През последните години, двигателите с директно задвижване с постоянни магнити постигнаха значителен напредък и се използват главно при нискоскоростни товари, като лентови транспортьори, смесители, машини за изтегляне на тел, нискоскоростни помпи, замествайки електромеханичните системи, съставени от високоскоростни двигатели и механични редуктори. Диапазонът на скоростта на двигателя обикновено е под 500 об/мин. Двигателите с директно задвижване с постоянни магнити могат да бъдат разделени основно на две структурни форми: с външен ротор и с вътрешен ротор. Директното задвижване с постоянен магнит с външен ротор се използва главно в лентови транспортьори.
При проектирането и приложението на двигатели с директно задвижване с постоянни магнити, трябва да се отбележи, че директното задвижване с постоянни магнити не е подходящо за особено ниски изходни скорости. Когато повечето товари в рамките на50 об/мин се задвижват от двигател с директно задвижване, ако мощността остане постоянна, това ще доведе до голям въртящ момент, което ще доведе до високи разходи за двигателя и намалена ефективност. Когато се определят мощността и скоростта, е необходимо да се сравни икономическата ефективност на комбинацията от двигатели с директно задвижване, двигатели с по-висока скорост и зъбни колела (или други механични структури за увеличаване и намаляване на скоростта). Понастоящем вятърните турбини с мощност над 15 MW и под 10 об/мин постепенно приемат схема на полудиректно задвижване, използвайки зъбни колела за подходящо увеличаване на скоростта на двигателя, намаляване на разходите за двигателя и в крайна сметка по-ниски системни разходи. Същото важи и за електрическите двигатели. Следователно, когато скоростта е под 100 об/мин, трябва внимателно да се обмислят икономическите съображения и може да се избере схема на полудиректно задвижване.
Директно задвижващите двигатели с постоянни магнити обикновено използват повърхностно монтирани ротори с постоянни магнити, за да увеличат плътността на въртящия момент и да намалят разхода на материал. Поради ниската скорост на въртене и малката центробежна сила, не е необходимо да се използва вградена конструкция на ротора с постоянен магнит. Обикновено се използват притискащи пръти, втулки от неръждаема стомана и защитни втулки от фибростъкло за фиксиране и защита на постоянния магнит на ротора. Някои двигатели с високи изисквания за надеждност, относително малък брой полюси или високи вибрации обаче също използват вградени конструкции на ротора с постоянен магнит.
Нискоскоростният двигател с директно задвижване се задвижва от честотен преобразувател. Когато броят на полюсите достигне горна граница, по-нататъшното намаляване на скоростта ще доведе до по-ниска честота. Когато честотата на честотния преобразувател е ниска, работният цикъл на ШИМ намалява и формата на вълната е лоша, което може да доведе до колебания и нестабилна скорост. Така че управлението на особено нискоскоростни двигатели с директно задвижване също е доста трудно. В момента някои ултра нискоскоростни двигатели използват схема за модулация на магнитно поле, за да използват по-висока честота на задвижване.
Нискоскоростните двигатели с директно задвижване с постоянни магнити могат да бъдат предимно с въздушно и течно охлаждане. Въздушното охлаждане използва главно метода на охлаждане IC416 с независими вентилатори, а течното охлаждане може да бъде водно охлаждане (IC71W), което може да се определи според условията на място. В режим на течно охлаждане, топлинното натоварване може да бъде проектирано по-високо, а структурата по-компактна, но трябва да се обърне внимание на увеличаването на дебелината на постоянния магнит, за да се предотврати размагнитване от свръхток.
За нискоскоростни системи с директно задвижване на двигатели с изисквания за контрол на скоростта и точността на позицията е необходимо да се добавят сензори за позиция и да се използва метод за управление със сензори за позиция; Освен това, когато има изискване за висок въртящ момент по време на стартиране, е необходим и метод за управление със сензор за позиция.
Въпреки че използването на двигатели с директно задвижване с постоянни магнити може да елиминира оригиналния механизъм за намаляване и да намали разходите за поддръжка, неразумният дизайн може да доведе до високи разходи за двигатели с директно задвижване с постоянни магнити и намаляване на ефективността на системата. Най-общо казано, увеличаването на диаметъра на двигателите с директно задвижване с постоянни магнити може да намали разходите за единица въртящ момент, така че двигателите с директно задвижване могат да бъдат направени в голям диск с по-голям диаметър и по-къса дължина на стека. Съществуват обаче и ограничения за увеличаване на диаметъра. Прекалено големият диаметър може да увеличи цената на корпуса и вала, а дори и структурните материали постепенно ще надхвърлят цената на ефективните материали. Така че проектирането на двигател с директно задвижване изисква оптимизиране на съотношението дължина към диаметър, за да се намали общата цена на двигателя.
Накрая бих искал да подчертая, че двигателите с директно задвижване с постоянни магнити все още са двигатели, задвижвани от честотен преобразувател. Коефициентът на мощност на двигателя влияе на тока от изходната страна на честотния преобразувател. Докато е в рамките на диапазона на капацитета на честотния преобразувател, факторът на мощността има малко влияние върху производителността и няма да повлияе на фактора на мощност от страната на мрежата. Следователно, проектирането на фактора на мощност на двигателя трябва да се стреми да гарантира, че двигателят с директно задвижване работи в режим MTPA, който генерира максимален въртящ момент с минимален ток. Важната причина е, че честотата на двигателите с директно задвижване обикновено е ниска, а загубите в желязо са много по-ниски от загубите в мед. Използването на метода MTPA може да минимизира загубите в мед. Техниците не трябва да се влияят от традиционните асинхронни двигатели, свързани към мрежата, и няма основание да се преценява ефективността на двигателя въз основа на величината на тока от страната на двигателя.
„Anhui Mingteng Permanent-Magnetic Machinery & Electrical Equipment Co., Ltd“ е модерно високотехнологично предприятие, което интегрира научноизследователска и развойна дейност, производство, продажби и сервиз на двигатели с постоянни магнити. Разнообразието от продукти и спецификациите са пълни. Сред тях нискоскоростните двигатели с директно задвижване и постоянни магнити (7,5-500 об/мин) се използват широко в промишлени натоварвания като вентилатори, лентови транспортьори, бутални помпи и мелници в циментовата, строителната, въглищната, петролната, металургичната и други индустрии, с добри експлоатационни условия.
Време на публикуване: 18 януари 2024 г.