Raffreddamento ad acqua a magnete permanente montato di superficie del motore sincrono PMSM interno

Perché scegliere i motori a magnete permanente?
 
I motori a magnete permanente AC (PMAC) offrono diversi vantaggi rispetto ad altri tipi di motori, tra cui:
 
Alta efficienza: i motori PMAC sono altamente efficienti a causa dell'assenza di perdite di rame del rotore e delle ridotte perdite di avvolgimento.con conseguente risparmio energetico significativo.
 
Densità di potenza elevata: i motori PMAC hanno una densità di potenza più elevata rispetto ad altri tipi di motori, il che significa che possono produrre più potenza per unità di dimensione e peso.Questo li rende ideali per applicazioni in cui lo spazio è limitato.
 
Densità di coppia elevata: i motori PMAC hanno una elevata densità di coppia, il che significa che possono produrre più coppia per unità di dimensione e peso..
 
Mantenimento ridotto: poiché i motori PMAC non hanno spazzole, richiedono meno manutenzione e hanno una durata di vita più lunga rispetto ad altri tipi di motori.
 
Controllo migliorato: i motori PMAC hanno un migliore controllo della velocità e della coppia rispetto ad altri tipi di motori, rendendoli ideali per applicazioni in cui è richiesto un controllo preciso.
 
Ambientale: i motori PMAC sono più rispettosi dell'ambiente rispetto ad altri tipi di motori in quanto utilizzano metalli delle terre rare,che sono più facili da riciclare e producono meno rifiuti rispetto ad altri tipi di motori.
 
Nel complesso, i vantaggi dei motori PMAC li rendono una scelta eccellente per una vasta gamma di applicazioni, tra cui veicoli elettrici, macchinari industriali e sistemi di energia rinnovabile.
 
 
I motori a magnete permanente AC (PMAC) hanno una vasta gamma di applicazioni tra cui:
 
Macchinari industriali: i motori PMAC sono utilizzati in una varietà di applicazioni di macchinari industriali, come pompe, compressori, ventilatori e macchine utensili.e controllo preciso, che li rende ideali per queste applicazioni.
 
Robotica: i motori PMAC sono utilizzati in applicazioni di robotica e automazione, dove offrono elevata densità di coppia, controllo preciso e elevata efficienza.con una lunghezza massima non superiore a 50 mm.
 
Sistemi HVAC: i motori PMAC sono utilizzati nei sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria (HVAC), dove offrono un'elevata efficienza, un controllo preciso e bassi livelli di rumore.Sono spesso utilizzati in ventilatori e pompe in questi sistemi.
 
Sistemi di energia rinnovabile: i motori PMAC sono utilizzati nei sistemi di energia rinnovabile, come le turbine eoliche e i tracker solari, dove offrono un'elevata efficienza, una elevata densità di potenza e un controllo preciso.Sono spesso utilizzati nei generatori e nei sistemi di tracciamento in questi sistemi.
 
Attrezzature mediche: i motori PMAC sono utilizzati in attrezzature mediche, come le macchine per risonanza magnetica, dove offrono un'elevata densità di coppia, un controllo preciso e bassi livelli di rumore.Sono spesso utilizzati nei motori che guidano le parti in movimento in queste macchine.

Principio di funzionamento
Il principio di funzionamento del motore sincrono a magnete permanente è simile a quello del motore sincrono.Quando lo avvolgimento dello statore viene alimentato dando l'alimentazione a 3 fasi, un campo magnetico rotante viene creato tra gli spazi vuoti.
 
Questo produce la coppia quando i poli del campo del rotore tengono il campo magnetico rotante a velocità sincrona e il rotore ruota continuamente.è necessario fornire un alimentatore a frequenza variabile.
 
Equazione del campo elettromagnetico e della coppia
In una macchina sincrona, il campo elettromagnetico medio indotto per fase è chiamato campo elettromagnetico dinamico indotto in un motore sincrono, il flusso tagliato da ogni conduttore per rivoluzione è Pφ Weber
Allora il tempo necessario per completare una rivoluzione è di 60/N sec
 
Il campo elettromagnetico medio indotto per conduttore può essere calcolato usando
 
(PφN / 60) x Zph = (PφN / 60) x 2Tph
 
dove Tph = Zph / 2
 
Pertanto, il campo elettromagnetico medio per fase è:
 
= 4 x φ x Tph x PN/120 = 4φfTph
dove Tph = numero di giri collegati in serie per fase
 
φ = flusso/polo in Weber
 
P = numero di pali
 
F= frequenza in Hz
 
Zph = numero di conduttori collegati in serie per fase = Zph/3
 
L'equazione del campo elettromagnetico dipende dalle bobine e dai conduttori dello statore.
 
Quindi, E = 4 x φ x f x Tph xKd x Kp
 
L'equazione di coppia di un motore sincrono a magnete permanente è data come segue:
 
T = (3 x Eph x Iph x sinβ) / ωm
 
 
PMSM montato in superficie
In questa costruzione, il magnete è montato sulla superficie del rotore.Esso fornisce un vuoto d'aria uniforme perché la permeabilità del magnete permanente e il vuoto d'aria è la stessaNessuna torsione di riluttanza, elevate prestazioni dinamiche e adatte a dispositivi ad alta velocità come robotica e motori utensili.
 
