Vergeleken met traditionele elektrische excitatiemotoren hebben permanente magneetmotoren, vooral zeldzame-aarde permanente magneetmotoren, een eenvoudige structuur en een betrouwbare werking.Klein volume en lichtgewicht;Laag verlies en hoog rendement;De vorm en grootte van de motor kunnen flexibel en divers zijn.Daarom is het toepassingsbereik extreem breed, bijna overal op het gebied van lucht- en ruimtevaart, nationale defensie, industriële en agrarische productie en het dagelijks leven.De belangrijkste kenmerken en toepassingen van verschillende typische permanentmagneetmotoren worden hieronder geïntroduceerd.
1. Vergeleken met traditionele generatoren hebben synchrone generatoren met zeldzame aardmetalen met permanente magneet geen sleepringen en borstelapparaten nodig, met een eenvoudige structuur en een lager uitvalpercentage.De permanente magneet van zeldzame aarde kan ook de magnetische dichtheid van de luchtspleet vergroten, het motortoerental tot de optimale waarde verhogen en de verhouding tussen vermogen en massa verbeteren.Zeldzame aarde permanente magneetgeneratoren worden bijna allemaal gebruikt in hedendaagse generatoren voor de luchtvaart en ruimtevaart.De typische producten zijn 150 kVA 14-polige 12.000 tpm ~ 21.000 tpm en 100 kVA 60.000 tpm en 100 kVA 60.000 tpm synchrone generatoren met zeldzame aardkobalt met permanente magneet, vervaardigd door General Electric Company of America.De eerste zeldzame-aardemotor met permanente magneet die in China is ontwikkeld, is een permanente magneetgenerator van 3 kW en 20.000 tpm.
Permanente magneetgeneratoren worden ook gebruikt als hulpopwekkers voor grote turbogeneratoren.In de jaren tachtig ontwikkelde China met succes 's werelds grootste hulpopwekker met zeldzame aardmetalen met een capaciteit van 40 kVA ~ 160 kVA, en uitgerust met turbogeneratoren van 200 MW ~ 600 MW, waardoor de betrouwbaarheid van de werking van de krachtcentrale aanzienlijk werd verbeterd.
Momenteel worden kleine generatoren aangedreven door verbrandingsmotoren, permanente magneetgeneratoren voor voertuigen en kleine permanente magneetwindgeneratoren die rechtstreeks worden aangedreven door windwielen geleidelijk populairder.
2. Synchrone motor met permanente magneet met hoog rendement Vergeleken met inductiemotor heeft de synchrone motor met permanente magneet geen reactieve excitatiestroom nodig, wat de arbeidsfactor (tot 1 of zelfs capacitief) aanzienlijk kan verbeteren, de statorstroom en het verlies van de statorweerstand kan verminderen, en er is geen rotorkoperverlies tijdens stabiele werking, waardoor de ventilator (motor met kleine capaciteit kan de ventilator zelfs verwijderen) en het bijbehorende windwrijvingsverlies worden verminderd.Vergeleken met een inductiemotor met dezelfde specificatie kan het rendement met 2 tot 8 procentpunten worden verhoogd.Bovendien kan de synchrone motor met permanente magneet een hoge efficiëntie en arbeidsfactor behouden in het nominale belastingsbereik van 25% ~ 120%, wat het energiebesparende effect opmerkelijker maakt bij gebruik onder lichte belasting.Over het algemeen is dit type motor uitgerust met een startwikkeling op de rotor, die de mogelijkheid heeft om direct te starten op een bepaalde frequentie en spanning.Momenteel wordt het voornamelijk gebruikt in olievelden, textiel- en chemische vezelindustrieën, keramische en glasindustrieën, ventilatoren en pompen met een lange jaarlijkse bedrijfstijd, enz.
De NdFeB synchrone motor met permanente magneet met hoog rendement en hoog startkoppel, onafhankelijk ontwikkeld door ons land, kan het probleem van "grote door paarden getrokken karren" in olieveldtoepassingen oplossen.Het startkoppel is 50% ~ 100% groter dan dat van de inductiemotor, die de inductiemotor kan vervangen door een groter basisgetal, en het energiebesparingspercentage is ongeveer 20%.
