Under senare år har permanentmagnetiska direktdrivna motorer gjort betydande framsteg och används huvudsakligen i låghastighetsbelastningar, såsom bandtransportörer, blandare, tråddragningsmaskiner och låghastighetspumpar, och ersätter elektromekaniska system som består av höghastighetsmotorer och mekaniska reduktionsmekanismer. Motorns hastighetsområde ligger generellt under 500 rpm. Permanentmagnetiska direktdrivna motorer kan huvudsakligen delas in i två strukturella former: ytterrotor och inre rotor. Permanentmagnetiska direktdrivna motorer med ytterrotor används huvudsakligen i bandtransportörer.
Vid konstruktion och tillämpning av permanentmagnetiska direktdrivna motorer bör det noteras att permanentmagnetisk direktdrivning inte är lämplig för särskilt låga utgående hastigheter. När de flesta belastningar inom5Om 0 r/min drivs av en direktdriven motor, kommer effekten att förbli konstant att resultera i ett stort vridmoment, vilket leder till höga motorkostnader och minskad verkningsgrad. När effekt och varvtal bestäms är det nödvändigt att jämföra den ekonomiska effektiviteten hos kombinationen av direktdrivna motorer, motorer med högre varvtal och kugghjul (eller andra hastighetsökande och -minskande mekaniska strukturer). För närvarande antar vindkraftverk över 15 MW och under 10 r/min gradvis ett semidirektdrivet system, där kugghjul används för att på lämpligt sätt öka motorhastigheten, minska motorkostnaderna och i slutändan sänka systemkostnaderna. Detsamma gäller elmotorer. Därför, när varvtalet är under 100 r/min, bör ekonomiska överväganden noggrant övervägas, och ett semidirektdrivet system kan väljas.
Permanentmagnetiska direktdrivna motorer använder vanligtvis ytmonterade permanentmagnetrotorer för att öka vridmomentdensiteten och minska materialförbrukningen. På grund av den låga rotationshastigheten och den lilla centrifugalkraften är det inte nödvändigt att använda en inbyggd permanentmagnetrotorstruktur. Generellt används tryckstänger, hylsor av rostfritt stål och skyddshylsor av glasfiber för att fixera och skydda rotorns permanentmagnet. Vissa motorer med höga tillförlitlighetskrav, relativt små poltal eller höga vibrationer använder dock också inbyggda permanentmagnetrotorstrukturer.
Direktdrivna motorer med låg hastighet drivs av en frekvensomvandlare. När poltalskonstruktionen når en övre gräns, kommer ytterligare minskning av hastigheten att resultera i en lägre frekvens. När frekvensomvandlarens frekvens är låg minskar PWM:ens arbetscykel och vågformen är dålig, vilket kan leda till fluktuationer och instabil hastighet. Därför är styrningen av särskilt lågvarviga direktdrivna motorer också ganska svår. För närvarande använder vissa ultralågvarviga motorer ett magnetfältsmoduleringsschema för att använda en högre drivfrekvens.
Lågvarviga permanentmagnetmotorer med direktdrift kan huvudsakligen vara luftkylda och vätskekylda. Luftkylning använder huvudsakligen IC416-kylningsmetoden för oberoende fläktar, och vätskekylning kan vara vattenkylning (IC71W), vilket kan bestämmas utifrån förhållandena på plats. I vätskekylningsläge kan värmebelastningen utformas högre och strukturen mer kompakt, men man bör vara uppmärksam på att öka permanentmagnetens tjocklek för att förhindra överströmsavmagnetisering.
För låghastighets direktdrivna motorsystem med krav på hastighets- och positionsnoggrannhetskontroll är det nödvändigt att lägga till positionssensorer och använda en styrmetod med positionssensorer. Dessutom, när det finns ett högt vridmomentkrav under uppstart, krävs även en styrmetod med en positionssensor.
Även om användningen av permanentmagnetiska direktdrivna motorer kan eliminera den ursprungliga reduktionsmekanismen och minska underhållskostnaderna, kan en orimlig design leda till höga kostnader för permanentmagnetiska direktdrivna motorer och en minskning av systemeffektiviteten. Generellt sett kan en ökning av diametern på permanentmagnetiska direktdrivna motorer minska kostnaden per vridmomentenhet, så direktdrivna motorer kan göras till en stor skiva med större diameter och kortare stapellängd. Det finns dock också begränsningar för diameterökningen. En alltför stor diameter kan öka kostnaden för hölje och axel, och även konstruktionsmaterialen kommer gradvis att överstiga kostnaden för effektiva material. Så designen av en direktdriven motor kräver att förhållandet mellan längd och diameter optimeras för att minska motorns totala kostnad.
Slutligen vill jag betona att permanentmagnetiska direktdrivna motorer fortfarande är frekvensomvandlardrivna motorer. Motorns effektfaktor påverkar strömmen på frekvensomvandlarens utgångssida. Så länge den ligger inom frekvensomvandlarens kapacitetsområde har effektfaktorn en liten inverkan på prestandan och kommer inte att påverka effektfaktorn på nätsidan. Därför bör motorns effektfaktordesign sträva efter att säkerställa att direktdrivmotorn arbetar i MTPA-läge, vilket genererar maximalt vridmoment med minimal ström. Den viktiga anledningen är att frekvensen hos direktdrivna motorer generellt är låg och järnförlusten är mycket lägre än kopparförlusten. Att använda MTPA-metoden kan minimera kopparförlusten. Tekniker bör inte påverkas av traditionella nätanslutna asynkronmotorer, och det finns ingen grund för att bedöma motorns verkningsgrad baserat på strömstyrkan på motorsidan.
Anhui Mingteng Permanent-Magnetic Machinery & Electrical Equipment Co., Ltd är ett modernt högteknologiskt företag som integrerar forskning och utveckling, tillverkning, försäljning och service av permanentmagnetmotorer. Produktutbudet och specifikationerna är kompletta. Bland dem används lågvarviga direktdrivna permanentmagnetmotorer (7,5-500 rpm) i stor utsträckning inom industriella belastningar såsom fläktar, bandtransportörer, kolvpumpar och kvarnar inom cement, byggmaterial, kolgruvor, petroleum, metallurgi och andra industrier, med goda driftsförhållanden.
Publiceringstid: 18 januari 2024