Jämfört med traditionella elektriska excitationsmotorer har permanentmagnetmotorer, särskilt sällsynta jordartsmagnetmotorer, enkel struktur och tillförlitlig drift.Liten volym och lätt vikt;Låg förlust och hög effektivitet;Motorns form och storlek kan vara flexibel och varierande.Därför är applikationsområdet extremt brett, nästan över hela områdena flyg, nationellt försvar, industri- och jordbruksproduktion och det dagliga livet.De viktigaste egenskaperna och tillämpningarna för flera typiska permanentmagnetmotorer presenteras nedan.
1. Jämfört med traditionella generatorer, behöver synkrona generatorer med permanentmagnet för sällsynta jordartsmetaller inte släpringar och borstanordningar, med enkel struktur och minskad felfrekvens.Den sällsynta jordartsmetallen permanentmagnet kan också öka luftgapets magnetiska densitet, öka motorhastigheten till det optimala värdet och förbättra effekt-till-massaförhållandet.Generatorer för sällsynta jordartsmetaller med permanentmagneter används nästan alla i moderna flyg- och rymdgeneratorer.Dess typiska produkter är 150 kVA 14-poliga 12 000 r/min ~ 21 000 r/min och 100 kVA 60 000 r/min synkrona generatorer av sällsynt jordartsmetall kobolt permanentmagnet tillverkade av General Electric Company of America.Den första permanentmagnetmotorn för sällsynta jordartsmetaller som utvecklades i Kina är en permanentmagnetgenerator på 3 kW 20 000 r/min.
Permanentmagnetgeneratorer används också som hjälpgeneratorer för stora turbogeneratorer.På 1980-talet utvecklade Kina framgångsrikt världens största sällsynta jordartsmetall-permanentmagnethjälpmotor med en kapacitet på 40 kVA~160 kVA och utrustad med 200 MW ~ 600 MW turbogeneratorer, vilket avsevärt förbättrade tillförlitligheten för kraftverksdriften.
För närvarande populariseras gradvis små generatorer som drivs av förbränningsmotorer, permanentmagnetgeneratorer för fordon och små permanentmagnet-vindgeneratorer direkt drivna av vindhjul.
2. Högeffektiv permanentmagnetsynkronmotor Jämfört med induktionsmotor behöver permanentmagnetsynkronmotor inte reaktiv excitationsström, vilket avsevärt kan förbättra effektfaktorn (upp till 1 eller till och med kapacitiv), minska statorströmmen och statorresistansförlusten, och det finns ingen rotorkopparförlust under stabil drift, vilket minskar fläkten (motor med liten kapacitet kan till och med ta bort fläkten) och motsvarande vindfriktionsförlust.Jämfört med en induktionsmotor med samma specifikation kan effektiviteten ökas med 2 ~ 8 procentenheter.Dessutom kan den permanentmagnetiska synkronmotorn hålla hög effektivitet och effektfaktor i det nominella belastningsområdet på 25% ~ 120%, vilket gör energispareffekten mer anmärkningsvärd när den körs under lätt belastning.I allmänhet är denna typ av motor utrustad med en startlindning på rotorn, som har förmågan att starta direkt vid en viss frekvens och spänning.För närvarande används det främst i oljefält, textil- och kemisk fiberindustri, keramik- och glasindustri, fläktar och pumpar med lång årlig drifttid etc.
NdFeB permanentmagnet synkronmotor med hög effektivitet och högt startmoment oberoende utvecklad av vårt land kan lösa problemet med "stor hästdragen vagn" i oljefältsapplikationer.Startmomentet är 50 % ~ 100 % större än induktionsmotorns, vilket kan ersätta induktionsmotorn med ett större bastal, och energibesparingsgraden är cirka 20 %.
Inom textilindustrin är tröghetsmomentet stort, vilket kräver högt dragmoment.Rimlig design av tomgångsläckagekoefficient, framträdande polförhållande, rotormotstånd, permanentmagnetstorlek och statorlindningsvarv hos permanentmagnetmotorer kan förbättra dragprestandan hos permanentmagnetmotorer och främja dess tillämpning i nya textil- och kemiska fiberindustrier.
De fläktar och pumpar som används i storskaliga kraftverk, gruvor, petroleum, kemiska och andra industrier är stora energikonsumenter, men verkningsgraden och effektfaktorn hos de motorer som används för närvarande är låga.Att använda NdFeB permanentmagneter förbättrar inte bara effektiviteten och effektfaktorn, sparar energi, utan har också en borstlös struktur, vilket förbättrar driftsäkerheten.För närvarande är 1 120kW permanentmagnet synkronmotor världens mest kraftfulla asynkronstartande högeffektiva permanentmagnetmotor för sällsynta jordartsmetaller.Dess effektivitet är högre än 96,5% (motorverkningsgraden är 95%) och dess effektfaktor är 0,94, vilket kan ersätta den vanliga motorn med 1 ~ 2 effektgrader större än den.
