1970 жылдары сирек жер тұрақты магнитті материалдардың дамуымен сирек жер тұрақты магнитті қозғалтқыштар пайда болды. Тұрақты магнитті қозғалтқыштар қозу үшін сирек жер тұрақты магниттерін пайдаланады, ал тұрақты магниттер магниттелуден кейін тұрақты магнит өрістерін жасай алады. Оның қоздыру өнімділігі тамаша және ол тұрақтылық, сапа және жоғалтуды азайту тұрғысынан дәстүрлі қозғалтқыш нарығын шайқаған электр қоздыру қозғалтқыштарынан жоғары.

Соңғы жылдары заманауи ғылым мен техниканың қарқынды дамуымен электромагниттік материалдардың, әсіресе сирек кездесетін жер электромагниттік материалдарының өнімділігі мен технологиясы бірте-бірте жетілдірілді. Қуат электроникасының, қуат беру технологиясының және автоматты басқару технологиясының қарқынды дамуымен бірге тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыштардың өнімділігі жақсарып келеді.

Сонымен қатар, тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыштар жеңіл салмақ, қарапайым құрылым, шағын өлшем, жақсы сипаттамалар және жоғары қуат тығыздығы сияқты артықшылықтарға ие. Көптеген ғылыми-зерттеу мекемелері мен кәсіпорындары тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыштарды зерттеу мен әзірлеуді белсенді түрде жүргізуде, олардың қолдану аясы одан әрі кеңейеді.

1. Тұрақты магнитті синхронды қозғалтқышты дамыту негіздері

a. Жоғары өнімді сирек жер тұрақты магниттік материалдарды қолдану

Сирек жердегі тұрақты магниттік материалдар үш кезеңнен өтті: SmCo5, Sm2Co17 және Nd2Fe14B. Қазіргі уақытта NdFeB ұсынатын тұрақты магниттік материалдар тамаша магниттік қасиеттеріне байланысты сирек жердегі тұрақты магниттік материалдардың ең көп қолданылатын түріне айналды. Тұрақты магнитті материалдардың дамуы тұрақты магнитті қозғалтқыштардың дамуына түрткі болды.

Электр қоздырғышы бар дәстүрлі үш фазалы асинхронды қозғалтқышпен салыстырғанда, тұрақты магнит электр қозғау полюсін ауыстырады, құрылымды жеңілдетеді, ротордың сырғанау сақинасы мен щеткасын жояды, щеткасыз құрылымды жүзеге асырады және ротордың өлшемін азайтады. Бұл қозғалтқыштың қуат тығыздығын, моментінің тығыздығын және жұмыс тиімділігін жақсартады және қозғалтқышты кішірек және жеңіл етеді, оның қолдану аясын одан әрі кеңейтеді және электр қозғалтқыштарының жоғарырақ қуатқа қарай дамуына ықпал етеді.

b. Басқарудың жаңа теориясын қолдану

Соңғы жылдары басқару алгоритмдері қарқынды дамыды. Олардың ішінде векторлық басқару алгоритмдері айнымалы ток қозғалтқыштарын басқару стратегиясының мәселесін шешуге мүмкіндік берді, бұл айнымалы ток қозғалтқыштарын басқарудың жақсы көрсеткіштеріне ие етеді. Тікелей айналу моментін басқарудың пайда болуы басқару құрылымын қарапайым етеді және параметрді өзгерту үшін күшті тізбек өнімділігі мен жылдам моменттің динамикалық жауап жылдамдығының сипаттамаларына ие. Жанама айналу моментін басқару технологиясы төмен жылдамдықта тікелей моменттің үлкен момент пульсациясы мәселесін шешеді және қозғалтқыштың жылдамдығы мен басқару дәлдігін жақсартады.

c. Өнімділігі жоғары қуатты электронды құрылғылар мен процессорларды қолдану

Қазіргі заманғы энергетикалық электроника технологиясы ақпараттық индустрия мен дәстүрлі салалар арасындағы маңызды интерфейс және әлсіз ток пен басқарылатын күшті ток арасындағы көпір болып табылады. Күштік электроника технологиясының дамуы жетекті басқару стратегияларын жүзеге асыруға мүмкіндік береді.

