Dengan berkembangnya bahan magnet permanen tanah jarang pada tahun 1970-an, muncullah motor magnet permanen tanah jarang. Motor magnet permanen menggunakan magnet permanen tanah jarang untuk eksitasi, dan magnet permanen dapat menghasilkan medan magnet permanen setelah magnetisasi. Kinerja eksitasinya sangat baik, dan lebih unggul dari motor eksitasi listrik dalam hal stabilitas, kualitas, dan pengurangan kerugian, yang telah mengguncang pasar motor tradisional.

Dalam beberapa tahun terakhir, seiring pesatnya perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi modern, kinerja dan teknologi material elektromagnetik, khususnya material elektromagnetik tanah jarang, secara bertahap telah ditingkatkan. Ditambah dengan pesatnya perkembangan elektronika daya, teknologi transmisi daya, dan teknologi kendali otomatis, kinerja motor sinkron magnet permanen semakin baik.

Selain itu, motor sinkron magnet permanen memiliki keunggulan ringan, struktur sederhana, ukuran kecil, karakteristik baik, dan kepadatan daya tinggi. Banyak lembaga dan perusahaan penelitian ilmiah secara aktif melakukan penelitian dan pengembangan motor sinkron magnet permanen, dan area penerapannya akan semakin diperluas.

1. Dasar pengembangan motor sinkron magnet permanen

a.Penerapan bahan magnet permanen tanah jarang berkinerja tinggi

Bahan magnet permanen tanah jarang telah melalui tiga tahap: SmCo5, Sm2Co17, dan Nd2Fe14B. Saat ini, material magnet permanen yang diwakili oleh NdFeB telah menjadi jenis material magnet permanen tanah jarang yang paling banyak digunakan karena sifat magnetnya yang sangat baik. Perkembangan bahan magnet permanen telah mendorong perkembangan motor magnet permanen.

Dibandingkan dengan motor induksi tiga fase tradisional dengan eksitasi listrik, magnet permanen menggantikan tiang eksitasi listrik, menyederhanakan struktur, menghilangkan cincin selip dan sikat rotor, mewujudkan struktur tanpa sikat, dan mengurangi ukuran rotor. Hal ini meningkatkan kepadatan daya, kepadatan torsi, dan efisiensi kerja motor, serta menjadikan motor lebih kecil dan ringan, semakin memperluas bidang penerapannya dan mendorong pengembangan motor listrik menuju daya yang lebih tinggi.

b.Penerapan teori kendali baru

Dalam beberapa tahun terakhir, algoritma kontrol telah berkembang pesat. Diantaranya, algoritma pengendalian vektor telah memecahkan masalah strategi penggerak motor AC secara prinsip, sehingga motor AC memiliki performa pengendalian yang baik. Munculnya kontrol torsi langsung membuat struktur kontrol lebih sederhana, dan memiliki karakteristik kinerja sirkuit yang kuat untuk perubahan parameter dan kecepatan respons dinamis torsi yang cepat. Teknologi kontrol torsi tidak langsung memecahkan masalah denyut torsi besar torsi langsung pada kecepatan rendah, dan meningkatkan kecepatan dan akurasi kontrol motor.

c.Penerapan perangkat dan prosesor elektronik daya berkinerja tinggi

Teknologi elektronika daya modern merupakan penghubung penting antara industri informasi dan industri tradisional, serta jembatan antara arus lemah dan arus kuat terkendali. Perkembangan teknologi elektronika daya memungkinkan terwujudnya strategi pengendalian penggerak.

Pada tahun 1970-an, serangkaian inverter serba guna muncul, yang dapat mengubah daya frekuensi industri menjadi daya frekuensi variabel dengan frekuensi yang dapat disesuaikan secara terus menerus, sehingga menciptakan kondisi untuk pengaturan kecepatan frekuensi variabel daya AC. Inverter ini memiliki kemampuan soft start setelah frekuensi disetel, dan frekuensi dapat naik dari nol ke frekuensi yang disetel pada laju tertentu, dan laju kenaikan dapat terus disesuaikan dalam rentang yang luas, sehingga memecahkan masalah start motor sinkron.

2. Status pengembangan motor sinkron magnet permanen di dalam dan luar negeri

Motor pertama dalam sejarah adalah motor magnet permanen. Pada saat itu, kinerja bahan magnet permanen relatif buruk, dan gaya koersif serta remanensi magnet permanen terlalu rendah, sehingga segera digantikan oleh motor eksitasi listrik.

Pada tahun 1970-an, material magnet permanen tanah jarang yang diwakili oleh NdFeB memiliki gaya koersif, remanensi, kemampuan demagnetisasi yang kuat, dan produk energi magnet yang besar, yang membuat motor sinkron magnet permanen berdaya tinggi muncul di panggung sejarah. Saat ini, penelitian tentang motor sinkron magnet permanen semakin matang, dan berkembang menuju kecepatan tinggi, torsi tinggi, daya tinggi, dan efisiensi tinggi.