In de textielindustrie is het traagheidsmoment van de belasting groot, wat een hoog trekkoppel vereist.Een redelijk ontwerp van de nullastlekcoëfficiënt, de opvallende poolverhouding, de rotorweerstand, de permanente magneetgrootte en de statorwikkelingen van de synchrone motor met permanente magneet kunnen de tractieprestaties van de permanente magneetmotor verbeteren en de toepassing ervan in nieuwe textiel- en chemische vezelindustrieën bevorderen.
De ventilatoren en pompen die worden gebruikt in grootschalige elektriciteitscentrales, mijnen, aardolie-, chemische en andere industrieën zijn grote energieverbruikers, maar de efficiëntie en de arbeidsfactor van de motoren die momenteel worden gebruikt, zijn laag.Het gebruik van permanente NdFeB-magneten verbetert niet alleen de efficiëntie en arbeidsfactor, bespaart energie, maar heeft ook een borstelloze structuur, wat de bedrijfszekerheid verbetert.Momenteel is 1 synchrone motor met permanente magneet van 120 kW 's werelds krachtigste asynchrone startende, uiterst efficiënte zeldzame-aarde permanente magneetmotor.Het rendement is hoger dan 96,5% (het motorrendement van dezelfde specificatie is 95%) en de arbeidsfactor is 0,94, wat de gewone motor kan vervangen met 1 ~ 2 vermogensklassen groter dan deze.
3. AC-servo-permanente magneetmotor en borstelloze DC-permanente magneetmotor gebruiken nu steeds meer voeding met variabele frequentie en AC-motor om een ​​AC-snelheidsregelsysteem te vormen in plaats van een DC-motorsnelheidsregelsysteem.Bij AC-motoren houdt de snelheid van de synchrone motor met permanente magneet een constante relatie met de frequentie van de voeding tijdens stabiele werking, zodat deze direct kan worden gebruikt in een open-lus snelheidsregelsysteem met variabele frequentie.Dit type motor wordt meestal gestart door de geleidelijke verhoging van de frequentie van de frequentieomvormer.Het is niet nodig om de startwikkeling op de rotor in te stellen en de borstel en commutator zijn weggelaten, dus het onderhoud is gemakkelijk.
Zelfsynchrone permanente magneetmotor bestaat uit een synchrone motor met permanente magneet, aangedreven door een frequentieomvormer en een gesloten regelsysteem voor de rotorpositie, dat niet alleen uitstekende snelheidsregelprestaties heeft van een elektrisch aangeslagen gelijkstroommotor, maar ook borstelloos realiseert.Het wordt voornamelijk gebruikt bij gelegenheden met een hoge regelnauwkeurigheid en betrouwbaarheid, zoals de luchtvaart, ruimtevaart, CNC-bewerkingsmachines, bewerkingscentra, robots, elektrische voertuigen, computerrandapparatuur, enz.
Momenteel zijn de NdFeB-synchrone motor met permanente magneet en het aandrijfsysteem met een breed snelheidsbereik en de Gao Heng-vermogenssnelheidsverhouding ontwikkeld, met een snelheidsverhouding van 1: 22.500 en de limietsnelheid van 9.000 tpm.De kenmerken van hoge efficiëntie, kleine trillingen, laag geluidsniveau en hoge koppeldichtheid van een permanente magneetmotor zijn de meest ideale motoren in elektrische voertuigen, werktuigmachines en andere aandrijfapparaten.
