розробок для повного спектру двигунів з постійними магнітами, що охоплюють різні галузі промисловості, такі як сталеливарна, цементна та вугільна промисловість, і може задовольнити потреби різних умов праці та обладнання. Порівняно з асинхронними двигунами аналогічної специфікації, продукція компанії має вищу ефективність, ширший економічний діапазон роботи та значний енергозберігаючий ефект. Ми з нетерпінням чекаємо, що все більше підприємств якомога швидше використовуватимуть двигуни з постійними магнітами, щоб зменшити споживання та збільшити виробництво!
Час публікації: 08 листопада 2023 р.