PMSM sepolto o PMSM interno
In questo tipo di costruzione, il magnete permanente è incorporato nel rotore come mostrato nella figura seguente.La coppia di riluttanza è dovuta alla salienza del motore.

Perché scegliere un motore IPM invece di uno SPM?

1Un'elevata coppia viene ottenuta utilizzando la coppia di riluttanza oltre alla coppia magnetica.

2I motori IPM consumano fino al 30% in meno di energia rispetto ai motori elettrici convenzionali.

3La sicurezza meccanica è migliorata in quanto, a differenza di un SPM, il magnete non si staccherà a causa della forza centrifuga.

4Può rispondere alla rotazione del motore ad alta velocità controllando i due tipi di coppia utilizzando il controllo vettoriale.

Funzionamento di un motore sincrono a magnete permanente:
Il funzionamento del motore sincrono a magnete permanente è molto semplice, veloce ed efficace rispetto ai motori convenzionali.Il funzionamento del PMSM dipende dal campo magnetico rotante dello statore e dal campo magnetico costante del rotoreI magneti permanenti vengono utilizzati come rotore per creare un flusso magnetico costante e funzionare e bloccare a velocità sincrona.
 
I gruppi di fasore sono formati unendo gli avvolgimenti dello statore tra loro.e a doppia e singola fasePer ridurre le tensioni armoniche, gli avvolgimenti devono essere avvolti a breve tra loro.
 
Quando l'alimentazione AC a 3 fasi viene fornita allo statore, crea un campo magnetico rotante e il campo magnetico costante viene indotto a causa del magnete permanente del rotore.Questo rotore funziona in sincronia con la velocità sincronaL'intero funzionamento del PMSM dipende dall'intervallo d'aria tra lo statore e il rotore senza carico.
 
Se l'intervallo d'aria è grande, le perdite di vento del motore saranno ridotte.I motori sincronici a magnete permanente non sono motori autoavviatiPertanto, è necessario controllare la frequenza variabile dello statore elettronicamente.
 

Vantaggi

I vantaggi del motore sincrono a magnete permanente includono:

fornisce una maggiore efficienza ad alte velocità

disponibile in piccole dimensioni in diverse confezioni

la manutenzione e l'installazione sono molto più semplici rispetto a un motore a induzione

con una tensione di 1000 V o superiore

elevata efficienza e affidabilità

fornisce una coppia regolare e prestazioni dinamiche

Svantaggi

Gli svantaggi dei motori sincronici a magnete permanente sono:

Questi tipi di motori sono molto costosi rispetto ai motori a induzione

Difficile da avviare perché non sono motori autoavvianti.

Esistono molti modi per avviare un motore sincrono a magnete permanente, tra cui avvio diretto, avvio di decompressione autoaccoppiante, avvio di decompressione Y-Δ, avvio morbido, avvio dell'inverter, ecc.Quindi qual è la differenza tra loro?

1Quando la capacità e il carico della rete consentono l'avvio diretto a piena tensione, si può prendere in considerazione l'avvio diretto a piena tensione.e elevata economiaÈ utilizzato principalmente per avviare piccoli motori di potenza.

2La trasmissione automatica inizia usando il multi-touch della trasmissione automatica per ridurre la pressione,che non solo può soddisfare le esigenze di carichi diversi, ma anche la coppia di partenza sarà più grandeSi tratta di un metodo di avvio a decompressione e viene spesso utilizzato per avviare motori ad alta capacità.

3. Y-Δ inizia a funzionare normalmente. Il motore asincrono della gabbia degli scoiattoli è avvolto e collegato allo statore delta.e poi collegato al delta dopo aver iniziato, la corrente di avvio può essere ridotta e l'impatto sulla rete elettrica può essere alleviato.È adatto per l'avvio a carico leggero o a carico nulloIn confronto a qualsiasi altro avvio di decompressione, ha la struttura più semplice ed è anche meno costoso.il motore sincrono a magnete permanente può essere azionato in modalità connessa a stella quando il carico è leggeroIn questo momento, la coppia nominale e il carico possono essere abbinati, migliorando così l'efficienza del motore e risparmiando il consumo di energia.

4. L'avviamento morbido adotta il principio di regolazione della tensione con spostamento di fase del raddrizzatore a controllo di silicio per realizzare l'avvio della regolazione della tensione del motore.È utilizzato principalmente per il controllo di avvio del motore sincrono a magnete permanente, con un buon effetto di partenza e un costo elevato.

5Il convertitore di frequenza è un dispositivo di controllo motore con il più alto contenuto tecnico, le funzioni di controllo più complete e il miglior effetto di controllo nel campo del controllo motore moderno.Regola la velocità e la coppia del motore sincrono a magnete permanente cambiando la frequenza della rete elettrica, ed è utilizzato principalmente in settori che richiedono elevati requisiti per la regolazione della velocità e il controllo delle alte velocità.

L'incompetenza è che la coppia di avvio è piccola, adatta solo per una partenza senza carico o con carico leggero.è possibile impostare l'orario di avvio e la coppia iniziale dell'attrezzatura di avvio, realizzare un soft start e soft stop e può limitare la corrente di avvio, il prezzo è moderato.avviare senza intoppi secondo l'orario impostato e lasciare che l'apparecchiatura funzioni alla frequenza impostata, il prezzo è alto.