В последние годы двигатели с прямым приводом на постоянных магнитах добились значительного прогресса и в основном используются в низкоскоростных нагрузках, таких как ленточные конвейеры, миксеры, машины для волочения проволоки, тихоходные насосы, заменяя электромеханические системы, состоящие из высокоскоростных двигателей и механических механизмы сокращения. Диапазон скоростей двигателя обычно ниже 500 об/мин. Двигатели с прямым приводом на постоянных магнитах можно разделить на две конструктивные формы: внешний ротор и внутренний ротор. Прямой привод с внешним ротором и постоянными магнитами в основном используется в ленточных конвейерах.
При проектировании и применении двигателей с прямым приводом на постоянных магнитах следует учитывать, что прямой привод с постоянными магнитами не подходит для особенно низких выходных скоростей. Когда большая часть нагрузок внутри50 об/мин приводятся в движение двигателем с прямым приводом. Если мощность остается постоянной, это приведет к большому крутящему моменту, что приведет к высоким затратам на двигатель и снижению эффективности. После определения мощности и скорости необходимо сравнить экономическую эффективность комбинации двигателей с прямым приводом, более высокоскоростных двигателей и редукторов (или других механических конструкций, увеличивающих и уменьшающих скорость). В настоящее время ветряные турбины мощностью выше 15 МВт и ниже 10 об/мин постепенно переходят на схему полупрямого привода, используя зубчатые передачи для надлежащего увеличения скорости двигателя, снижения затрат на двигатель и, в конечном итоге, снижения системных затрат. То же самое касается и электродвигателей. Поэтому, когда скорость ниже 100 об/мин, следует тщательно учитывать экономические соображения и выбрать схему полупрямого привода.
В двигателях с прямым приводом на постоянных магнитах обычно используются роторы с постоянными магнитами, монтируемые на поверхность, чтобы увеличить плотность крутящего момента и снизить расход материала. Из-за низкой скорости вращения и небольшой центробежной силы нет необходимости использовать встроенную конструкцию ротора с постоянными магнитами. Обычно для фиксации и защиты постоянного магнита ротора используются прижимные стержни, втулки из нержавеющей стали и защитные втулки из стекловолокна. Однако в некоторых двигателях с высокими требованиями к надежности, относительно небольшим числом полюсов или высокой вибрацией также используются конструкции ротора со встроенными постоянными магнитами.
Низкоскоростной двигатель с прямым приводом приводится в движение преобразователем частоты. Когда расчетное число полюсов достигает верхнего предела, дальнейшее снижение скорости приведет к снижению частоты. Когда частота преобразователя частоты низкая, рабочий цикл ШИМ уменьшается, а форма сигнала становится плохой, что может привести к колебаниям и нестабильной скорости. Так что управление особо тихоходными двигателями с прямым приводом также весьма затруднительно. В настоящее время некоторые сверхнизкоскоростные двигатели используют схему двигателя с модуляцией магнитного поля для использования более высокой частоты возбуждения.
Низкоскоростные двигатели с прямым приводом с постоянными магнитами в основном могут иметь воздушное или жидкостное охлаждение. Воздушное охлаждение в основном использует метод охлаждения IC416 с независимыми вентиляторами, а жидкостное охлаждение может быть водяным (IC71 Вт), что можно определить в зависимости от условий на месте. В режиме жидкостного охлаждения тепловая нагрузка может быть выше, а конструкция более компактной, но следует обратить внимание на увеличение толщины постоянного магнита, чтобы предотвратить размагничивание из-за перегрузки по току.
Для тихоходных систем с прямым приводом с требованиями к контролю скорости и точности положения необходимо добавить датчики положения и принять метод управления с датчиками положения; Кроме того, если во время запуска требуется высокий крутящий момент, также требуется метод управления с помощью датчика положения.
Хотя использование двигателей с прямым приводом на постоянных магнитах может исключить первоначальный механизм уменьшения и снизить затраты на техническое обслуживание, необоснованная конструкция может привести к высоким затратам на двигатели с прямым приводом на постоянных магнитах и снижению эффективности системы. Вообще говоря, увеличение диаметра двигателей с прямым приводом на постоянных магнитах может снизить стоимость единицы крутящего момента, поэтому двигатели с прямым приводом можно превратить в большой диск большего диаметра и меньшей длины пакета. Однако существуют и пределы увеличения диаметра. Чрезмерно большой диаметр может увеличить стоимость корпуса и вала, причем даже конструкционные материалы постепенно превысят стоимость эффективных материалов. Таким образом, проектирование двигателя с прямым приводом требует оптимизации соотношения длины и диаметра, чтобы снизить общую стоимость двигателя.
Наконец, я хотел бы подчеркнуть, что двигатели с прямым приводом на постоянных магнитах по-прежнему являются двигателями с преобразователем частоты. Коэффициент мощности двигателя влияет на ток на выходе преобразователя частоты. Пока коэффициент мощности находится в пределах диапазона мощности преобразователя частоты, он оказывает небольшое влияние на производительность и не влияет на коэффициент мощности на стороне сети. Следовательно, расчет коэффициента мощности двигателя должен обеспечивать работу двигателя с прямым приводом в режиме MTPA, который генерирует максимальный крутящий момент при минимальном токе. Важная причина заключается в том, что частота двигателей с прямым приводом, как правило, низкая, а потери в железе намного ниже, чем потери в меди. Использование метода MTPA может минимизировать потери меди. Технические специалисты не должны подвергаться влиянию традиционных асинхронных двигателей, подключенных к сети, и нет никаких оснований для оценки эффективности двигателя на основе величины тока на стороне двигателя.
Anhui Mingteng Permanent-Magnetic Machinery &Electrical Equipment Co., Ltd — современное высокотехнологичное предприятие, которое объединяет исследования и разработки, производство, продажу и обслуживание двигателей с постоянными магнитами. Ассортимент продукции и ее характеристики являются полными. Среди них низкоскоростные двигатели с постоянными магнитами с прямым приводом (7,5–500 об/мин) широко используются в промышленных нагрузках, таких как вентиляторы, ленточные конвейеры, плунжерные насосы и мельницы в цементной, строительной промышленности, угольных шахтах, нефтяной, металлургической и других отраслях промышленности. , с хорошими условиями эксплуатации.
Время публикации: 18 января 2024 г.