1970 жылдары өнеркәсіптік жиілікті қуатты жиілікте үздіксіз реттелетін айнымалы жиілікті қуатқа түрлендіруге мүмкіндік беретін, осылайша айнымалы ток қуатының айнымалы жиілік жылдамдығын реттеуге жағдай жасайтын жалпы мақсаттағы инверторлар сериясы пайда болды. Бұл инверторлар жиілік орнатылғаннан кейін жұмсақ іске қосу мүмкіндігіне ие және жиілік нөлден белгіленген жиілікке белгілі бір жылдамдықпен көтерілуі мүмкін, ал көтерілу жылдамдығы синхронды қозғалтқыштардың іске қосу мәселесін шеше отырып, кең ауқымда үздіксіз реттелуі мүмкін.

2.Үйде және шетелде тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыштардың даму жағдайы

Тарихта бірінші қозғалтқыш тұрақты магнитті қозғалтқыш болды. Ол кезде тұрақты магнитті материалдардың өнімділігі салыстырмалы түрде нашар болды, ал тұрақты магниттердің мәжбүрлі күші мен реманенттігі тым төмен болды, сондықтан көп ұзамай олар электр қоздырғыштарымен ауыстырылды.

1970 жылдары NdFeB ұсынылған сирек жер тұрақты магниттік материалдар үлкен мәжбүрлеу күші, реманенттілігі, күшті магнитсіздену қабілеті және үлкен магниттік энергия өнімі болды, бұл жоғары қуатты тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыштарды тарих сахнасында пайда етті. Енді тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыштар бойынша зерттеулер барған сайын жетіліп, жоғары жылдамдыққа, жоғары моментке, жоғары қуат пен жоғары тиімділікке қарай дамып келеді.

Соңғы жылдары отандық ғалымдар мен үкіметтің күшті инвестициясымен тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыштар қарқынды дамыды. Микрокомпьютерлік технология мен автоматты басқару технологиясының дамуымен тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыштар әртүрлі салаларда кеңінен қолданыла бастады. Қоғамның алға жылжуына байланысты адамдардың тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыштарға қойылатын талаптары қатал болды, бұл тұрақты магнитті қозғалтқыштарды үлкен жылдамдықты реттеу диапазонына және жоғары дәлдікті басқаруға қарай дамытуға итермеледі. Ағымдағы өндірістік процестерді жетілдіруге байланысты жоғары өнімді тұрақты магнитті материалдар одан әрі дамыды. Бұл оның құнын айтарлықтай төмендетеді және оны өмірдің әртүрлі салаларына біртіндеп қолданады.

3. Қазіргі технология

а. Тұрақты магнитті синхронды қозғалтқышты жобалау технологиясы

Кәдімгі электр қоздырғыштарымен салыстырғанда тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыштарда электр қоздыру орамдары, коллекторлық сақиналар және қоздыру шкафтары жоқ, бұл тұрақтылық пен сенімділікті ғана емес, сонымен қатар тиімділікті де айтарлықтай жақсартады.

Олардың ішінде кірістірілген тұрақты магнитті қозғалтқыштар жоғары тиімділік, жоғары қуат коэффициенті, жоғары бірлік қуат тығыздығы, күшті әлсіз магниттік жылдамдықты кеңейту мүмкіндігі және жылдам динамикалық жауап беру жылдамдығы сияқты артықшылықтарға ие, бұл оларды қозғалтқыштарды жүргізу үшін тамаша таңдау жасайды.

Тұрақты магниттер тұрақты магнитті қозғалтқыштардың барлық қоздырғыш магнит өрісін қамтамасыз етеді, ал тісті момент жұмыс кезінде қозғалтқыштың дірілі мен шуын арттырады. Артық айналу моменті қозғалтқыш жылдамдығын басқару жүйесінің төмен жылдамдықтағы өнімділігіне және позицияны басқару жүйесінің жоғары дәлдіктегі орналасуына әсер етеді. Сондықтан қозғалтқышты жобалау кезінде қозғалтқышты оңтайландыру арқылы тісті моментті мүмкіндігінше азайту керек.