Dalam beberapa tahun terakhir, dengan investasi yang kuat dari para sarjana dalam negeri dan pemerintah, motor sinkron magnet permanen telah berkembang pesat. Dengan berkembangnya teknologi komputer mikro dan teknologi kendali otomatis, motor sinkron magnet permanen telah banyak digunakan di berbagai bidang. Karena kemajuan masyarakat, kebutuhan masyarakat akan motor sinkron magnet permanen menjadi lebih ketat, mendorong motor magnet permanen berkembang menuju rentang pengaturan kecepatan yang lebih besar dan kontrol presisi yang lebih tinggi. Karena peningkatan proses produksi saat ini, bahan magnet permanen berkinerja tinggi telah dikembangkan lebih lanjut. Hal ini sangat mengurangi biayanya dan secara bertahap menerapkannya ke berbagai bidang kehidupan.

3. Teknologi terkini

A. Teknologi desain motor sinkron magnet permanen

Dibandingkan dengan motor eksitasi listrik biasa, motor sinkron magnet permanen tidak memiliki belitan eksitasi listrik, cincin kolektor, dan lemari eksitasi, yang sangat meningkatkan tidak hanya stabilitas dan keandalan, tetapi juga efisiensi.

Diantaranya, motor magnet permanen internal memiliki keunggulan efisiensi tinggi, faktor daya tinggi, kepadatan daya unit tinggi, kemampuan ekspansi kecepatan magnet lemah yang kuat, dan kecepatan respons dinamis yang cepat, menjadikannya pilihan ideal untuk menggerakkan motor.

Magnet permanen menyediakan seluruh medan magnet eksitasi motor magnet permanen, dan torsi cogging akan meningkatkan getaran dan kebisingan motor selama pengoperasian. Torsi cogging yang berlebihan akan mempengaruhi kinerja sistem kontrol kecepatan motor pada kecepatan rendah dan penentuan posisi presisi tinggi dari sistem kontrol posisi. Oleh karena itu, saat mendesain motor, torsi cogging harus dikurangi semaksimal mungkin melalui optimalisasi motor.

Menurut penelitian, cara umum untuk mengurangi torsi cogging antara lain dengan mengubah koefisien busur kutub, mengurangi lebar slot stator, mencocokkan slot miring dan slot kutub, mengubah posisi, ukuran dan bentuk kutub magnet, dll. Namun , perlu dicatat bahwa ketika torsi cogging berkurang, hal ini dapat mempengaruhi kinerja motor lainnya, seperti torsi elektromagnetik dapat menurun. Oleh karena itu, dalam mendesain, berbagai faktor harus diseimbangkan semaksimal mungkin untuk mencapai performa motor terbaik.

b.Teknologi simulasi motor sinkron magnet permanen

Kehadiran magnet permanen pada motor magnet permanen menyulitkan perancang untuk menghitung parameter, seperti desain koefisien fluks kebocoran tanpa beban dan koefisien busur kutub. Umumnya perangkat lunak analisis elemen hingga digunakan untuk menghitung dan mengoptimalkan parameter motor magnet permanen. Perangkat lunak analisis elemen hingga dapat menghitung parameter motor dengan sangat akurat, dan sangat andal untuk menggunakannya untuk menganalisis dampak parameter motor terhadap kinerja.

Metode perhitungan elemen hingga memudahkan kita dalam menghitung dan menganalisis medan elektromagnetik motor. Ini adalah metode numerik yang dikembangkan berdasarkan metode perbedaan dan telah banyak digunakan dalam sains dan teknik. Gunakan metode matematika untuk mendiskritisasi beberapa domain solusi kontinu ke dalam kelompok unit, lalu interpolasi di setiap unit. Dengan cara ini, fungsi interpolasi linier terbentuk, yaitu fungsi perkiraan disimulasikan dan dianalisis menggunakan elemen hingga, yang memungkinkan kita mengamati secara intuitif arah garis medan magnet dan distribusi kerapatan fluks magnet di dalam motor.

c.Teknologi kontrol motor sinkron magnet permanen

Meningkatkan kinerja sistem penggerak motor juga sangat penting bagi pengembangan bidang kendali industri. Hal ini memungkinkan sistem untuk digerakkan pada kinerja terbaik. Karakteristik dasarnya tercermin dalam kecepatan rendah, terutama dalam kasus start-up yang cepat, akselerasi statis, dll., Dapat menghasilkan torsi yang besar; dan saat berkendara dengan kecepatan tinggi, dapat mencapai kontrol kecepatan daya konstan dalam jangkauan luas. Tabel 1 membandingkan kinerja beberapa motor utama.

Seperti dapat dilihat pada Tabel 1, motor magnet permanen memiliki keandalan yang baik, rentang kecepatan yang luas, dan efisiensi yang tinggi. Jika dikombinasikan dengan metode kontrol yang sesuai, seluruh sistem motor dapat mencapai performa terbaik. Oleh karena itu, perlu dilakukan pemilihan algoritma pengendalian yang sesuai untuk mencapai pengaturan kecepatan yang efisien, sehingga sistem penggerak motor dapat beroperasi pada area pengaturan kecepatan yang relatif luas dan rentang daya yang konstan.

