Motore a corrente alternata a magnete permanente a velocità variabile per serbatoio di miscelazione

Nel settore industriale generale, la sostituzione di motori asincroni a bassa tensione (< 380/660/1140V) ad alto rendimento, il sistema consente di risparmiare dal 5% al 30% di energia,e i motori asincroni ad alta tensione (6 kV/10 kV) ad alta efficienza, il sistema risparmia dal 2% al 10%.

Vantaggi dei motori a magnete permanente:

1. Maggiore efficienza: i motori a magneti permanenti sono noti per la loro elevata efficienza.ridurre le perdite di energia associate all'eccitazioneCiò si traduce in una maggiore efficienza e in una riduzione del consumo energetico, rendendo i motori a magneti permanenti più efficienti dal punto di vista energetico rispetto ad altri tipi di motori.

2. Alta densità di potenza: i motori a magneti permanenti hanno una elevata densità di potenza, il che significa che possono fornire un'elevata quantità di coppia rispetto alle loro dimensioni e peso.Questo li rende ideali per applicazioni in cui lo spazio e il peso sono limitati, come nei veicoli elettrici o nelle macchine di piccola scala.

3Compatto e leggero: l'assenza di una bobina di eccitazione e l'uso di magneti permanenti contribuiscono alla progettazione compatta e leggera dei motori a magneti permanenti.Questo rende più facile l'integrazione in vari sistemi e riduce il peso complessivo dell'applicazione.

4. Risposta dinamica migliorata: i motori a magnete permanente hanno in genere una risposta dinamica più veloce rispetto ad altri tipi di motori.con una lunghezza massima di 20 mm o più, ma non superiore a 20 mm.

5. Riduzione della manutenzione: i motori a magneti permanenti hanno meno parti rispetto ad altri tipi di motori, con conseguente riduzione dei requisiti di manutenzione.non è necessario sostituire regolarmente la spazzola o la manutenzione del commutatoreCiò comporta costi di manutenzione più bassi e maggiore affidabilità.

6Ampia gamma di velocità: i motori a magneti permanenti possono funzionare su una vasta gamma di velocità, da basse a alte velocità, senza sacrificare l'efficienza o le prestazioni.Questa versatilità li rende adatti a una varietà di applicazioni, comprese le macchine a bassa e alta velocità.

È importante notare che i vantaggi specifici dei motori a magneti permanenti possono variare a seconda dell'applicazione e della specifica progettazione e configurazione del motore.la loro elevata efficienza, compattezza, densità di potenza e bassi requisiti di manutenzione li rendono una scelta preferita in molte applicazioni industriali, commerciali e automobilistiche.

Applicazione:

I motori sincronici a magnete permanente possono essere combinati con convertitori di frequenza per formare il miglior sistema di regolazione della velocità a ciclo aperto senza passaggio,che è stato ampiamente utilizzato per le apparecchiature di trasmissione di controllo della velocità nel settore petrolchimico, fibra chimica, tessile, macchine, elettronica, vetro, gomma, imballaggio, stampa, produzione di carta, stampa e tintura, metallurgia e altre industrie.

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

SPM

Magnete permanente di superficie

Un tipo di motore in cui magneti permanenti sono attaccati alla circonferenza del rotore.

I motori SPM hanno magneti fissati all'esterno della superficie del rotore, la loro resistenza meccanica è così debole di quella IPM.La forza meccanica indebolita limita la velocità meccanica massima sicura del motoreInoltre, questi motori presentano una salienza magnetica molto limitata (Ld ≈ Lq).A causa del rapporto di spiccatura di quasi un'unità, i progetti di motori SPM si basano in modo significativo, se non completamente, sul componente di coppia magnetica per produrre coppia.

IPM

Magnete permanente interno

Un tipo di motore che ha un rotore incorporato con magneti permanenti è chiamato IPM.

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.

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.

I motori a magnete permanente (PM) senza spazzola funzionano con un alimentatore a corrente alternata, quindi sono spesso indicati come motori PMAC.L'uso di magneti permanenti elimina la necessità di conduttori (barre del rotore) per eliminare le perdite del rotorePer i motori di piccole dimensioni, l'efficienza del motore PM è forse dal 10% al 15% superiore a quella dei più vecchi, ma è molto più elevata rispetto ai motori di piccole dimensioni.motori a rendimento standard allo stesso punto di caricoQuesti guadagni di efficienza si applicano a tutta la gamma di carichi tipici del motore.

Come migliorare l'efficienza del motore?

Per migliorare l'efficienza del motore, l'essenza è ridurre la perdita del motore.per un motore asincrono alternativo, la corrente passa attraverso gli avvolgimenti dello statore e del rotore, che produrranno perdita di rame e perdita del conduttore, mentre il campo magnetico è nel ferro.Farà sì che le correnti vorticose causino perdite di isteresi., le alte armonie del campo magnetico dell'aria genereranno perdite di carico e ci saranno perdite di usura durante la rotazione dei cuscinetti e dei ventilatori.

Per ridurre la perdita del rotore, è possibile ridurre la resistenza dell'avvolgimento del rotore, utilizzare un filo relativamente spesso con bassa resistività o aumentare l'area di sezione trasversale dello slot del rotore.- Certo.La produzione condizionata di rotori di rame ridurrà le perdite di circa il 15%.Quindi l' efficienza non è così alta.

Allo stesso modo, c'è una perdita di rame sullo statore, che può aumentare la faccia dello slot dello statore, aumentare il rapporto di slot completo dello slot dello statore e ridurre la lunghezza finale dell'avvolgimento dello statore.Se viene utilizzato un magnete permanente per sostituire l'avvolgimento dello statoreNaturalmente, l'efficienza può essere ovviamente migliorata, che è la ragione fondamentale per cui il motore sincrono è più efficiente del motore asincrono.

Per la perdita di ferro del motore, possono essere utilizzati fogli di acciaio al silicio di alta qualità per ridurre la perdita di isteresi o per allungare la lunghezza del nucleo di ferro,che può ridurre la densità del flusso magneticoInoltre, il processo di trattamento termico è anche critico.

La capacità di ventilazione del motore è più importante.La struttura di raffreddamento corrispondente o il metodo di raffreddamento aggiuntivo possono essere utilizzati per ridurre le perdite di attrito.

Le armoniche di alto ordine produrranno perdite di perdite nella bobina e nel nucleo di ferro, che possono migliorare l'avvolgimento dello statore e ridurre la generazione di armoniche di alto ordine.Il trattamento di isolamento può anche essere eseguito sulla superficie dello slot del rotore, e lo sporco magnetico può essere usato per ridurre l'effetto di sporco magnetico.

A causa della necessità di un azionamento o un controller, i motori PMAC a velocità variabile costano molto più dei motori a induzione Premium Efficiency a velocità costante.così come le sostituzioni equivalenti per un azionamento elettronico a frequenza variabile modulato per la larghezza dell'impulso (VFD) che controlla un nuovo motore di inversione Premium Efficiency. Quando si sostituiscono motori a velocità costante in applicazioni a flusso variabile,il risparmio energetico dovuto alla capacità di velocità variabile del motore PMAC supererà di gran lunga il risparmio dovuto all'aumento dell'efficienza del motore stesso;I motori a magneti permanenti offrono un'efficienza migliorata su tutta la loro gamma di funzionamento e soddisfano o superano gli standard di efficienza IE4 della Commissione elettrotecnica internazionale (IEC).