Me zhvillimin e materialeve të magneteve të përhershme prej metalesh të rralla në vitet 1970, dolën në dritë motorët me magnete të përhershme prej metalesh të rralla. Motorët me magnete të përhershme përdorin magnete të përhershme prej metalesh të rralla për ngacmim, dhe magnetet e përhershme mund të gjenerojnë fusha magnetike të përhershme pas magnetizimit. Performanca e tyre e ngacmimit është e shkëlqyer dhe është superiore ndaj motorëve elektrikë të ngacmimit për sa i përket stabilitetit, cilësisë dhe reduktimit të humbjeve, gjë që ka tronditur tregun tradicional të motorëve.

Në vitet e fundit, me zhvillimin e shpejtë të shkencës dhe teknologjisë moderne, performanca dhe teknologjia e materialeve elektromagnetike, veçanërisht materialeve elektromagnetike të tokës së rrallë, janë përmirësuar gradualisht. Së bashku me zhvillimin e shpejtë të elektronikës së fuqisë, teknologjisë së transmetimit të fuqisë dhe teknologjisë së kontrollit automatik, performanca e motorëve sinkronë me magnet të përhershëm po bëhet gjithnjë e më e mirë.

Për më tepër, motorët sinkronë me magnet të përhershëm kanë avantazhet e peshës së lehtë, strukturës së thjeshtë, madhësisë së vogël, karakteristikave të mira dhe dendësisë së lartë të fuqisë. Shumë institucione dhe ndërmarrje kërkimore shkencore po kryejnë në mënyrë aktive kërkimin dhe zhvillimin e motorëve sinkronë me magnet të përhershëm, dhe fushat e aplikimit të tyre do të zgjerohen më tej.

1. Bazat e zhvillimit të motorit sinkron me magnet të përhershëm

a. Zbatimi i materialeve të magneteve të përhershme të tokës së rrallë me performancë të lartë

Materialet e magneteve të përhershme të tokës së rrallë kanë kaluar nëpër tre faza: SmCo5, Sm2Co17 dhe Nd2Fe14B. Aktualisht, materialet e magneteve të përhershme të përfaqësuara nga NdFeB janë bërë lloji më i përdorur gjerësisht i materialeve të magneteve të përhershme të tokës së rrallë për shkak të vetive të tyre të shkëlqyera magnetike. Zhvillimi i materialeve të magneteve të përhershme ka nxitur zhvillimin e motorëve me magnete të përhershme.

Krahasuar me motorin tradicional trefazor me induksion me ngacmim elektrik, magneti i përhershëm zëvendëson polin e ngacmimit elektrik, thjeshton strukturën, eliminon unazën rrëshqitëse dhe furçën e rotorit, realizon strukturën pa furça dhe zvogëlon madhësinë e rotorit. Kjo përmirëson dendësinë e fuqisë, dendësinë e çift rrotullues dhe efikasitetin e punës së motorit, dhe e bën motorin më të vogël dhe më të lehtë, duke zgjeruar më tej fushën e tij të aplikimit dhe duke nxitur zhvillimin e motorëve elektrikë drejt fuqisë më të lartë.

b. Zbatimi i teorisë së re të kontrollit

Në vitet e fundit, algoritmet e kontrollit janë zhvilluar me shpejtësi. Midis tyre, algoritmet e kontrollit vektorial kanë zgjidhur problemin e strategjisë së drejtimit të motorëve AC në parim, duke i bërë motorët AC të kenë performancë të mirë kontrolli. Shfaqja e kontrollit të drejtpërdrejtë të çift rrotullues e bën strukturën e kontrollit më të thjeshtë dhe ka karakteristikat e performancës së fortë të qarkut për ndryshimet e parametrave dhe shpejtësinë e shpejtë të reagimit dinamik të çift rrotullues. Teknologjia e kontrollit të tërthortë të çift rrotullues zgjidh problemin e pulsimit të madh të çift rrotullues të drejtpërdrejtë në shpejtësi të ulët dhe përmirëson shpejtësinë dhe saktësinë e kontrollit të motorit.

c. Zbatimi i pajisjeve dhe procesorëve elektronikë të fuqisë me performancë të lartë

Teknologjia moderne e elektronikës së fuqisë është një ndërfaqe e rëndësishme midis industrisë së informacionit dhe industrive tradicionale, dhe një urë lidhëse midis rrymës së dobët dhe rrymës së fortë të kontrolluar. Zhvillimi i teknologjisë së elektronikës së fuqisë mundëson realizimin e strategjive të kontrollit të transmisionit.