3. AC servo permanentmagnetmotor och borstlös DC permanentmagnetmotor använder nu mer och mer variabel frekvens strömförsörjning och AC-motor för att bilda AC-hastighetskontrollsystem istället för DC-motorhastighetskontrollsystem.I växelströmsmotorer håller hastigheten på synkronmotorer med permanent magnet ett konstant förhållande till frekvensen av strömförsörjning under stabil drift, så att den kan användas direkt i ett system med variabel frekvensstyrning med öppen frekvens.Denna typ av motor startas vanligtvis av en gradvis ökning av frekvensomformarens frekvens.Det är inte nödvändigt att ställa in startlindningen på rotorn, och borsten och kommutatorn är utelämnade, så underhållet är bekvämt.
Självsynkron permanentmagnetmotor består av permanentmagnetsynkronmotor som drivs av frekvensomvandlare och rotorpositionskontrollsystem med sluten slinga, som inte bara har utmärkt hastighetsregleringsprestanda för elektriskt exciterad likströmsmotor, utan också är borstlös.Den används främst vid tillfällen med hög kontrollnoggrannhet och tillförlitlighet, såsom flyg, flyg, CNC-verktygsmaskiner, bearbetningscenter, robotar, elfordon, kringutrustning etc.
För närvarande har NdFeB permanentmagnet synkronmotor och drivsystem med brett hastighetsområde och Gao Heng effekthastighetsförhållande utvecklats, med hastighetsförhållandet 1:22 500 och gränshastigheten på 9 000 r/min.Egenskaperna för hög effektivitet, små vibrationer, lågt brus och hög vridmomentdensitet hos permanentmagnetmotorer är de mest idealiska motorerna i elfordon, verktygsmaskiner och andra drivanordningar.
Med den kontinuerliga förbättringen av människors levnadsstandard blir kraven på hushållsapparater högre och högre.Till exempel är hushållsluftkonditioneringen inte bara en stor strömkonsument, utan också den huvudsakliga bullerkällan.Dess utvecklingstrend är att använda borstlös DC-motor med permanent magnet med steglös hastighetsreglering.Den kan automatiskt justera till en lämplig hastighet enligt förändringen av rumstemperaturen och köras under lång tid, vilket minskar buller och vibrationer, får människor att känna sig mer bekväma och sparar 1/3 av elektriciteten jämfört med luftkonditioneringen utan hastighetsreglering.Övriga kylskåp, tvättmaskiner, dammuppsamlare, fläktar etc. går gradvis över till borstlösa DC-motorer.
4. Permanent magnet DC-motor DC-motor antar permanent magnetexcitation, som inte bara behåller de goda hastighetsregleringsegenskaperna och mekaniska egenskaperna hos elektriskt exciterad DC-motor, utan har också egenskaperna hos enkel struktur och teknik, liten volym, låg kopparförbrukning, hög effektivitet etc. eftersom excitationslindning och excitationsförlust utelämnas.Därför används permanentmagnet DC-motorer i stor utsträckning från hushållsapparater, bärbara elektroniska enheter, elektriska verktyg till precisionshastighets- och positionsöverföringssystem som kräver god dynamisk prestanda.Bland mikrolikströmsmotorer under 50 W står permanentmagnetmotorer för 92 %, medan de under 10 W står för mer än 99 %.
För närvarande utvecklas Kinas bilindustri snabbt, och bilindustrin är den största användaren av permanentmagnetmotorer, som är nyckelkomponenterna i bilar.I en ultralyxbil finns det mer än 70 motorer med olika syften, varav de flesta är lågspännings permanentmagnet DC mikromotorer.När NdFeB permanentmagneter och planetväxlar används i startmotorer för bilar och motorcyklar kan kvaliteten på startmotorer halveras.
Klassificering av permanentmagnetmotorer
Det finns många typer av permanentmagneter.Beroende på motorns funktion kan den grovt delas in i två kategorier: permanentmagnetgenerator och permanentmagnetmotor.
Permanentmagnetmotorer kan delas in i permanentmagnet DC-motorer och permanentmagnet AC-motorer.Permanentmagnet växelströmsmotorn hänvisar till den flerfasiga synkronmotorn med permanentmagnetrotor, så den kallas ofta permanentmagnet synkronmotor (PMSM).
Permanentmagnet DC-motorer kan delas in i permanentmagnet borstlösa DC-motorer och permanentmagnet borstlösa DC-motorer (BLDCM) om de klassificeras efter om det finns elektriska brytare eller kommutatorer.
Nuförtiden utvecklas teorin och tekniken för modern kraftelektronik kraftigt i världen.Med tillkomsten av kraftelektroniska enheter, såsom MOSFET, IGBT och MCT, har kontrollenheterna genomgått grundläggande förändringar.Sedan F. Blaceke lade fram principen om vektorstyrning av växelströmsmotorer 1971, har utvecklingen av vektorstyrningsteknik initierat en ny era av växelströmsstyrning av servodrift, och olika högpresterande mikroprocessorer har kontinuerligt tryckts ut, vilket ytterligare accelererat utvecklingen av AC-servosystem istället för DC-servosystem.Det är en oundviklig trend att AC-I servosystem ersätter DC servosystem.Men permanent magnet synkronmotor (PMSM) med sinusformad bakre emk och borstlös DC-motor (BLIX~) med trapetsformad bakre emk kommer säkerligen att bli huvudströmmen för att utveckla högpresterande AC servosystem på grund av deras utmärkta prestanda.