Зерттеулерге сәйкес, ілінісу моментін азайтудың жалпы әдістеріне полюс доғасының коэффициентін өзгерту, статордың саңылау енін азайту, қиғаш ойық пен полюс ұясын сәйкестендіру, магниттік полюстің орнын, өлшемін және пішінін өзгерту және т.б. жатады. , тісті айналу моментін азайту кезінде ол қозғалтқыштың басқа өнімділігіне әсер етуі мүмкін екенін ескеру қажет, мысалы, электромагниттік момент сәйкесінше төмендеуі мүмкін. Сондықтан, жобалау кезінде қозғалтқыштың ең жақсы өнімділігіне қол жеткізу үшін әртүрлі факторларды мүмкіндігінше теңестіру керек.

b. Тұрақты магнитті синхронды қозғалтқышты модельдеу технологиясы

Тұрақты магнитті қозғалтқыштарда тұрақты магниттердің болуы конструкторларға жүктемесіз ағып кету ағынының коэффициентін және полюс доғасының коэффициентін жобалау сияқты параметрлерді есептеуді қиындатады. Әдетте, соңғы элементтерді талдау бағдарламалық құралы тұрақты магнитті қозғалтқыштардың параметрлерін есептеу және оңтайландыру үшін қолданылады. Соңғы элементтерді талдау бағдарламалық құралы қозғалтқыш параметрлерін өте дәл есептей алады және оны қозғалтқыш параметрлерінің өнімділікке әсерін талдау үшін пайдалану өте сенімді.

Ақырлы элементтерді есептеу әдісі бізге қозғалтқыштардың электромагниттік өрісін есептеуді және талдауды жеңілдетеді, жылдамырақ және дәлірек етеді. Бұл айырмашылық әдісі негізінде жасалған сандық әдіс және ғылым мен техникада кеңінен қолданылады. Кейбір үздіксіз шешім облыстарын бірлік топтарына дискреттеу үшін математикалық әдістерді пайдаланыңыз, содан кейін әрбір бірлікте интерполяция жасаңыз. Осылайша, сызықтық интерполяция функциясы қалыптасады, яғни, магнит өрісінің сызықтарының бағытын және қозғалтқыш ішіндегі магнит ағынының тығыздығының таралуын интуитивті түрде байқауға мүмкіндік беретін ақырғы элементтердің көмегімен шамамен функция имитацияланады және талданады.

c. Тұрақты магнитті синхронды қозғалтқышты басқару технологиясы

Өнеркәсіптік басқару саласын дамыту үшін мотор жетек жүйелерінің өнімділігін арттырудың да маңызы зор. Бұл жүйені ең жақсы өнімділікпен басқаруға мүмкіндік береді. Оның негізгі сипаттамалары төмен жылдамдықта көрінеді, әсіресе жылдам іске қосу, статикалық үдеу және т.б., ол үлкен айналу моментін шығара алады; және жоғары жылдамдықпен жүру кезінде ол кең ауқымда тұрақты қуат жылдамдығын басқаруға қол жеткізе алады. 1-кестеде бірнеше негізгі қозғалтқыштардың өнімділігі салыстырылады.

1-кестеден көріп отырғанымыздай, тұрақты магнитті қозғалтқыштар жақсы сенімділікке, кең жылдамдық диапазонына және жоғары тиімділікке ие. Сәйкес басқару әдісімен біріктірілсе, бүкіл қозғалтқыш жүйесі ең жақсы өнімділікке қол жеткізе алады. Сондықтан қозғалтқыштың жетек жүйесі салыстырмалы түрде кең жылдамдықты реттеу аймағында және тұрақты қуат диапазонында жұмыс істей алатындай жылдамдықты тиімді реттеуге қол жеткізу үшін қолайлы басқару алгоритмін таңдау қажет.

Векторлық басқару әдісі тұрақты магнитті қозғалтқыш жылдамдығын басқару алгоритмінде кеңінен қолданылады. Ол жылдамдықты реттеудің кең диапазонының, жоғары тиімділіктің, жоғары сенімділіктің, жақсы тұрақтылықтың және жақсы экономикалық пайданың артықшылықтарына ие. Ол моторлы жетекте, теміржол көлігінде және станок сервосында кеңінен қолданылады. Қолданулардың әртүрлілігіне байланысты қабылданған ағымдағы векторлық басқару стратегиясы да әртүрлі.

4. Тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыштың сипаттамалары

Тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыш қарапайым құрылымға, аз шығынға және жоғары қуат коэффициентіне ие. Электр қоздыру қозғалтқышымен салыстырғанда, щеткалар, коммутаторлар және басқа құрылғылар жоқ болғандықтан, реактивті қоздыру тогы қажет емес, сондықтан статор тогы мен кедергінің жоғалуы аз, тиімділік жоғары, қоздыру моменті үлкен және басқару өнімділігі жақсырақ. Дегенмен, жоғары баға және бастаудың қиындығы сияқты кемшіліктер бар. Қозғалтқыштарда басқару технологиясын қолдану, әсіресе векторлық басқару жүйелерін қолдану арқасында тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыштар кең ауқымды жылдамдықты реттеуге, жылдам динамикалық жауапқа және жоғары дәлдіктегі орналасуды басқаруға қол жеткізе алады, сондықтан тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыштар жүргізуге көбірек адамдарды тартады. ауқымды зерттеулер.

5. Anhui Mingteng тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыштың техникалық сипаттамалары

а. Қозғалтқыш жоғары қуат коэффициентіне және электр желісінің жоғары сапалы факторына ие. Қуат факторының компенсаторы қажет емес, қосалқы станция жабдығының қуаттылығын толық пайдалануға болады;

б. Тұрақты магнит қозғалтқышы тұрақты магниттер арқылы қозғалады және синхронды түрде жұмыс істейді. Жылдамдық пульсациясы жоқ, желдеткіштер мен сорғыларды жүргізген кезде құбырдың кедергісі жоғарыламайды;

в. Тұрақты магнитті қозғалтқышты жоғары іске қосу моменті (3 еседен астам) және қажет болған жағдайда жоғары жүктеме сыйымдылығымен жобалауға болады, осылайша «үлкен аттың шағын арбаны тарту» құбылысын шешеді;

г. Кәдімгі асинхронды қозғалтқыштың реактивті тогы әдетте номиналды токтың шамамен 0,5-0,7 есесін құрайды. Mingteng тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыш қоздыру тогын қажет етпейді. Тұрақты магнитті қозғалтқыш пен асинхронды қозғалтқыштың реактивті тогы шамамен 50% ерекшеленеді, ал нақты жұмыс тогы асинхронды қозғалтқыштан шамамен 15% төмен;

e. Қозғалтқышты тікелей іске қосу үшін жобалауға болады, ал сыртқы орнату өлшемдері қазіргі уақытта кеңінен қолданылатын асинхронды қозғалтқыштардың өлшемдерімен бірдей, олар асинхронды қозғалтқыштарды толығымен алмастыра алады;

f. Драйверді қосу жақсы динамикалық жауаппен және одан әрі жақсартылған қуатты үнемдеу әсерімен жұмсақ іске қосуға, жұмсақ тоқтатуға және жылдамдықты қадамсыз реттеуге қол жеткізе алады;

g. Қозғалтқышта кең ауқымда және экстремалды жағдайларда механикалық жабдықтың іргелі талаптарына тікелей жауап беретін көптеген топологиялық құрылымдар бар;

h. Жүйе тиімділігін арттыру, беріліс тізбегін қысқарту және техникалық қызмет көрсету шығындарын азайту үшін жоғары және төмен жылдамдықты тұрақты магниттік синхронды қозғалтқыштарды пайдаланушылардың жоғары талаптарын қанағаттандыру үшін жасауға және жасауға болады.

Anhui Mingteng Permanent-Magnetic Machinery & Electric Equipment Co., Ltd.https://www.mingtengmotor.com/) 2007 жылы құрылды. Бұл өте жоғары тиімді тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыштарды зерттеу мен әзірлеуге, өндіруге және сатуға маманданған жоғары технологиялық кәсіпорын. Компания тұрақты магнитті қозғалтқыштың электромагниттік өрісін, сұйықтық өрісін, температура өрісін, кернеу өрісін және т.б. модельдеу, магниттік тізбек құрылымын оңтайландыру, жақсарту үшін заманауи қозғалтқышты жобалау теориясын, кәсіби дизайн бағдарламалық жасақтамасын және өздігінен әзірленген тұрақты магнитті қозғалтқышты жобалау бағдарламасын пайдаланады. қозғалтқыштың энергия тиімділігі деңгейін және тұрақты магнитті қозғалтқышты сенімді пайдалануды түбегейлі қамтамасыз етеді.

Авторлық құқық: Бұл мақала WeChat қоғамдық нөмірі «Мотор альянсы» түпнұсқа сілтемесі болып табыладыhttps://mp.weixin.qq.com/s/tROOkT3pQwZtnHJT4Ji0Cg

Бұл мақала біздің компанияның көзқарасын білдірмейді. Егер сізде әртүрлі пікірлер немесе көзқарастар болса, бізді түзетіңіз!