Në vitet 1970, u shfaq një seri invertorësh me qëllim të përgjithshëm, të cilët mund të konvertonin fuqinë industriale të frekuencës në fuqi të frekuencës së ndryshueshme me frekuencë të rregullueshme vazhdimisht, duke krijuar kështu kushte për rregullimin e shpejtësisë së frekuencës së ndryshueshme të energjisë AC. Këta invertorë kanë aftësi nisjeje të butë pasi të vendoset frekuenca, dhe frekuenca mund të rritet nga zero në frekuencën e caktuar me një shpejtësi të caktuar, dhe shpejtësia e rritjes mund të rregullohet vazhdimisht brenda një diapazoni të gjerë, duke zgjidhur problemin e nisjes së motorëve sinkronë.

2. Statusi i zhvillimit të motorëve sinkronë me magnet të përhershëm në vend dhe jashtë vendit

Motori i parë në histori ishte një motor me magnet të përhershëm. Në atë kohë, performanca e materialeve me magnet të përhershëm ishte relativisht e dobët, dhe forca shtrënguese dhe mbetja e magneteve të përhershëm ishin shumë të ulëta, kështu që ato u zëvendësuan shpejt nga motorë me ngacmim elektrik.

Në vitet 1970, materialet e rralla me magnet të përhershëm të përfaqësuara nga NdFeB kishin forcë të madhe shtrënguese, mbetje, aftësi të fortë demagnetizimi dhe produkt të madh energjie magnetike, gjë që bëri që motorët sinkronë me magnet të përhershëm me fuqi të lartë të shfaqeshin në skenën e historisë. Tani, kërkimi mbi motorët sinkronë me magnet të përhershëm po bëhet gjithnjë e më i pjekur dhe po zhvillohet drejt shpejtësisë së lartë, çift rrotullues të lartë, fuqisë së lartë dhe efikasitetit të lartë.

Në vitet e fundit, me investime të forta nga studiuesit vendas dhe qeveria, motorët sinkronë me magnet të përhershëm janë zhvilluar me shpejtësi. Me zhvillimin e teknologjisë së mikrokompjuterëve dhe teknologjisë së kontrollit automatik, motorët sinkronë me magnet të përhershëm janë përdorur gjerësisht në fusha të ndryshme. Për shkak të përparimit të shoqërisë, kërkesat e njerëzve për motorë sinkronë me magnet të përhershëm janë bërë më të rrepta, duke i shtyrë motorët me magnet të përhershëm të zhvillohen drejt një diapazoni më të gjerë rregullimi të shpejtësisë dhe një kontrolli me saktësi më të lartë. Për shkak të përmirësimit të proceseve aktuale të prodhimit, materialet me magnet të përhershëm me performancë të lartë janë zhvilluar më tej. Kjo e ul shumë koston e saj dhe e zbaton gradualisht në fusha të ndryshme të jetës.

3. Teknologjia aktuale

a. Teknologjia e projektimit të motorit sinkron me magnet të përhershëm

Krahasuar me motorët e zakonshëm të ngacmimit elektrik, motorët sinkronë me magnet të përhershëm nuk kanë dredha-dredha ngacmimi elektrik, unaza kolektorësh dhe kabinete ngacmimi, gjë që përmirëson shumë jo vetëm stabilitetin dhe besueshmërinë, por edhe efikasitetin.

Midis tyre, motorët me magnet të përhershëm të integruar kanë avantazhet e efikasitetit të lartë, faktorit të lartë të fuqisë, dendësisë së lartë të fuqisë së njësisë, aftësisë së zgjerimit me shpejtësi të fortë dhe të dobët magnetike dhe shpejtësisë së shpejtë të reagimit dinamik, duke i bërë ato një zgjedhje ideale për drejtimin e motorëve.

Magnetët e përhershëm sigurojnë të gjithë fushën magnetike të ngacmimit të motorëve me magnet të përhershëm, dhe momenti rrotullues i ingranazhit do të rrisë dridhjen dhe zhurmën e motorit gjatë funksionimit. Momenti rrotullues i tepërt i ingranazhit do të ndikojë në performancën e sistemit të kontrollit të shpejtësisë së motorit në shpejtësi të ulët dhe në pozicionimin me saktësi të lartë të sistemit të kontrollit të pozicionit. Prandaj, gjatë projektimit të motorit, momenti rrotullues i ingranazhit duhet të reduktohet sa më shumë të jetë e mundur përmes optimizimit të motorit.

