Motore sincrono a magnete permanente

La caratteristica distintiva dei PMACM i magneti permanenti all'interno del loro rotore sono influenzati dal campo magnetico rotante (RMF) delle avvolgimenti dello statore e sono respinti in movimento di rotazione.Questa è una deviazione da altri rotori, in cui la forza magnetica deve essere indotta o generata nell'alloggiamento del rotore, richiedendo più corrente. Ciò significa che i PMACM sono generalmente più efficienti dei motori a induzione,poiché il campo magnetico del rotore è permanente e non ha bisogno di una fonte di energia da utilizzare per la sua generazioneCiò significa anche che essi richiedono un azionamento a frequenza variabile (VFD, o azionamento PM) per funzionare, che è un sistema di controllo che liscia la coppia prodotta da questi motori.Attraverso l'accensione e spegnimento della corrente agli avvolgimenti dello statore in determinate fasi di rotazione del rotore, il motore PM controlla simultaneamente coppia e corrente e utilizza questi dati per calcolare la posizione del rotore e quindi la velocità di uscita dell'albero.come la loro velocità di rotazione corrisponde alla velocità del RMFQueste macchine sono relativamente nuove e sono ancora in fase di ottimizzazione, quindi il funzionamento specifico di un PMACM è, per ora, essenzialmente unico per ogni progetto.

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.

SPM contro IPM

Un motore PM può essere separato in due categorie principali: motori a magnete permanente di superficie (SPM) e motori a magnete permanente interni (IPM).Entrambi i tipi generano flusso magnetico da magneti permanenti fissati al rotore o all'interno.

A causa di questo montaggio meccanico, la loro resistenza meccanica è più debole di quella dei motori IPM.La forza meccanica indebolita limita la velocità meccanica massima sicura del motoreInoltre, questi motori presentano una salienza magnetica molto limitata (Ld ≈ Lq).

I valori di induttanza misurati ai terminali del rotore sono coerenti indipendentemente dalla posizione del rotore.sul componente di coppia magnetica per produrre coppia.

I motori IPM hanno un magnete permanente incorporato nel rotore stesso.con una lunghezza massima non superiore a 50 mm,Questi motori sono anche definiti dal loro rapporto di salienza magnetica relativamente elevato (Lq > Ld).un motore IPM ha la capacità di generare coppia sfruttando sia i componenti di coppia magnetica che di reluctance del motore.

Autosensore contro circuito chiuso

I recenti progressi nella tecnologia degli azionamenti consentono agli azionamenti a corrente alternata standard di "auto-rilevare" e tracciare la posizione del magnete del motore.Attraverso certe routine, l'unità conosce l'esatta posizione del magnete del motore tracciando i canali A/B e correggendo gli errori con il canale z.Conoscere la posizione esatta del magnete consente di produrre una coppia ottimale con conseguente efficienza ottimale.

Debolezza/intensificazione del flusso dei motori PM

Il flusso in un motore a magnete permanente è generato dai magneti.Aumentare o intensificare il campo di flusso permetterà al motore di aumentare temporaneamente la produzione di coppiaL'opposizione al campo di flusso annulla il campo magnetico esistente del motore.La ridotta tensione di retro-EMF libera la tensione per spingere il motore a funzionare a velocità di uscita più elevateEntrambi i tipi di funzionamento richiedono una corrente motrice aggiuntiva.

Il motore sincrono a magnete permanente ha le seguenti caratteristiche:

1L'efficienza nominale è dal 2% al 5% superiore a quella dei normali motori asincroni;

2L'efficienza aumenta rapidamente con l'aumento del carico, mantenendo un'elevata efficienza quando il carico varia tra il 25% e il 120%.L'intervallo di funzionamento ad alto rendimento è molto superiore a quello dei normali motori asincroni. carico leggero, carico variabile e carico pieno hanno tutti effetti significativi di risparmio energetico;

3- fattori di potenza fino a 0,95 e superiori, senza compensazione reattiva;

4Il fattore di potenza è notevolmente migliorato. Rispetto ai motori asincroni, la corrente di funzionamento è ridotta di oltre il 10%.si possono ottenere effetti di risparmio energetico di circa l'1%.

5. aumento di bassa temperatura, elevata densità di potenza: 20K inferiore all'aumento di temperatura del motore asincrono a tre fasi, l'aumento della temperatura di progettazione è lo stesso e può essere realizzato in un volume più piccolo,risparmio di materiali più efficaci;

6. coppia di partenza elevata e capacità di sovraccarico elevata: secondo i requisiti, può essere progettato con coppia di partenza elevata (3-5 volte) e capacità di sovraccarico elevata;

7Si utilizza il sistema di regolazione della velocità a frequenza variabile, che è migliore nella risposta dinamica e migliore di quello dei motori asincroni.

8Le dimensioni di installazione sono le stesse dei motori asincroni attualmente ampiamente utilizzati, e la progettazione e la selezione sono molto convenienti.

9. A causa dell'aumento del fattore di potenza, la potenza visiva del trasformatore del sistema di alimentazione è notevolmente ridotta, il che migliora la capacità di alimentazione del trasformatore,e può anche ridurre notevolmente il costo del cavo di sistema (nuovo progetto).