2024-01-16 11:09:47
By
Động cơ nam châm vĩnh cửu tiết kiệm dòng điện kích thích phản kháng, không giống như động cơ cảm ứng. Đây là một ưu điểm về hiệu suất vì động cơ không cần tiêu tốn năng lượng để tạo ra từ trường.
Hệ số công suất của động cơ nam châm vĩnh cửu được cải thiện do loại bỏ dòng điện kích thích phản kháng. Điều này ngụ ý rằng nhiều công suất đầu vào điện hơn có thể được chuyển đổi thành công suất cơ học bởi động cơ, đây là thước đo hiệu suất cao hơn.
Vì động cơ nam châm vĩnh cửu không có dòng điện kích thích nên dòng điện stato của động cơ nam châm vĩnh cửu rất nhỏ. Dòng điện nhỏ làm giảm tổn thất trong cuộn dây stato và nâng cao hiệu suất của toàn bộ động cơ.
Động cơ nam châm vĩnh cửu không có bất kỳ cuộn dây rôto nào và do đó không biểu hiện bất kỳ tổn thất nào do điện trở của cuộn dây. Cơ chế tổn thất này xảy ra trong động cơ cảm ứng do dòng điện chạy qua cuộn dây rôto, nhưng động cơ nam châm vĩnh cửu tránh được hoàn toàn điều đó.
Vì động cơ nam châm vĩnh cửu hiệu quả hơn và tỏa ít nhiệt hơn nên nhu cầu làm mát – chẳng hạn như quạt – giảm. Điều này làm giảm tổn thất ma sát gió, cải thiện hiệu suất động cơ hơn nữa.
Nhìn chung, động cơ nam châm vĩnh cửu có hiệu suất cao hơn từ 10 đến 15 phần trăm so với động cơ cảm ứng tương đương. Điều này là do tổn thất tổng thể thấp hơn trong thiết kế của động cơ.
Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu duy trì hiệu suất cao và hệ số công suất trong phạm vi rộng từ 25% đến 120% tải định mức. Chúng đặc biệt hiệu quả trong quá trình vận hành tải nhẹ vì chúng vẫn duy trì hiệu suất.
Nam châm gắn trên bề mặt được gắn trên bề mặt ngoài của rotor. Cấu trúc đơn giản và không tốn kém; tuy nhiên, nó có thể có hiệu suất thấp hơn ở tốc độ cao do lực ly tâm lớn.
Nam châm vĩnh cửu tích hợp hoặc bên trong được nhúng bên trong rotor. Loại tích hợp có tính toàn vẹn cơ học tốt hơn và có thể hoạt động hiệu quả hơn ở tốc độ cao.
Đối với các cấu trúc hướng tâm, từ thông được hướng từ rotor đến stato theo cách hướng tâm. Đây có lẽ là cấu hình phổ biến nhất và khá đơn giản.
Cấu trúc tiếp tuyến sẽ định hướng từ thông theo phương tiếp tuyến. Với điều này, có khả năng có diện tích kích thích lớn hơn, do đó phù hợp với động cơ đa cực yêu cầu mô-men xoắn cao.
Cấu trúc lai kết hợp các tính năng của thiết kế xuyên tâm và tiếp tuyến để tối ưu hóa hiệu suất cho các ứng dụng cụ thể. Những điều này ít phổ biến hơn do tính phức tạp của chúng.
Cấu trúc nhiều cực được sử dụng để giảm tốc độ đồng bộ định mức bằng cách tăng số cực. Điều này giúp đạt được mô-men xoắn cao ở tốc độ thấp, có lợi cho các ứng dụng truyền động trực tiếp.
Thiết kế của động cơ, cùng với số lượng cực và cách sắp xếp nam châm thích hợp, phải được tối ưu hóa cho từng ứng dụng để đảm bảo có thể đạt được mô-men xoắn cao ở tốc độ thấp mà không cần dòng điện biến tần quá mức.
Tần số đầu ra của bộ biến tần SPWM thường phải cao hơn 25 Hz để tạo ra phạm vi điều chỉnh tuyến tính hợp lý trong hệ thống truyền động.
Tốc độ đồng bộ định mức của động cơ phải thấp vì đặc tính đầu ra của biến tần cần phải phù hợp với đặc tính của động cơ, do đó không yêu cầu dòng điện biến tần cao và giảm thiểu chi phí cũng như tổn thất của hệ thống.