Sipas hulumtimeve, metodat e përgjithshme për të zvogëluar çift rrotullues ingranazhues përfshijnë ndryshimin e koeficientit të harkut të polit, zvogëlimin e gjerësisë së çarjes së statorit, përputhjen e çarjes së pjerrët dhe çarjes së polit, ndryshimin e pozicionit, madhësisë dhe formës së polit magnetik, etj. Megjithatë, duhet theksuar se kur zvogëlohet çift rrotullues ingranazhues, kjo mund të ndikojë në performancën tjetër të motorit, siç është momenti rrotullues elektromagnetik që mund të ulet në përputhje me rrethanat. Prandaj, gjatë projektimit, faktorë të ndryshëm duhet të balancohen sa më shumë që të jetë e mundur për të arritur performancën më të mirë të motorit.

b. Teknologjia e simulimit të motorit sinkron me magnet të përhershëm

Prania e magneteve të përhershëm në motorët me magnet të përhershëm e bën të vështirë për projektuesit të llogarisin parametrat, siç është projektimi i koeficientit të fluksit të rrjedhjes pa ngarkesë dhe koeficienti i harkut të polit. Në përgjithësi, softueri i analizës së elementeve të fundme përdoret për të llogaritur dhe optimizuar parametrat e motorëve me magnet të përhershëm. Softueri i analizës së elementeve të fundme mund të llogarisë parametrat e motorit me shumë saktësi, dhe është shumë i besueshëm për t'u përdorur për të analizuar ndikimin e parametrave të motorit në performancë.

Metoda e llogaritjes së elementit të fundëm e bën më të lehtë, më të shpejtë dhe më të saktë për ne llogaritjen dhe analizimin e fushës elektromagnetike të motorëve. Kjo është një metodë numerike e zhvilluar në bazë të metodës së diferencës dhe është përdorur gjerësisht në shkencë dhe inxhinieri. Përdorni metoda matematikore për të diskretizuar disa domene të zgjidhjes së vazhdueshme në grupe njësish dhe më pas interpoloni në secilën njësi. Në këtë mënyrë, formohet një funksion linear interpolimi, domethënë, një funksion i përafërt simulohet dhe analizohet duke përdorur elementë të fundëm, gjë që na lejon të vëzhgojmë në mënyrë intuitive drejtimin e vijave të fushës magnetike dhe shpërndarjen e dendësisë së fluksit magnetik brenda motorit.

c. Teknologjia e kontrollit të motorit sinkron me magnet të përhershëm

Përmirësimi i performancës së sistemeve të drejtimit të motorëve është gjithashtu me rëndësi të madhe për zhvillimin e fushës së kontrollit industrial. Ai mundëson që sistemi të drejtohet me performancën më të mirë. Karakteristikat e tij themelore pasqyrohen në shpejtësinë e ulët, veçanërisht në rastin e ndezjes së shpejtë, përshpejtimit statik, etj., ai mund të prodhojë një çift rrotullues të madh; dhe kur drejtohet me shpejtësi të lartë, ai mund të arrijë kontroll të shpejtësisë së fuqisë konstante në një gamë të gjerë. Tabela 1 krahason performancën e disa motorëve kryesorë.

Siç mund të shihet nga Tabela 1, motorët me magnet të përhershëm kanë besueshmëri të mirë, gamë të gjerë shpejtësie dhe efikasitet të lartë. Nëse kombinohen me metodën përkatëse të kontrollit, i gjithë sistemi motorik mund të arrijë performancën më të mirë. Prandaj, është e nevojshme të zgjidhet një algoritëm kontrolli i përshtatshëm për të arritur rregullim efikas të shpejtësisë, në mënyrë që sistemi i drejtimit të motorit të mund të funksionojë në një zonë relativisht të gjerë rregullimi të shpejtësisë dhe gamë të fuqisë konstante.

Metoda e kontrollit vektorial përdoret gjerësisht në algoritmin e kontrollit të shpejtësisë së motorëve me magnet të përhershëm. Ajo ka avantazhet e një game të gjerë rregullimi të shpejtësisë, efikasitet të lartë, besueshmëri të lartë, stabilitet të mirë dhe përfitime të mira ekonomike. Përdoret gjerësisht në motorët me transmision, transportin hekurudhor dhe servo-vegla makinerish. Për shkak të përdorimeve të ndryshme, strategjia aktuale e kontrollit vektorial të miratuar është gjithashtu e ndryshme.