Met de voortdurende verbetering van de levensstandaard van mensen worden de eisen aan huishoudelijke apparaten steeds hoger.De huishoudelijke airconditioner is bijvoorbeeld niet alleen een grote stroomverbruiker, maar ook de belangrijkste geluidsbron.De ontwikkelingstrend is het gebruik van een borstelloze gelijkstroommotor met permanente magneet en traploze snelheidsregeling.Het kan zich automatisch aanpassen aan een geschikte snelheid op basis van de verandering van de kamertemperatuur en lange tijd werken, waardoor geluid en trillingen worden verminderd, waardoor mensen zich comfortabeler voelen en 1/3 van de elektriciteit wordt bespaard in vergelijking met de airconditioner zonder snelheidsregeling.Andere koelkasten, wasmachines, stofafscheiders, ventilatoren, enz. veranderen geleidelijk naar borstelloze gelijkstroommotoren.
4. DC-motor met permanente magneet DC-motor maakt gebruik van permanente magneetexcitatie, die niet alleen de goede snelheidsregeleigenschappen en mechanische kenmerken van een elektrisch opgewonden DC-motor behoudt, maar ook de kenmerken heeft van een eenvoudige structuur en technologie, klein volume, laag koperverbruik, hoog efficiëntie, etc. omdat bekrachtigingswikkeling en bekrachtigingsverlies achterwege blijven.Daarom worden DC-motoren met permanente magneet op grote schaal gebruikt, van huishoudelijke apparaten, draagbare elektronische apparaten, elektrisch gereedschap tot transmissiesystemen met nauwkeurige snelheid en positie die goede dynamische prestaties vereisen.Van de micro-DC-motoren onder de 50 W zijn permanentmagneetmotoren verantwoordelijk voor 92%, terwijl die onder de 10 W ruim 99% voor hun rekening nemen.
Momenteel ontwikkelt de Chinese auto-industrie zich snel, en de auto-industrie is de grootste gebruiker van motoren met permanente magneet, de belangrijkste componenten van auto's.In een ultraluxe auto zitten meer dan zeventig motoren met verschillende doeleinden, waarvan de meeste laagspannings-DC-micromotoren met permanente magneet zijn.Wanneer NdFeB permanente magneten en planetaire tandwielen worden gebruikt in startmotoren voor auto's en motorfietsen, kan de kwaliteit van startmotoren met de helft worden verminderd.
Classificatie van permanente magneetmotoren
Er zijn veel soorten permanente magneten.Afhankelijk van de functie van de motor kan deze grofweg in twee categorieën worden verdeeld: permanente magneetgenerator en permanente magneetmotor.
Permanente magneetmotoren kunnen worden onderverdeeld in permanente magneet-DC-motoren en permanente-magneet-AC-motoren.De AC-motor met permanente magneet verwijst naar de meerfasige synchrone motor met permanente magneetrotor, daarom wordt deze vaak synchrone permanente magneetmotor (PMSM) genoemd.
Gelijkstroommotoren met permanente magneet kunnen worden onderverdeeld in borstelloze gelijkstroommotoren met permanente magneet en borstelloze gelijkstroommotoren met permanente magneet (BLDCM), als ze worden geclassificeerd op basis van het feit of er elektrische schakelaars of commutatoren zijn.
Tegenwoordig ontwikkelen de theorie en technologie van moderne vermogenselektronica zich enorm in de wereld.Met de komst van vermogenselektronica, zoals MOSFET, IGBT en MCT, hebben de besturingsapparaten fundamentele veranderingen ondergaan.Sinds F. Blaceke in 1971 het principe van vectorbesturing van AC-motoren naar voren bracht, heeft de ontwikkeling van vectorbesturingstechnologie een nieuw tijdperk van AC-servoaandrijving ingeluid, en zijn er voortdurend verschillende krachtige microprocessors naar buiten geduwd, waardoor de ontwikkeling verder is versneld. van AC-servosysteem in plaats van DC-servosysteem.Het is een onvermijdelijke trend dat het AC-I-servosysteem het DC-servosysteem vervangt.De synchrone motor met permanente magneet (PMSM) met sinusoïdale tegen-emf en borstelloze gelijkstroommotor (BLIX~) met trapeziumvormige tegen-emf zullen echter zeker de mainstream worden van de ontwikkeling van krachtige AC-servosystemen vanwege hun uitstekende prestaties.