Metode pengendalian vektor banyak digunakan dalam algoritma pengendalian kecepatan motor magnet permanen. Ini memiliki keunggulan rentang pengaturan kecepatan yang luas, efisiensi tinggi, keandalan tinggi, stabilitas yang baik, dan manfaat ekonomi yang baik. Ini banyak digunakan dalam penggerak motor, transportasi kereta api dan servo peralatan mesin. Karena kegunaannya yang berbeda, strategi pengendalian vektor yang diterapkan saat ini juga berbeda.

4.Karakteristik motor sinkron magnet permanen

Motor sinkron magnet permanen memiliki struktur sederhana, rugi-rugi rendah, dan faktor daya tinggi. Dibandingkan dengan motor eksitasi listrik, karena tidak terdapat sikat, komutator, dan perangkat lainnya, maka tidak diperlukan arus eksitasi reaktif, sehingga arus stator dan rugi resistansi lebih kecil, efisiensi lebih tinggi, torsi eksitasi lebih besar, dan kinerja kendali. lebih baik. Namun, terdapat kelemahan seperti biaya tinggi dan kesulitan dalam memulai. Karena penerapan teknologi kendali pada motor, khususnya penerapan sistem kendali vektor, motor sinkron magnet permanen dapat mencapai pengaturan kecepatan jangkauan luas, respons dinamis yang cepat, dan kendali posisi presisi tinggi, sehingga motor sinkron magnet permanen akan menarik lebih banyak orang untuk melakukan penelitian yang luas.

5. Karakteristik teknis motor sinkron magnet permanen Anhui Mingteng

A. Motor memiliki faktor daya yang tinggi dan faktor kualitas jaringan listrik yang tinggi. Tidak diperlukan kompensator faktor daya, dan kapasitas peralatan gardu induk dapat dimanfaatkan sepenuhnya;

B. Motor magnet permanen tereksitasi oleh magnet permanen dan beroperasi secara sinkron. Tidak ada denyut kecepatan, dan hambatan pipa tidak meningkat saat kipas dan pompa digerakkan;

C. Motor magnet permanen dapat dirancang dengan torsi awal yang tinggi (lebih dari 3 kali) dan kapasitas beban berlebih yang tinggi sesuai kebutuhan, sehingga memecahkan fenomena "kuda besar menarik kereta kecil";

D. Arus reaktif motor asinkron biasa umumnya sekitar 0,5-0,7 kali arus pengenal. Motor sinkron magnet permanen Mingteng tidak memerlukan arus eksitasi. Arus reaktif motor magnet permanen dan motor asinkron berbeda sekitar 50%, dan arus operasi aktual sekitar 15% lebih rendah dibandingkan motor asinkron;

e. Motor dapat dirancang untuk memulai secara langsung, dan dimensi pemasangan eksternal sama dengan motor asinkron yang banyak digunakan saat ini, yang dapat sepenuhnya menggantikan motor asinkron;

F. Menambahkan pengemudi dapat mencapai soft start, soft stop, dan pengaturan kecepatan stepless, dengan respons dinamis yang baik dan efek penghematan daya yang lebih ditingkatkan;

G. Motor memiliki banyak struktur topologi, yang secara langsung memenuhi persyaratan dasar peralatan mekanis dalam jangkauan luas dan dalam kondisi ekstrem;

H. Untuk meningkatkan efisiensi sistem, memperpendek rantai transmisi, dan mengurangi biaya perawatan, motor sinkron magnet permanen penggerak langsung berkecepatan tinggi dan rendah dapat dirancang dan diproduksi untuk memenuhi kebutuhan pengguna yang lebih tinggi.

Anhui Mingteng Mesin Magnetik Permanen & Peralatan Listrik Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/) didirikan pada tahun 2007. Ini adalah perusahaan teknologi tinggi yang mengkhususkan diri dalam penelitian dan pengembangan, produksi dan penjualan motor sinkron magnet permanen efisiensi sangat tinggi. Perusahaan menggunakan teori desain motor modern, perangkat lunak desain profesional, dan program desain motor magnet permanen yang dikembangkan sendiri untuk mensimulasikan medan elektromagnetik, medan fluida, medan suhu, medan tegangan, dll. dari motor magnet permanen, mengoptimalkan struktur sirkuit magnetik, meningkatkan tingkat efisiensi energi motor, dan pada dasarnya memastikan penggunaan motor magnet permanen yang andal.

Hak Cipta: Artikel ini adalah cetakan ulang dari nomor publik WeChat “Motor Alliance”, tautan aslinyahttps://mp.weixin.qq.com/s/tROOkT3pQwZtnHJT4Ji0Cg

Artikel ini tidak mewakili pandangan perusahaan kami. Jika Anda mempunyai pendapat atau pandangan yang berbeda, mohon koreksi kami!