4. Karakteristikat e motorit sinkron me magnet të përhershëm

Motori sinkron me magnet të përhershëm ka një strukturë të thjeshtë, humbje të ulëta dhe faktor të lartë fuqie. Krahasuar me motorin elektrik të ngacmimit, për shkak se nuk ka furça, komutatorë dhe pajisje të tjera, nuk kërkohet rrymë ngacmimi reaktive, kështu që rryma e statorit dhe humbja e rezistencës janë më të vogla, efikasiteti është më i lartë, çift rrotullues i ngacmimit është më i madh dhe performanca e kontrollit është më e mirë. Megjithatë, ka disavantazhe të tilla si kostoja e lartë dhe vështirësia në ndezje. Për shkak të aplikimit të teknologjisë së kontrollit në motorë, veçanërisht aplikimit të sistemeve të kontrollit vektorial, motorët sinkron me magnet të përhershëm mund të arrijnë rregullim të gjerë të shpejtësisë, përgjigje të shpejtë dinamike dhe kontroll pozicionimi me saktësi të lartë, kështu që motorët sinkron me magnet të përhershëm do të tërheqin më shumë njerëz për të kryer kërkime të gjera.

5. Karakteristikat teknike të motorit sinkron me magnet të përhershëm Anhui Mingteng

a. Motori ka një faktor të lartë fuqie dhe një faktor të lartë cilësie të rrjetit elektrik. Nuk kërkohet kompensues i faktorit të fuqisë dhe kapaciteti i pajisjeve të nënstacionit mund të shfrytëzohet plotësisht;

b. Motori me magnet të përhershëm ngacmohet nga magnetë të përhershëm dhe funksionon në mënyrë sinkrone. Nuk ka pulsime shpejtësie dhe rezistenca e tubacionit nuk rritet kur vihen në punë ventilatorët dhe pompat;

c. Motori me magnet të përhershëm mund të projektohet me çift rrotullues të lartë fillestar (më shumë se 3 herë) dhe kapacitet të lartë mbingarkese sipas nevojës, duke zgjidhur kështu fenomenin e "kalit të madh që tërheq karrocën e vogël";

d. Rryma reaktive e motorit asinkron të zakonshëm është përgjithësisht rreth 0.5-0.7 herë e rrymës nominale. Motori sinkron me magnet të përhershëm Mingteng nuk ka nevojë për rrymë ngacmimi. Rryma reaktive e motorit me magnet të përhershëm dhe motorit asinkron është rreth 50% e ndryshme, dhe rryma aktuale e funksionimit është rreth 15% më e ulët se ajo e motorit asinkron;

e. Motori mund të projektohet për t'u ndezur direkt, dhe dimensionet e instalimit të jashtëm janë të njëjta me ato të motorëve asinkronë që përdoren gjerësisht aktualisht, të cilët mund t'i zëvendësojnë plotësisht motorët asinkronë;

f. Shtimi i një drajveri mund të arrijë ndezje të butë, ndalim të butë dhe rregullim të shpejtësisë pa hapa, me përgjigje të mirë dinamike dhe efekt të përmirësuar më tej të kursimit të energjisë;

g. Motori ka shumë struktura topologjike, të cilat përmbushin drejtpërdrejt kërkesat themelore të pajisjeve mekanike në një gamë të gjerë dhe në kushte ekstreme;

h. Me qëllim përmirësimin e efikasitetit të sistemit, shkurtimin e zinxhirit të transmetimit dhe uljen e kostove të mirëmbajtjes, motorët sinkronë me magnet të përhershëm me transmision direkt me shpejtësi të lartë dhe të ulët mund të projektohen dhe prodhohen për të përmbushur kërkesat më të larta të përdoruesve.

Anhui Mingteng Makineri dhe Pajisje Elektrike me Magnetikë të Përhershme, Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/) u themelua në vitin 2007. Është një ndërmarrje e teknologjisë së lartë e specializuar në kërkimin dhe zhvillimin, prodhimin dhe shitjen e motorëve sinkronë me magnet të përhershëm me efikasitet ultra të lartë. Kompania përdor teorinë moderne të projektimit të motorëve, softuer profesional të projektimit dhe program të projektimit të motorëve me magnet të përhershëm të zhvilluar nga vetë ajo për të simuluar fushën elektromagnetike, fushën e lëngjeve, fushën e temperaturës, fushën e stresit etj., të motorit me magnet të përhershëm, të optimizojë strukturën e qarkut magnetik, të përmirësojë nivelin e efikasitetit energjetik të motorit dhe të sigurojë në thelb përdorimin e besueshëm të motorit me magnet të përhershëm.

Të drejtat e autorit: Ky artikull është një ribotim i numrit publik të WeChat “Motor Alliance”, lidhja origjinalehttps://mp.weixin.qq.com/s/tROOkT3pQwZtnHJT4Ji0Cg

Ky artikull nuk përfaqëson pikëpamjet e kompanisë sonë. Nëse keni mendime ose pikëpamje të ndryshme, ju lutemi na korrigjoni!