Nam châm vĩnh cửu phải cung cấp cường độ từ trường đủ cao. Kích thước nam châm và cách sắp xếp của nó được tối ưu hóa để đáp ứng yêu cầu mô-men xoắn.
Cấu trúc này đặc biệt phù hợp với động cơ đa cực vì cấu trúc tiếp tuyến có thể cung cấp cho mỗi cực một diện tích kích thích lớn hơn để tạo ra từ trường mạnh cần thiết ở mô-men xoắn cao.
Đối với việc lựa chọn khớp cực-rãnh, trong trường hợp áp dụng cuộn dây khe phân số, số khe trên mỗi cực trên mỗi pha Q phải nhỏ hơn 1. Điều này mang lại một số lợi thế về hiệu suất động cơ.
Các cuộn dây khe phân số làm giảm biên độ mô men xoắn, giảm xung mô men xoắn và mang lại độ mượt cao hơn cho động cơ.
Bằng cách giảm mô men xoắn, các cuộn dây khe phân số làm tăng độ chính xác điều chỉnh tốc độ, do đó làm cho hoạt động của động cơ chính xác hơn.
Sự vận hành trơn tru nhờ các cuộn dây có khe phân đoạn tạo ra độ rung và tiếng ồn thấp hơn, do đó động cơ hoạt động êm hơn.
Các cuộn dây khe phân đoạn cải thiện sự phân bố của cuộn dây, có tác dụng tăng cường bản chất hình sin của suất điện động ngược cảm ứng của động cơ, EMF.
Dòng điện ngược hình sin mượt mà hơn sẽ góp phần nâng cao hiệu suất chung của động cơ về mặt giảm độ méo hài và vận hành mượt mà hơn.
Việc sử dụng các khe có kích thước nhỏ hơn trong stato giúp tăng diện tích sử dụng một cách hiệu quả, do đó cho phép sử dụng vật liệu stato một cách hiệu quả.
Chiều dài đầu cuộn dây được giảm trong trường hợp quấn khe phân số, giúp giảm lượng đồng tiêu thụ và giảm tổn thất điện trở.
Bước động cơ là 1: Mỗi cuộn dây được quấn trên một răng, giúp việc quấn dễ dàng hơn và đồng thời cải thiện hiệu suất của động cơ.
Thiết kế này làm giảm chu vi và chiều dài của cuộn dây, góp phần giảm tổn thất đồng và cải thiện hiệu suất.
Các cuộn dây khe phân số góp phần làm giảm tổn thất đồng vì chiều dài của cuộn dây được giảm thiểu và sử dụng ít đồng hơn, do đó nâng cao hiệu suất tổng thể của động cơ.
Điều này làm cho việc sản xuất cuộn dây khe phân số rẻ hơn so với cuộn dây khe tích hợp trong khi động cơ vẫn hoạt động với hiệu suất tốt hơn.
ENNENG là một trong những nhà sản xuất động cơ điện nam châm vĩnh cửu dẫn động trực tiếp hàng đầu trên thị trường thế giới.
ENNENG chuyên phát triển và sản xuất động cơ điện một chiều nam châm vĩnh cửu. Với rôto nam châm vĩnh cửu, các động cơ này được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, bao gồm mỏ vàng, mỏ than, nhà máy sản xuất lốp xe, giếng dầu và nhà máy xử lý nước. Ưu điểm của động cơ điện một chiều nam châm vĩnh cửu là loại bỏ được bộ giảm tốc trong các hệ thống động cơ truyền thống. Các ưu điểm khác bao gồm tiếng ồn cơ học rất thấp, độ rung nhỏ và tỷ lệ hỏng hóc thấp. Chúng có hiệu suất cao từ 93-97% với hệ số công suất lên đến 0.99 giúp tiết kiệm năng lượng và tăng công suất hoạt động trong hệ thống. So với các động cơ truyền thống có bộ giảm tốc, động cơ điện một chiều nam châm vĩnh cửu có hiệu suất truyền tải cao hơn trong khi yêu cầu bảo trì ít hơn. Nhờ thiết kế nhỏ gọn và hiệu suất đáng tin cậy, các động cơ này lý tưởng cho các khu vực ứng dụng tốc độ thấp và công suất cao.
